文/飛丞

翱翔青藏高原，“云雀”銜來(lái)更多科考數(shù)據(jù)

近日，由中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所自主研制的“云雀”自主飛行機(jī)器人在青藏高原開展高海拔冰川與湖泊智能化科考工作，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人化高海拔環(huán)境科考。

青藏高原海拔高，氧氣稀薄，氣候惡劣多變，尤其是極高海拔區(qū)，科考活動(dòng)難度大，危險(xiǎn)系數(shù)高，人類難以開展工作甚至無(wú)法到達(dá)，制約了青藏科考全面深入持續(xù)開展。為此，在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目支持下，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所、中國(guó)科學(xué)院青藏高原研究所等國(guó)內(nèi)技術(shù)團(tuán)隊(duì)，圍繞高海拔極端環(huán)境下的機(jī)器人移動(dòng)與作業(yè)技術(shù)開展聯(lián)合攻關(guān)。

據(jù)介紹，“云雀”突破了“稀薄大氣中的高效升力系統(tǒng)設(shè)計(jì)”“高原強(qiáng)風(fēng)干擾下的自主控制”等技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了空氣稀薄、強(qiáng)風(fēng)干擾等極端環(huán)境下的自主起降、定點(diǎn)或航跡飛行、動(dòng)靜態(tài)障礙物避碰等自主功能。

在海拔6000米的西藏廓瓊崗日冰川區(qū)，“云雀”完成了冰面溫度熱紅外影像監(jiān)測(cè)、冰川三維地形勘測(cè)與建模、高空大氣溫濕壓與黑碳通量垂直廓線監(jiān)測(cè)工作，并在海拔4730米的納木錯(cuò)湖完成了深部水體樣品自動(dòng)化采集和湖水溫度垂直剖面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)工作。本次應(yīng)用充分驗(yàn)證了“云雀”的自主作業(yè)能力可覆蓋青藏高原所有野外科考站和絕大部分冰川區(qū)，有望形成全新的精細(xì)化、智能化科考作業(yè)力量。

小麥育種“骨干親本”找到突破口

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所小麥基因資源發(fā)掘與利用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，從我國(guó)育成的3000多個(gè)小麥品種中精選145份代表性品種進(jìn)行重測(cè)序，揭示了其基因組重塑和優(yōu)化的過(guò)程，為解析小麥育種“骨干親本”找到了突破口。

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究員張學(xué)勇介紹，目前基于規(guī)?；贩N的重測(cè)序，成為系統(tǒng)解析優(yōu)異種質(zhì)資源以及重大品種形成和演變的重要技術(shù)與方法。團(tuán)隊(duì)對(duì)145份小麥的代表性品種進(jìn)行了重測(cè)序，構(gòu)建了高密度的基因組變異圖譜。研究發(fā)現(xiàn)，20世紀(jì)50～60年代的品種基因組組成以我國(guó)地方品種的貢獻(xiàn)為主，而70～80年代則以引進(jìn)品種的貢獻(xiàn)為主，80年代中后期引進(jìn)品種的貢獻(xiàn)達(dá)到頂峰。引進(jìn)種質(zhì)貢獻(xiàn)了一些我國(guó)地方品種中缺乏的單倍型區(qū)段，這從基因組學(xué)層面客觀地反映了我國(guó)小麥育種的歷史。

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在人工選擇育種進(jìn)程中，小麥的A、B、D三個(gè)基因組間和共線區(qū)域的同源基因之間表現(xiàn)出強(qiáng)烈的非對(duì)稱選擇規(guī)律。同時(shí)，研究人員以育種進(jìn)程中小偃6號(hào)小麥及其衍生品種為例，系統(tǒng)研究了雜交選育過(guò)程中強(qiáng)連鎖單倍型區(qū)段的形成和演化規(guī)律，明確了一些單倍型區(qū)段所控制的性狀。這為以系譜為基礎(chǔ)，以基因組學(xué)為手段，解析每一個(gè)“骨干親本”所攜帶的優(yōu)良區(qū)段提供了很好的思路和樣板，也為小麥基因組選擇育種提供了重要依據(jù)和理論指導(dǎo)。

全國(guó)首條“超級(jí)電容+鈦酸鋰電池”有軌電車工程完工

近期，由中鐵二十二局集團(tuán)有限公司承建的國(guó)內(nèi)首條采用“超級(jí)電容+鈦酸鋰電池”儲(chǔ)能供電裝置的有軌電車工程——廣東省廣州市黃埔區(qū)有軌電車1號(hào)線完工。

該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人胡文濤介紹，黃埔區(qū)有軌電車1號(hào)線全長(zhǎng)約14.4公里，有軌電車的車身長(zhǎng)37米，寬2.65米，高3.68米，為100%低地板有軌電車線路，方便乘客上下車。

據(jù)了解，這條線路在全國(guó)首次采用“超級(jí)電容+鈦酸鋰電池”混合儲(chǔ)能供電裝置技術(shù)。線路系統(tǒng)超級(jí)電容單體容量達(dá)9500法拉。車輛達(dá)到站點(diǎn)時(shí)，在乘客上下車間隙，可自動(dòng)完成充電，用時(shí)不到30秒，實(shí)現(xiàn)車輛能耗和補(bǔ)給動(dòng)態(tài)平衡，確保車輛全程不間斷運(yùn)行。同時(shí)，車輛配置鈦酸鋰電池可在突發(fā)狀況和緊急狀態(tài)下為車輛補(bǔ)償供電，高度提升了車輛運(yùn)行的應(yīng)急能力。由于采用“超級(jí)電容+鈦酸鋰電池”作為儲(chǔ)能裝置牽引供電，區(qū)間無(wú)接觸網(wǎng)，減少了城市空中“蜘蛛網(wǎng)”。此外，車輛制動(dòng)時(shí)將80%以上的制動(dòng)能量回收至超級(jí)電容形成電能儲(chǔ)存，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)利用，做到了高效節(jié)能。

我國(guó)半導(dǎo)體抗光腐蝕研究取得新進(jìn)展

內(nèi)蒙古大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院研究員王蕾帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)在半導(dǎo)體抗光腐蝕研究方面取得新進(jìn)展，得到國(guó)家自然科學(xué)基金等多個(gè)項(xiàng)目的認(rèn)可支持。“鈍化層助力BiVO4抗光腐蝕研究”的相關(guān)成果已于近日在國(guó)際化學(xué)期刊《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》發(fā)表，將有助于提高太陽(yáng)能制氫的光電轉(zhuǎn)換效率。

據(jù)王蕾介紹，新型潔凈能源氫能素來(lái)是新能源的研究熱點(diǎn)，光解水制氫是獲得氫能的主要技術(shù)之一，而太陽(yáng)能制氫轉(zhuǎn)換效率是光解水主要性能指標(biāo)。半導(dǎo)體較低的光吸收率和較高的載流子復(fù)合率是影響轉(zhuǎn)換效率的首要因素，因此，如何提高光電轉(zhuǎn)換效率是當(dāng)前光電催化研究領(lǐng)域的重中之重。

BiVO4半導(dǎo)體因具有2.4電子伏特的合適帶隙寬度、良好的光吸收性能以及適合的低電位下進(jìn)行水氧化的導(dǎo)帶位置，成為太陽(yáng)能光電催化制氫領(lǐng)域的重要材料之一。然而，由于BiVO4材料的電子與空穴相復(fù)合，嚴(yán)重影響了光生電荷傳輸，使其太陽(yáng)能光電催化性能低于理論值，同時(shí)由于光腐蝕，使其無(wú)法適用長(zhǎng)期光解水反應(yīng)?？蒲袌F(tuán)隊(duì)通過(guò)改善材料制備工藝以及恒電位光極化測(cè)試方法，提高了BiVO4活性及穩(wěn)定性。

研究表明，無(wú)表面助催化劑修飾下的BiVO4在間歇性測(cè)試下，可以達(dá)到100小時(shí)的穩(wěn)定性，表現(xiàn)出超強(qiáng)的“自愈”特性。電化學(xué)測(cè)試顯示，半導(dǎo)體表界面產(chǎn)生的鈍化層和氧空位協(xié)助作用，有效減小了半導(dǎo)體電子與空穴復(fù)合，提高了表面水氧化動(dòng)力學(xué)，從而抑制了光腐蝕。