3D打印無金屬柔性膠狀電極問世

近日，美國麻省理工學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)的國際團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種不含金屬的、類似果凍的材料，它像生物組織一樣柔軟和堅(jiān)韌，同時(shí)可像傳統(tǒng)金屬一樣導(dǎo)電。這種材料可制成打印墨水，有朝一日或成為功能性凝膠基電極，且具有生物組織的外觀和手感。相關(guān)研究成果于2023年6月15日在《自然·材料》雜志上發(fā)表。

研究人員表示，膠狀電極有可能取代金屬來刺激神經(jīng)，并與心臟、大腦和身體其他器官連接。

研究人員希望導(dǎo)電聚合物和水凝膠的結(jié)合會產(chǎn)生一種靈活的、生物相容的和導(dǎo)電的凝膠。但到目前為止制造的材料要么太脆弱，要么電氣性能很差。為了分別保持導(dǎo)電聚合物和水凝膠的電氣和機(jī)械強(qiáng)度，這兩種成分應(yīng)該以一種略有排斥的方式混合，這種狀態(tài)被稱為相分離。在這種略微分離的狀態(tài)下，每種成分都可將各自的聚合物連接起來，形成細(xì)長的微觀鏈，同時(shí)也可以作為一個(gè)整體混合。

研究人員將其稱為具有電氣和機(jī)械性能的“意大利面”。其中“電氣意大利面”是一種導(dǎo)電聚合物，可通過材料傳遞電流；而“機(jī)械意大利面”就是水凝膠，可傳遞機(jī)械力，而且由于它也是連續(xù)的，所以很堅(jiān)韌有彈性。

研究人員調(diào)整了配方，將“意大利面”煮成墨水，通過3D打印機(jī)輸入，并打印到純水凝膠薄膜上，圖案類似于傳統(tǒng)的金屬電極。

研究人員將打印的果凍狀電極植入大鼠的心臟、坐骨神經(jīng)和脊髓。在動物身上測試了長達(dá)兩個(gè)月后這些設(shè)備始終保持穩(wěn)定，幾乎沒有導(dǎo)致周圍組織產(chǎn)生炎癥或疤痕。電極還能夠?qū)碜孕呐K的電脈沖傳遞給外部監(jiān)測器，并將微小脈沖傳遞到坐骨神經(jīng)和脊髓，進(jìn)而刺激相關(guān)肌肉和四肢的運(yùn)動。

研究人員設(shè)想，未來這種新材料能應(yīng)用于心臟手術(shù)患者的恢復(fù)，可用作器官和長期植入物（包括起搏器和深部腦刺激器）之間的軟電子接口。

（來源：科技日報(bào)）

科學(xué)家首次揭示激子拓?fù)湫?/p>

由南京大學(xué)、北京大學(xué)、美國麻省大學(xué)艾姆赫斯特分校組成的合作團(tuán)隊(duì)在電子-空穴關(guān)聯(lián)系統(tǒng)中激子拓?fù)湫虻难芯糠矫嫒〉昧酥匾M(jìn)展。該工作從理論上提出了關(guān)聯(lián)激子由于阻挫效應(yīng)導(dǎo)致強(qiáng)量子漲落所產(chǎn)生的玻色子拓?fù)湫虻男聶C(jī)制；從實(shí)驗(yàn)上在電子-空穴濃度不平衡的InAs/GaSb量子阱中觀察到了通過激子形成的時(shí)間反演對稱破缺的新型拓?fù)鋺B(tài)，實(shí)驗(yàn)與理論相結(jié)合，首次揭示了激子拓?fù)湫?。相關(guān)研究成果于2023年6月14日在《自然》上在線發(fā)表。

分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)是當(dāng)代凝聚態(tài)物理的前沿研究熱點(diǎn)之一，相關(guān)研究曾獲1998年諾貝爾物理學(xué)獎。分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)起源于電子的關(guān)聯(lián)效應(yīng)，導(dǎo)致了拓?fù)湫虻漠a(chǎn)生，表現(xiàn)出長程量子糾纏，演生規(guī)范場和分?jǐn)?shù)激發(fā)，在未來拓?fù)淞孔佑?jì)算方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。一個(gè)自然的問題是：能否在相互作用玻色子系統(tǒng)中產(chǎn)生具有拓?fù)湫虻姆謹(jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)？人們首先試圖在冷原子系統(tǒng)中進(jìn)行研究，但多年以來仍處于探索階段。

該工作研究了電子-空穴耦合的雙層系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電子和空穴濃度不平衡時(shí)，系統(tǒng)所產(chǎn)生的激子具有moat型能帶（激子的色散在動量空間呈現(xiàn)一圈高度簡并）。激子moat能帶的阻挫效應(yīng)使得激子不發(fā)生玻色凝聚，進(jìn)而產(chǎn)生一類具有長程量子糾纏的拓?fù)湫?，其物理圖像等價(jià)于激子形成的分?jǐn)?shù)量子霍爾態(tài)。相比于傳統(tǒng)的平均場理論結(jié)果，該工作發(fā)現(xiàn)量子漲落會導(dǎo)致在傳統(tǒng)激子凝聚相圖中出現(xiàn)一個(gè)新的激子拓?fù)湫騾^(qū)域。

激子拓?fù)湫蛟陔娮印⒖昭舛炔黄胶獾膮^(qū)間中產(chǎn)生，打開體態(tài)能隙，并具有一對電子-空穴形成的手征邊緣態(tài)。在零磁場下，電子和空穴攜帶相反的電荷，產(chǎn)生類螺旋形邊緣態(tài)輸運(yùn)。與量子自旋霍爾效應(yīng)不同，激子拓?fù)湫驘o須時(shí)間反演對稱的保護(hù)，在垂直磁場下這一對邊緣態(tài)不會打開能隙，而是在實(shí)空間分離，從而導(dǎo)致邊緣態(tài)輸運(yùn)信號從類螺旋型向類手征型轉(zhuǎn)變。上述理論和實(shí)驗(yàn)的相互印證揭示了在電子-空穴雙層系統(tǒng)中由于阻挫和關(guān)聯(lián)效應(yīng)所產(chǎn)生的激子拓?fù)湫颉?/p>

（來源：中國科學(xué)報(bào)）

兩個(gè)鈹原子室溫下首次實(shí)現(xiàn)鍵合

科技日報(bào)2023年6月20日報(bào)道，科學(xué)家認(rèn)為，如果能將兩個(gè)鈹原子相互結(jié)合，這種元素會變得更有用。在一項(xiàng)最新研究中，英國牛津大學(xué)的4位化學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)了讓兩個(gè)鈹原子在室溫下安全地鍵合在一起。相關(guān)研究論文于2023年6月15日在《科學(xué)》雜志上發(fā)表。

鈹是一種堅(jiān)固且輕質(zhì)的堿性稀土金屬，被廣泛應(yīng)用于從電信設(shè)備到電腦和手機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域。它還與其他金屬混合，被制成合金，用于制造陀螺儀和電觸點(diǎn)等。

研究團(tuán)隊(duì)首先構(gòu)建了兩個(gè)分子，每個(gè)分子由一個(gè)鈹原子、幾個(gè)碳原子和氫原子組成，然后將這兩種分子與一種通過將雙鎂原子結(jié)合在一起而制成的化學(xué)物質(zhì)混合在一起，一系列反應(yīng)后產(chǎn)生了名為二茂鈹?shù)木w化合物。對晶體結(jié)構(gòu)的特寫觀察表明，它的中心含有相互結(jié)合的原始鈹原子。觀測還顯示，該化合物與碘化物反應(yīng)時(shí)，會與鋅和鋁結(jié)合。

研究團(tuán)隊(duì)指出，此前無法成功讓兩個(gè)鈹原子結(jié)合的原因之一在于其毒性。但他們發(fā)現(xiàn)，建立一組協(xié)議就能以安全的方式進(jìn)行上述過程，而且數(shù)學(xué)模型顯示，所得化合物很穩(wěn)定。

（來源：科技日報(bào)）

掌握DNA分子的“車流速度”

——單分子操作

實(shí)現(xiàn)近乎完美控制

科技日報(bào)2023年6月19日報(bào)道，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）研究人員多年來致力于改進(jìn)納米孔技術(shù)，該技術(shù)可讓DNA分子通過膜上的小孔以測量離子電流，研究人員則可以通過分析核苷酸在電流通過時(shí)的擾動情況，來確定DNA的核苷酸序列。該研究2023年6月19日發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。

分子的快速運(yùn)動使得對其實(shí)現(xiàn)高精度分析具有挑戰(zhàn)性。EPFL團(tuán)隊(duì)成員稱，將納米孔的靈敏度與掃描離子電導(dǎo)顯微鏡（SICM）的精度相結(jié)合，他們就能鎖定特定的分子的位置并控制它們移動的速度。這種精巧的控制填補(bǔ)了該領(lǐng)域的一個(gè)巨大空白。

團(tuán)隊(duì)使用先進(jìn)的掃描離子電導(dǎo)光譜（SICS）實(shí)現(xiàn)了這種控制。SICM利用流經(jīng)探針尖端的離子電流的變化，可生成高分辨率3D圖像數(shù)據(jù)。而其創(chuàng)新技術(shù)減緩了分子通過的速度，允許對同一分子甚至分子上的不同位置進(jìn)行數(shù)千次連續(xù)讀數(shù)。

研究人員用汽車類比這種方法舉例說明：“想象一下，當(dāng)你站在窗前看著汽車來回行駛。如果汽車減速并反復(fù)駛過，讀取他們的牌照會容易得多。我們現(xiàn)在可決定是要每次測量1 000種不同的分子，還是測量同一分子1 000次，這代表了該領(lǐng)域真正的范式轉(zhuǎn)變。”

這一成果不但可顯著改善診斷和測序領(lǐng)域，還可應(yīng)用于DNA以外的分子，推進(jìn)蛋白質(zhì)組學(xué)研究。例如肽的蛋白質(zhì)構(gòu)建塊，由于肽“牌照”由20個(gè)“字符”（氨基酸）組成，而不是DNA的4個(gè)核苷酸，因此尋找肽測序解決方案一直是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，但這種新控制方法會為肽測序開辟一條更容易的道路。

在DNA測序這一領(lǐng)域，納米孔技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)DNA分子通過納米尺寸的空隙時(shí)，因?yàn)閴A基的不同，產(chǎn)生相應(yīng)的電流變化，識別出這種變化，就能反推堿基還原DNA序列。本文介紹的研究中，團(tuán)隊(duì)在應(yīng)用納米孔技術(shù)的基礎(chǔ)上，還實(shí)現(xiàn)了對分子通過速度的控制，掃描離子電導(dǎo)顯微鏡可高分辨率非接觸式研究活細(xì)胞表面形貌。研究人員用車流作比，讓汽車減速并反復(fù)通過，對車牌信息的辨識就會更為容易和全面。更精巧的控制，誕生了更多的測量解決方案。

（來源：科技日報(bào)）

光伏“新秀”鈣鈦礦電池嶄露頭角

2023年4月，七國集團(tuán)氣候、能源和環(huán)境部長會議發(fā)布《聯(lián)合聲明》稱，將“推進(jìn)鈣鈦礦太陽能電池等領(lǐng)域的技術(shù)革新”，鈣鈦礦太陽能電池這一能源領(lǐng)域的“新秀”引發(fā)強(qiáng)烈關(guān)注。

近日，《日本經(jīng)濟(jì)新聞》也集結(jié)部分專家，對太陽能、風(fēng)能、核電、二氧化碳回收等5個(gè)領(lǐng)域備受矚目的11項(xiàng)脫碳技術(shù)的普及程度進(jìn)行了評估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在即將實(shí)現(xiàn)商用的領(lǐng)域中，最引人關(guān)注的是下一代太陽能電池——鈣鈦礦電池，其可能成為能源行業(yè)的“游戲規(guī)則改變者”。

專家指出，鈣鈦礦太陽能電池憑借高效率、低成本、低能耗、應(yīng)用場景豐富等特點(diǎn)，在降低光伏成本革命中備受關(guān)注，但其耐用性和穩(wěn)定性仍需進(jìn)一步提高。

下一代技術(shù)蓄勢待發(fā)

2013年，《科學(xué)》雜志評選十大突破，鈣鈦礦太陽能電池入選，被稱為最有前景的下一代光伏技術(shù)。

《日本經(jīng)濟(jì)新聞》在報(bào)道中指出，當(dāng)前，鈣鈦礦電池主要有單結(jié)鈣鈦礦電池和疊層鈣鈦礦電池。疊層鈣鈦礦電池指鈣鈦礦層可堆疊在彼此之上，也可堆疊在傳統(tǒng)晶硅太陽能電池之上，形成能吸收更寬太陽光譜的“串聯(lián)”電池。

據(jù)美國《華爾街日報(bào)》網(wǎng)站近日報(bào)道，單結(jié)鈣鈦礦電池的理論轉(zhuǎn)換效率可達(dá)33%，而鈣鈦礦/硅串聯(lián)電池的理論轉(zhuǎn)化效率可達(dá)43%，都超過單晶硅電池29.4%的理論轉(zhuǎn)換效率。2023年6月，阿卜杜拉國王科技大學(xué)稱，該校研制的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池的轉(zhuǎn)換效率高達(dá)33.7%，創(chuàng)下世界紀(jì)錄。

此外，鈣鈦礦電池還具有輕、薄、可彎曲等特點(diǎn)，可鋪設(shè)在傳統(tǒng)硅基電池?zé)o法覆蓋的墻壁表面或列車車頂，操作工序十分簡單，且價(jià)格幾乎減半。東京大學(xué)教授瀨川浩司的測算顯示，到2030年日本鈣鈦礦電池覆蓋的面積最大可達(dá)470平方公里，發(fā)電能力為600萬千瓦，相當(dāng)于6個(gè)核電站。

法蘭西島光伏研究所項(xiàng)目總監(jiān)格雷戈里·馬克表示，鈣鈦礦層比硅層薄很多，使用的材料減為約1/100。而且，這些材料可在較低的溫度下加工，從而節(jié)省能源、減少排放。

引國際投資熱潮

在全球脫碳浪潮下，硅基電池的性能正在接近其理論極限，鈣鈦礦太陽能技術(shù)已成為眾多企業(yè)眼中的“香餑餑”。

歐洲PEPPERONI項(xiàng)目于去年11月1日啟動，旨在推進(jìn)歐洲大陸的疊層太陽能光伏電池的制造和產(chǎn)能，重點(diǎn)關(guān)注鈣鈦礦/硅疊層電池，這一項(xiàng)目將持續(xù)4年，由“歐洲地平線”計(jì)劃與瑞士教育、研究和創(chuàng)新秘書處共同資助。

法國光伏組件商Voltec Solar和法蘭西島光伏研究所合作，計(jì)劃到2030年建設(shè)一處規(guī)模達(dá)5吉瓦的鈣鈦礦/硅串聯(lián)太陽能電池“超級工廠”。法蘭西島光伏研究所總經(jīng)理羅杰·德羅茲多夫斯基-施特雷爾表示，這是一場技術(shù)革命，與傳統(tǒng)技術(shù)目前可實(shí)現(xiàn)的最佳效率相比，它不僅能夠在光伏組件層面實(shí)現(xiàn)30%的效率，還能通過利用回收材料，減少能耗和材料消耗。Voltec Solar公司總經(jīng)理盧卡斯·韋斯則強(qiáng)調(diào)，串聯(lián)技術(shù)將是未來十年的主導(dǎo)光伏技術(shù)。

英國牛津光伏公司計(jì)劃今年推出其商用鈣鈦礦/硅疊層電池，預(yù)計(jì)轉(zhuǎn)換效率為27%。該公司也計(jì)劃在德國柏林附近擴(kuò)建其試點(diǎn)工廠，并在2030年左右將生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大到10吉瓦。

耐用性和可靠性亟待完善

據(jù)麻省理工學(xué)院（MIT）網(wǎng)站報(bào)道，雖然鈣鈦礦顯示出巨大的前景，多家公司已經(jīng)開始進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，但耐用性仍然是其面臨的最大障礙。硅太陽能電池板在使用25年后，仍能保持25%的功率輸出，但鈣鈦礦電池下降得很快。

不過，科學(xué)家們已經(jīng)取得重大進(jìn)展：鈣鈦礦太陽能電池的“壽命”從最初的幾小時(shí)，增加到幾周、幾個(gè)月，最新“出爐”電池的使用壽命可長達(dá)幾年。

澳大利亞新南威爾士大學(xué)工程學(xué)教授馬丁·格林表示，鈣鈦礦制造商需要證明電池板的使用壽命為25～30年，這是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。牛津光伏公司首席技術(shù)官克里斯·凱斯稱，該公司已將其鈣鈦礦/硅疊層電池設(shè)計(jì)為達(dá)到或超過25年的使用壽命。

MIT光伏研究實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人托尼奧·博納西西指出，鈣鈦礦的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它們在實(shí)驗(yàn)室中相對容易制造，其化學(xué)成分很容易組裝，但材料在室溫下容易結(jié)合在一起，也容易分開。

為解決這一問題，有些研究人員使用各種保護(hù)材料來封裝鈣鈦礦，使其免受空氣和潮濕的影響。

博納西西參與的一項(xiàng)研究表明，一旦鈣鈦礦的使用壽命超過10年，加上其制造成本低廉，就能在很多大型公用事業(yè)場所替代硅基太陽能電池。

（來源：科技日報(bào)）

創(chuàng)新紀(jì)錄！我國科研團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)508公里光纖量子通信

《中國科學(xué)報(bào)》從北京量子信息科學(xué)研究院獲悉，該院首席科學(xué)家袁之良團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)副教授尹華磊等人合作，首次在實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了打破安全碼率-距離界限的異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)，成功實(shí)現(xiàn)508公里光纖量子通信，以及破紀(jì)錄的城際密鑰率和雙光子干涉距離。相關(guān)研究成果于2023年6月20日在《物理評論快報(bào)》上發(fā)表。

據(jù)了解，點(diǎn)對點(diǎn)量子密鑰分發(fā)（QKD）的密鑰率隨著信道的損耗呈線性衰減。雙場量子密鑰分發(fā)（TF-QKD）可以使得密鑰率以信道衰減的平方根線性下降，備受關(guān)注并取得成功。但雙場協(xié)議系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，通常需要相位跟蹤、頻率校準(zhǔn)等模塊來保證穩(wěn)定的長距離單光子干涉。

尹華磊等人在2022年提出一種新穎的異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)（Asynchronous MDI-QKD）協(xié)議，該協(xié)議通過經(jīng)典后處理實(shí)現(xiàn)時(shí)間復(fù)用，構(gòu)建了雙光子貝爾態(tài)，建立起MDI-QKD與TF-QKD之間的橋梁。后測量配對技術(shù)可大大降低TF-QKD系統(tǒng)中對激光源、相位穩(wěn)定性等的嚴(yán)格要求，在中長距離還可實(shí)現(xiàn)更高的安全密鑰率。

袁之良團(tuán)隊(duì)基于異步測量設(shè)備無關(guān)量子密鑰分發(fā)協(xié)議與新型的響應(yīng)過濾方法，研制出200微秒時(shí)間間隔內(nèi)仍可進(jìn)行穩(wěn)定異步雙光子干涉的量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)，首次在無需相位跟蹤技術(shù)且進(jìn)行了嚴(yán)格的組合安全有限密鑰分析的情況下突破了安全碼率界限。

袁之良介紹，該實(shí)驗(yàn)工作實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)紀(jì)錄的雙光子干涉距離和城際密鑰率，將MDI-QKD的最大光纖傳輸距離從404公里提高到508公里。在400公里處其密鑰率相比之前提高了6個(gè)數(shù)量級，201公里與306公里處的安全密鑰率分別超過57 000比特/秒與5 000比特/秒，可滿足語音通信等實(shí)時(shí)加密需求。該研究成果對商用化、高安全城際量子密鑰分發(fā)系統(tǒng)和我國構(gòu)建經(jīng)濟(jì)高效的城際量子安全網(wǎng)絡(luò)具有重要意義。

（來源：中國科學(xué)報(bào)）

天宮空間站電推進(jìn)發(fā)動機(jī)首次實(shí)現(xiàn)在軌“換氣”

記者2023年6月20日從中國航天科技集團(tuán)六院獲悉，近日，在天地協(xié)同配合下，天宮空間站電推進(jìn)系統(tǒng)大氣瓶完成在軌安裝任務(wù)，該院801所首次采用“換氣”而非“補(bǔ)氣”的方式完成電推進(jìn)系統(tǒng)推進(jìn)劑——氙氣的補(bǔ)充。

電推進(jìn)系統(tǒng)的工作原理是先將氙氣等惰性氣體轉(zhuǎn)化為帶電離子，然后把這些離子加速、噴出以產(chǎn)生推進(jìn)力，進(jìn)而完成航天器的姿態(tài)控制、軌道修正和軌道維持等任務(wù)。在天宮空間站上的使用，是電推進(jìn)系統(tǒng)在載人航天領(lǐng)域的首秀。有了大氣瓶作“外掛”的空間站電推進(jìn)系統(tǒng)，使用壽命將大大延長，對空間站長期安全平穩(wěn)飛行起到重要作用。

據(jù)介紹，為了給電推進(jìn)系統(tǒng)在軌“換氣”，研發(fā)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了一種簡化版浮動對接形式：通過粗定位導(dǎo)向裝置實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂初始定位，再通過自主精確定位作進(jìn)一步修正。這種方式極大地提高了對接可靠性，即便在軌多次拆裝也能保證精度滿足要求。

同時(shí)，由于氣瓶安裝有統(tǒng)一接口，原則上只要符合接口要求，空間站電推進(jìn)系統(tǒng)可以安裝容積不同、工作壓力不同、填充氣體不同的氣瓶。貯氣模塊的“百搭”特性，不僅極大增加了電推進(jìn)系統(tǒng)的壽命和可靠性，也豐富了系統(tǒng)的功能。

考慮到太空環(huán)境不可控因素較多，除了支持機(jī)械臂自動在軌更換氣瓶，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還設(shè)計(jì)了航天員手動更換氣瓶方案。

（來源：科技日報(bào)）

我國首臺橋梁換運(yùn)架一體機(jī)投用

2023年6月20日，河北滄州黃驊市，在4小時(shí)“天窗期”內(nèi)，我國重要煤運(yùn)通道——朔黃鐵路成功完成首孔預(yù)應(yīng)力混凝土T梁的“換、運(yùn)、架”全部作業(yè)，標(biāo)志著我國首臺鐵路橋梁換運(yùn)架一體機(jī)“太行號”正式投用。這也是世界首次在運(yùn)營鐵路不斷線、不停運(yùn)的情況下，完成對既有橋梁的更換作業(yè)，實(shí)現(xiàn)“即換即通車”，填補(bǔ)了世界鐵路行業(yè)整孔換梁施工、“天窗期”完成線上作業(yè)的技術(shù)空白，為我國既有鐵路的快速維養(yǎng)與快速迭代，提供了安全可靠的裝備與成套技術(shù)保障。

“目前鐵路通用換梁技術(shù)主要為臺架橫移換梁、龍門吊換梁等方式，完成施工需要長時(shí)間斷線、改線，對既有鐵路行車組織和運(yùn)營安全造成影響，且不能滿足高墩、復(fù)雜地形地貌、無施工臺架及作業(yè)場地等特殊情況下的換梁任務(wù)?！敝需F第五勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司換梁項(xiàng)目負(fù)責(zé)人吳敬蓬說。

在換梁現(xiàn)場，只見“太行號”搭載著帶有道砟及軌排的整孔新梁，在天窗點(diǎn)開啟后，由臨近站區(qū)編組聯(lián)運(yùn)至待換橋位，完成體系轉(zhuǎn)換后，將既有梁整孔提起裝車，架設(shè)新梁并精調(diào)到位，線路恢復(fù)后換運(yùn)架一體機(jī)運(yùn)輸舊梁離場。換梁后的線路經(jīng)大機(jī)搗固，迅速恢復(fù)運(yùn)營通車。

吳敬蓬告訴記者，“太行號”采用了“兩車夾一機(jī)”的編組運(yùn)行方式，同時(shí)首創(chuàng)“收折式”設(shè)計(jì)理念，具備“整機(jī)換、運(yùn)”的姿態(tài)快速轉(zhuǎn)換功能，折疊狀態(tài)滿足鐵路運(yùn)輸要求，無須施工征地；施工不受周圍環(huán)境的影響，無須對接觸網(wǎng)等附屬設(shè)施進(jìn)行遷改，適用于各種復(fù)雜工況下的換梁作業(yè)。換梁工序及施工人員大幅減少，整體換梁效率較傳統(tǒng)工法提升2.5倍，真正實(shí)現(xiàn)即換即通車。

（來源：科技日報(bào)）

共價(jià)有機(jī)框架材料光催化領(lǐng)域迎新進(jìn)展

近日，華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院教授蘭亞乾團(tuán)隊(duì)在“博新計(jì)劃”人才項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持下，在共價(jià)有機(jī)框架材料光催化領(lǐng)域的研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究論文2023年6月6日發(fā)表于Angewandte Chemie International Edition。

利用光催化過程如光解水、CO₂還原、光催化有機(jī)轉(zhuǎn)化等將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，從而產(chǎn)生高附加值化學(xué)品被認(rèn)為是一種綠色且有潛力的策略來解決能源危機(jī)和環(huán)境污染問題。在光催化領(lǐng)域，金屬配合物如吡啶釕、吡啶銥、金屬卟啉等已經(jīng)被廣泛用作光敏劑。然而，大多數(shù)分子光敏劑僅具有特定且較窄的光吸收范圍而限制了整體光催化效率。將第二光敏基團(tuán)與此類分子光敏劑復(fù)合，從而形成雙組分復(fù)合光敏型催化劑將能夠有效增強(qiáng)其光吸收能力，從而增強(qiáng)整體光催化效率。

蘭亞乾團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)合成了一類雙光敏劑耦合的金屬-三維共價(jià)有機(jī)框架（MCOFs）材料用于高效光催化反應(yīng)。研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地將傳統(tǒng)分子光敏劑金屬吡啶配合物［如Ru（bpy）₃²⁺，F(xiàn)e（bpy）₃²⁺］與卟啉或金屬卟啉分子通過共價(jià)連接形成了晶態(tài)三維COFs，表現(xiàn)出了優(yōu)異的光敏與催化性能。該類催化劑的光解水活性是已報(bào)道的COF基光催化劑的最高性能之一。此外，原位產(chǎn)生的氫氣被成功用于進(jìn)一步的有機(jī)加氫反應(yīng)，以炔基化合物為底物達(dá)到了＞99%的加氫轉(zhuǎn)化效率。

該項(xiàng)工作開創(chuàng)性地探索了多重光敏劑單體共價(jià)連接構(gòu)建光活COFs，顯示了多組分光敏非均相材料在光催化領(lǐng)域的巨大潛力，也為高效光催化劑的設(shè)計(jì)和開發(fā)提供了新的思路。

（來源：中國科學(xué)報(bào)）