科技成果

美科學(xué)家研發(fā)軟體機器人

據(jù)科技日報2016年9月6日報道，美國科學(xué)家研制出了一款外表酷似章魚的“章魚機器人”，它是第一款全部由柔性零件組成的全自動、自帶燃料的機器人。該機器人由硅橡膠材料通過3D打印而成，由柔性微流體芯片控制，內(nèi)部的閥門和開關(guān)由壓力激活，引導(dǎo)液態(tài)燃料流過機器軀干，從而控制8個觸手的動作。燃料是濃度為50%的過氧化氫溶液和鉑金屬粉末，目前，機器人能活動約8min，消耗的燃料為1mL。未來，研究人員將對機器人重新編程，使其執(zhí)行不同的運動并對環(huán)境做出反應(yīng)，而不僅僅是執(zhí)行預(yù)編程的指令序列，雖然軟體機器人仍處于起步階段，但其可在維修和檢測設(shè)備、搜救、環(huán)境探測和醫(yī)學(xué)等方面發(fā)揮重要作用。

日本開發(fā)出可用于1000℃高溫區(qū)的高精度溫度計

據(jù)科技日報2016年9月5日報道，日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所和千野株式會社成功合作研發(fā)出能夠在1000℃附近的高溫區(qū)準(zhǔn)確測定溫度的白金電阻溫度計。研究人員在對市場上銷售的白金電阻溫度計進(jìn)行分析研究后，對其傳感器進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?，利用日本國家?biāo)準(zhǔn)的水三相點裝置和銀凝固點裝置反復(fù)進(jìn)行熱循環(huán)試驗，分析不同溫度下的電阻值變化情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：經(jīng)過熱處理后，鉑溫度傳感器在1000℃附近的電阻變化實現(xiàn)最小化，溫度計性能更加穩(wěn)定。此外，通過對鉑絲的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化，使其熱扭曲程度得到減輕。新開發(fā)的溫度計測量值變動范圍為±0.001℃；在水三相點的0.01℃，測量值變動也穩(wěn)定在±0.000 5℃以內(nèi)，達(dá)到世界最高水平。

俄羅斯科學(xué)家發(fā)明耐高溫陶瓷材料

據(jù)科技部網(wǎng)站2016年8月29日報道，俄羅斯托木斯克國立大學(xué)和俄羅斯科學(xué)院西伯利亞分院強度物理與材料研究所的專家們開發(fā)出一種能夠耐受極端溫度的陶瓷材料。材料由基于碳化硅和二硼化鋯的陶瓷混合物所構(gòu)成的多層陶瓷結(jié)構(gòu)，能夠提升噴氣式發(fā)動機燃燒室的溫度，還能在空間飛行器再入大氣層時起到隔熱作用，或者用于制造測量發(fā)動機溫度的傳感器保護罩。該研究組將與俄羅斯聯(lián)邦航天局合作，用2200℃的等離子流進(jìn)行陶瓷試件的耐受試驗，如果材料能承受20s，則證明開發(fā)方向是正確的。科學(xué)家們相信，該材料能夠經(jīng)受3000℃的高溫考驗。

美空軍擬引爆大氣層等離子炸彈增強無線電接收

立方體人造衛(wèi)星

據(jù)騰訊網(wǎng)2016年8月29日報道，美國空軍計劃使用大量等離子氣體的微型人造衛(wèi)星進(jìn)入電離層形成無線電反射的等離子區(qū)域，美國空軍已給3個研究小組撥款，用于研制此項技術(shù)。電離層距離地面大約64km，夜晚時分帶電微粒將更加密集，地面無線電信號傳播受限于地球表面的曲率，它們的傳播距離超過了70km，如果沒有信號中繼，將逐漸傳播停止。這種通信方式通過電離層和地面之間的無線電射線反彈，得到顯著提高，可使無線電信號Z字形傳播至更遠(yuǎn)距離。美國空軍支持的研究中，德雷克塞爾大學(xué)研究人員致力于研究一種方法蒸發(fā)金屬，將金屬加熱至沸點以上溫度。這種方法可以與大氣氧發(fā)生反應(yīng)，制造無線電反射等離子。另一個研究項目是由馬里蘭大學(xué)研究人員負(fù)責(zé)的，他們通過引爆小型炸彈來加熱金屬，將爆炸能量轉(zhuǎn)變成電能。同時，等離子體云的外形可通過改變最初爆炸形式進(jìn)行調(diào)整。研究人員表示，目前可能還存在著一些難以超越的挑戰(zhàn)，判斷可行性還為時尚早。

銅氧化物超導(dǎo)臨界溫度或有新決定因素

據(jù)科技日報2016年8月26日報道，美國能源部布魯克海文國家實驗室研究人員在《自然》雜志上發(fā)表論文稱，銅氧化物的超導(dǎo)臨界溫度是由單位面積上的電子對數(shù)量決定的。這一結(jié)論對標(biāo)準(zhǔn)的超導(dǎo)理論提出了挑戰(zhàn)，標(biāo)準(zhǔn)超導(dǎo)理論認(rèn)為，超導(dǎo)臨界溫度取決于電子對互動情況。自1986年發(fā)現(xiàn)銅氧化物具有高溫超導(dǎo)特性以來，科學(xué)家一直在探索高溫超導(dǎo)體臨界溫度遠(yuǎn)高于常規(guī)超導(dǎo)體的原因。研究人員利用其專門設(shè)計的分子束外延系統(tǒng)，制作了2500多份鍶鑭銅氧系超導(dǎo)體樣品（LSCO）用于分析，研究人員加大鍶的添加量，遠(yuǎn)超誘發(fā)超導(dǎo)所需的摻雜水平，在過度摻雜后，隨著摻雜劑的增多，電子對密度與超導(dǎo)臨界溫度不斷下降，直到電子對歸零，此時超導(dǎo)臨界溫度降至接近零開爾文，這一結(jié)果有悖于過去對金屬和常規(guī)超導(dǎo)體的標(biāo)準(zhǔn)理解。之前的研究表明，銅氧化物的電子對明顯要小于常規(guī)超導(dǎo)體的電子對，至于什么原因?qū)е裸~氧化物的電子對較小，是研究人員下一步要解決的問題。

芬蘭研究人員創(chuàng)微波探測世界新紀(jì)錄

據(jù)科技日報2016年8月8日報道，芬蘭研究人員日前在微波探測領(lǐng)域創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。阿爾托大學(xué)量子計算和設(shè)備研究小組成功開發(fā)出一種新型部分超導(dǎo)微波探測器，將熱光電探測的能量分辨率較此前的世界記錄提高了14倍。這種體積比單個人類血細(xì)胞還小的探測器，將顯著推動超靈敏相機以及量子計算機配件的開發(fā)。這種新型探測器由超導(dǎo)鋁的微小碎片和一條納米金線組成，工作溫度為1/100的絕對零度，在這樣的低溫下熱干擾是極其微弱的，研究小組成功檢測到大小僅為1×10－21J的能量包，即將一個紅細(xì)胞移動1nm所需要的能量。該探測器的研發(fā)關(guān)鍵主要體現(xiàn)在兩個方面：一是創(chuàng)新的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以同時保證入射光子的高效吸收和測量讀數(shù)的高敏感性；二是對微小能量包所產(chǎn)生的信號進(jìn)行有效放大。研究團隊通過正反饋法實現(xiàn)了利用外部能量源對吸收光子所引起的溫度變化進(jìn)行放大。相關(guān)研究已發(fā)表在《物理學(xué)評論通訊》周刊上，為促進(jìn)這種新型微波探測器的商業(yè)應(yīng)用開發(fā)，歐盟研究理事會已通過“概念驗證”計劃向該研究團隊提供經(jīng)費資助，這已經(jīng)是該團隊第三次獲得歐盟研究理事會的項目資助。

石墨烯使普通紙變?yōu)槿嵝燥@示器

據(jù)科技日報2016年8月5日報道，土耳其比爾肯大學(xué)研究人員將一張普通的打印紙夾在兩層石墨烯膜（由多層石墨烯構(gòu)成）之間，使其變成了一種柔性電子顯示器。他們還將石墨烯排布成多像素模式，把紙折成三維形狀，在上面打印出彩色圖案，展示了不同于晶片技術(shù)的另一類效果，相關(guān)研究已發(fā)表在《光子學(xué)》雜志。研究人員表示把石墨烯作為一種電配置光學(xué)介質(zhì)，通過給紙上石墨烯施加偏置電壓，觸發(fā)石墨烯間的離子間層，使其光吸收性發(fā)生改變，從透明變黑或從黑變透明，這個系統(tǒng)可作為一個框架，把普通打印紙變成光電顯示器。研究人員表示，未來將進(jìn)一步研制出具備全部功能的電子紙，有像素和集成驅(qū)動電路，并希望這一技術(shù)還能用在輥軸制造工藝中。

首個塑料柔性磁存儲芯片問世

據(jù)科技日報2016年7月25日報道，一個國際團隊研發(fā)出一種新技術(shù)，將高性能磁性存儲芯片移植到一塊柔性塑料表面，且無損其性能，得到的透明薄膜狀柔性“智能塑料”芯片有優(yōu)異的數(shù)據(jù)存儲和處理能力，有望成為柔性輕質(zhì)設(shè)備設(shè)計和研制的關(guān)鍵元件，相關(guān)研究已發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志。研究人員首先將氧化鎂基磁性隧道結(jié)（MTJ）種植在一個硅表面，接著蝕刻掉下面的硅，隨后使用一種轉(zhuǎn)印方法，在一個由聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的柔性塑料表面，植入了一個磁性存儲芯片。新設(shè)備在磁阻式隨機存取存儲器（MRAM）上的操作表明，MRAM的性能在很多方面強于傳統(tǒng)隨機存取存儲器計算機芯片，例如處理速度更高、能耗更低、可在斷電后存儲數(shù)據(jù)等。該團隊最近在美國和韓國為這項技術(shù)申請了專利，研究人員正在進(jìn)一步提升該設(shè)備的磁阻，并計劃將其應(yīng)用于其他電子設(shè)備。