韓國重離子加速器前端超導加速試驗取得成功

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月20日報道，韓國科學技術(shù)信息通信部發(fā)布消息稱，韓國正在建設的重離子加速器(ROAN)取得突破性進展，其進行的重力束超導加速試驗取得成功。超導加速試驗是在組成加速裝置前端部分的ECR離電子回旋共鳴、RFQ高頻四重極子和QWR超導加速模塊以及RF高頻率電力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、光束檢測系統(tǒng)等綜合設備系統(tǒng)中測試是否能夠提取重離子束的試驗，是判斷重離子加速器是否正常運轉(zhuǎn)的重要測試。研究組自去年9月開始進行超導加速器試驗，通過多次努力，將ECR離電子回旋共鳴中生成的氧離子通過RFQ高頻四重極子和QWR超導加速模塊，成功提取了700keV/u的氧重離子束，成為開發(fā)重離子加速器的重要技術(shù)。韓國自2011年起開始研發(fā)重離子加速器，計劃到2021年完成，建成后光束能將達到200MeV/u，光束輸出將達到400kW，有望成為世界基礎科學領(lǐng)域的核心基礎設施。

美國利用旋轉(zhuǎn)3D打印制造高強度材料

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月20日報道，據(jù)美國媒體近日報道，哈佛大學一個研究團隊利用旋轉(zhuǎn)3D打印噴頭和精確控制的位置移動，使打印出的材料具有木材等自然材料才有的微觀纖維結(jié)構(gòu)，從而顯著增強了復合材料的強度。研究成果發(fā)表在《美國國家科學院院刊》。該項目的3D打印機利用一個高速旋轉(zhuǎn)的噴嘴沉積基于環(huán)氧樹脂的液體原料，通過精確控制噴嘴的旋轉(zhuǎn)速度和位置，可以有效地控制纖維的排列形態(tài)，從而在生成的材料中提供不同的剛度，并且可以在不同的區(qū)域中實現(xiàn)不同的微觀結(jié)構(gòu)。該方法可以在多種增材制造技術(shù)中使用，如熔融沉積成型(FDM)、直接噴墨成型(DIW)、大面積增材制造(BAAM)等，并可應用于多種材料，包括碳纖維與陶瓷。未來旋轉(zhuǎn)3D打印技術(shù)有望為增材制造開辟新的空間。

印度開發(fā)航天器熱障涂層噴涂新技術(shù)

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月16日報道，據(jù)印度教徒報消息，位于印度焦代普爾的噴涂設備公司(MEC)首席科學家泰勒團隊發(fā)明了一種利用等離子脈沖(APS)噴鍍釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)形成含垂直裂紋熱障涂層的新技術(shù)，該技術(shù)較現(xiàn)有技術(shù)可節(jié)省約50%的成本，目前采用的人工涂層工藝成本很高，裂紋產(chǎn)生于涂層沉積過程，可控性差。新技術(shù)在國防和工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛應用潛力。

德國開發(fā)高速納米機器人電驅(qū)動新技術(shù)

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月14日報道，德國慕尼黑工業(yè)大學與慕尼黑大學的研究團隊開發(fā)出一種新型的納米機器人電驅(qū)動技術(shù)，較目前通過加酶和DNA鏈等生化驅(qū)動的方法快10萬倍。借助熒光共振能量轉(zhuǎn)移(FRET)技術(shù)，研究人員可通過熒光顯微鏡的監(jiān)視器跟蹤DNA納米機器人的運動。普通模式下，被固定在微小DNA納米機器人手臂尖端的發(fā)光分子產(chǎn)生的光點來回擺動，點擊鼠標就足以讓光點向不同的方向移動。通過施加電場，可在平面上隨意旋轉(zhuǎn)機器人手臂。新的控制技術(shù)不僅適合來回移動染料或納米顆粒，微型機器人的手臂也可對分子施力。納米機器人體積小，價格低廉，可搜索百萬計樣本中的特定物質(zhì)，并逐步合成復雜分子，將適用于醫(yī)學診斷和藥物開發(fā)。

韓國開發(fā)出鋰電池用的高性能陽極粘合劑材料

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月12日報道，韓國研究財團聯(lián)合忠南大學、金烏工科大學共同開發(fā)出具有高電壓、高容量的新型粘合劑陽極材料，大幅提高了二次鋰電池的能源密度。研究成果發(fā)表在《先進功能材料》上。富鋰錳氧化物作為新一代陽極材料，比鈷酸鋰氧化物能源容量高出2倍，但只有將充電電壓提高到4.4 V以上才能獲得高容量。不過在這種情況下，二次電池會發(fā)熱，從而使粘合劑的粘性減弱，引發(fā)電池性能減弱等問題。研究人員開發(fā)的陽極材料是在4.7 V和55 ℃條件下，在極表面形成保護膜，保持界面穩(wěn)定，不需要額外的電解質(zhì)添加劑，也可以維持穩(wěn)定黏性的粘合劑材料，具有超過鈷酸鋰氧化物2倍以上的容量以及更穩(wěn)定的充放電性能。該技術(shù)可進一步推動二次電池的發(fā)展。

科學家仿效蝴蝶翅膀結(jié)構(gòu)開發(fā)高效太陽能電池

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月10日報道，德國卡爾斯魯厄理工學院(KIT)研究人員發(fā)現(xiàn)了能高效提升太陽能電池吸光率的新途徑，即通過仿效蝴蝶翅膀結(jié)構(gòu)，可開發(fā)高效太陽能電池。新型電池的吸光率最高可提升207%。歐洲的氣候條件使得太陽光大多被散射，很少垂直照到太陽能電池板上。KIT的研究人員觀察一種鳳蝶吸光能力很好，尤其是翅膀表面為納米結(jié)構(gòu)，其微小的空洞結(jié)構(gòu)較平滑表面能顯著增大對光的吸收范圍。仿效這種納米結(jié)構(gòu)生產(chǎn)太陽能電池，在光線垂直照射時吸光率可提升97%，而當入射角度為50°時甚至能夠達到207%。用于太陽能電池的蝴蝶納米結(jié)構(gòu)是通過計算機模擬優(yōu)化來實現(xiàn)的。

我國科學家首次實現(xiàn)海森堡極限的量子精密測量

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月9日報道，中國科學技術(shù)大學李傳鋒課題組摒棄常規(guī)思路，創(chuàng)新性地對標準弱測量方案進行重新設計，把制備混態(tài)探針和測量虛部弱值技術(shù)相結(jié)合，試驗中成功達到了海森堡極限精度，并用來測量單個光子在商用光子晶體光纖中引起的克爾效應。研究組在試驗中利用了含有約十萬個光子的激光脈沖，測量商用光子晶體光纖的單光子克爾系數(shù)精度比此前經(jīng)典方法測量的最高精度提高了兩個量級。這是國際上首次在實際測量任務中達到海森堡極限精度，研究成果發(fā)表在《自然·通訊》。

韓國團隊研究出檢測量子計算機運算過程的新方法

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月9日報道，韓國科學技術(shù)研究院發(fā)布消息稱，該院量子計算機研究組與浦項工大研究組共同研究出能夠有效檢測量子計算機運算過程的新方法。在量子力學里，存在相互對立的觀測量，例如無法同時測定粒子的位置和運動量成分，這是因為量子測定的行為會使量子處于崩潰狀態(tài),而此次研究，通過弱量子測定方法不讓量子形態(tài)完全崩潰，同時測出了相對立的觀測量。利用這一方法可提高量子驗算過程的檢驗效率，打破了不能同時測定兩條相對立觀測量的量子物理學固有觀念。該研究將有效應用于量子信息技術(shù)中，為研發(fā)量子計算機提供幫助。

德國成功研發(fā)新型量子傳感器

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月6日報道，德國弗勞恩霍夫應用固體物理研究所(IAF)和馬普固體研究所的科研人員共同研發(fā)出一種量子傳感器，未來可用于測量微磁場，如硬盤磁場和人腦電波。目前一臺奔騰處理器可容納約3000萬個晶體管，硬盤的磁性結(jié)構(gòu)可識別的范圍僅為10～20 nm，新研發(fā)的量子傳感器可精確測量這類用在未來硬盤上的微小磁場。新型量子傳感器僅有氮原子的大小，作為載體物質(zhì)的是一種人造金剛石，具有很好的機械和化學穩(wěn)定性以及超強的導熱性能，可通過引入硼、磷等外來原子，將晶體制成半導體，且非常適用于光學電路。這種傳感器不僅能準確檢測到納米級的磁場，還能確定其強度，應用潛力驚人。

美國研發(fā)無法破解的計算機芯片

據(jù)科技部網(wǎng)站2018年3月2日報道，美國國防部預先研究計劃局(DARPA)向密歇根大學的一個研究團隊資助360萬美元，以研究無法破解的計算機。項目名為MORPHEUS，由該校電子與計算機系專家研制，利用基于硬件的方法來阻止黑客攻擊，從而避免軟件的安全補丁無法徹底消除系統(tǒng)的安全隱患。運用了新方法來設計硬件，儲存保護性信息的固件位置會快速變換，密碼也會不斷地生成和銷毀。專家將這種方法比喻成黑客每隔一秒鐘就需要破解一個新魔方，由于黑客需要一定時間去破解每一種既定的系統(tǒng)配置，破解這一不斷變化的系統(tǒng)成為不可能的事，從而避免未發(fā)現(xiàn)的系統(tǒng)漏洞遭到黑客利用。硬件加密算法已在英特爾公司的V-Pro安全處理器系統(tǒng)中得到應用，而MORPHEUS項目旨在尋求更高級別的硬件安全保護，可以用于戰(zhàn)時計算。MORPHEUS項目是美國國防部先進研究計劃局通過硬件與固件集成實現(xiàn)系統(tǒng)安全(SSITH)計劃的9個項目之一，通過資助密歇根大學項目團隊，力圖實現(xiàn)以可控成本進行硬件層次的高級別網(wǎng)絡安全保護，最終生產(chǎn)出不可破解的計算機芯片。