新型無輻射磁粉成像掃描儀面世

科技日報2023 年7 月30 日報道，在一項最新研究中，德國物理學家和醫(yī)生團隊成功開發(fā)出一種便攜式掃描儀，可借助新的無輻射成像技術——磁粉成像，可視化人體內(nèi)的動態(tài)過程，例如血流情況?？茖W家們表示，這是邁向無輻射干預的重要一步。相關研究刊發(fā)于最新一期《科學報告》雜志。

磁粉成像是一種基于對磁性納米顆粒直接可視化的技術。這種納米顆粒不是在人體內(nèi)自然產(chǎn)生的，必須作為標記物給藥。最新研究負責人、朱利葉斯-馬克西米利安-維爾茨堡大學物理研究所的沃爾克·貝爾教授解釋道，與依賴放射性物質(zhì)作為標記物的正電子發(fā)射斷層掃描一樣，他們開發(fā)出的磁粉成像技術具有靈敏快速的優(yōu)勢，不會“看到”來自組織或骨骼的干擾背景信號。

論文第一作者、物理學家帕特里克·沃格爾解釋稱，納米顆粒的磁化強度在外部磁場的幫助下被專門操縱，因此不僅可檢測到這些納米顆粒的存在，還可檢測到它們在人體內(nèi)的空間位置。

在最新研究中，貝爾等人開發(fā)出了一款新的介入磁粉成像掃描儀，其體積小、重量輕，幾乎可帶到任何地方。他們在逼真的人體血管模型上進行了測量，并拍攝出了第一批圖像。

研究團隊表示，這是邁向無輻射干預的第一個重要步驟，有可能徹底改變這一領域。他們正在進一步提升這款掃描儀的性能，以提高圖像質(zhì)量。

（來源：科技日報）

首個微波量子雷達實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”

法國國家科學院里昂高等師范學院的科學家最近開發(fā)出了首個基于微波的量子雷達，其性能比現(xiàn)有傳統(tǒng)雷達高20%，實現(xiàn)了所謂的“量子優(yōu)越性”。2023 年6 月29 日，相關研究發(fā)表于《自然·物理學》雜志。

最新研究負責人之一本杰明·華爾德指出，2020 年他們發(fā)明了一種超導電路，其能夠糾纏、存儲和操縱微波量子態(tài)，并計算微波場中的光子數(shù)量，有望應對微波量子計量領域最大的挑戰(zhàn)之一：在雷達傳感中展示量子優(yōu)越性。

此前已有科學家試圖開發(fā)出性能優(yōu)于傳統(tǒng)雷達的量子雷達，并通過光學系統(tǒng)實現(xiàn)了量子優(yōu)越性。但在最新研究中，華爾德及其同事開發(fā)出了首個基于微波的量子雷達，該雷達的性能明顯優(yōu)于迄今已知所有經(jīng)典雷達。最新量子雷達是利用兩種微波輻射之間的關聯(lián)來工作的，這種關聯(lián)超出了經(jīng)典物理理論的范圍。

過去的研究表明，在信號功率和目標噪聲相當?shù)那闆r下，量子關聯(lián)可將雷達的檢測速度提高4 倍。在最初的評估中，研究人員開發(fā)的新型微波量子雷達與經(jīng)典雷達相比，探測速度提高了20%。而且，華爾德團隊開展了一系列測試，測量了其量子雷達在廣泛參數(shù)范圍內(nèi)的量子優(yōu)越性。

（來源：科技日報）

防水且透明柔性有機發(fā)光二極管制成

由韓國科學技術院電氣工程學院和國家納米制造中心科學家領導的聯(lián)合研究團隊宣布，他們使用MXene納米技術，成功開發(fā)出了一款防水且透明的柔性有機發(fā)光二極管（OLED），新材料即使暴露在水中也能發(fā)光和透光，有望應用于汽車、時尚和功能性服裝等領域。2023年6月13日，相關研究刊發(fā)于美國化學學會ACS Nano雜志。

透明柔性顯示器在汽車顯示器、生物保健、軍事和時尚等多個領域備受矚目。但眾所周知，當發(fā)生小變形時，它們很容易斷裂。為解決這個問題，科學家們正在積極對許多透明的柔性導電材料，如碳納米管、石墨烯、銀納米線和導電聚合物等開展研究。

MXene 是一種具有高電導率和透光率的二維材料，具有優(yōu)異的電化學和光電性能，可通過溶液加工實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。盡管擁有這些誘人特性，但其電性能很容易因空氣中的濕氣或水而劣化，因此其商業(yè)化備受挑戰(zhàn)。

為解決這一問題，研究團隊使用了一種封裝策略，可保護MXene 材料免受濕氣或氧氣引起的氧化，進而開發(fā)出一種壽命長、抗外部環(huán)境因素穩(wěn)定性高的MXene 基OLED。新設計的雙層封裝薄膜，可阻擋水分并具有柔韌性。其頂部還貼有厚度為幾微米的塑料薄膜，使其可在水中洗滌而不會降解。

這款基于MXene 的OLED，亮度達到1 000 坎德拉/平方米或更高，即使在陽光直射的戶外也可擁有清晰的顯示效果。此外，即使在水下浸泡6 小時，該OLED的性能也能保持穩(wěn)定。

研究人員指出，最新研究將成為MXene應用于電氣設備領域的指導方針，可應用于其他需要柔性透明顯示器的領域。

（來源：科技日報）

全國首臺礦用液態(tài)二氧化碳輸送設備研制成功

日前，西安科技大學文虎教授科研團隊金永飛、吳建斌及于志金等人開發(fā)研制了礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵，這是全國首臺取得礦用產(chǎn)品安全標志證書并應用于煤礦井下環(huán)境液態(tài)二氧化碳輸送的關鍵設備。標志著煤礦井下特殊環(huán)境下，液態(tài)二氧化碳的長距離、穩(wěn)定、直接、連續(xù)、快速的輸送成為現(xiàn)實，為我國高瓦斯礦井應用煤層壓注液態(tài)二氧化碳驅(qū)替瓦斯促抽技術，以及開采自燃/容易自燃煤層礦井應用液態(tài)二氧化碳防滅火技術提供了重要裝備保障。

此外，在此基礎上還形成了煤礦液態(tài)二氧化碳相變驅(qū)替瓦斯成套裝備和煤礦長距離液態(tài)二氧化碳直注防滅火成套裝備，并配合國家礦用產(chǎn)品安全標志中心制定了《礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵安全技術要求（試行）》和《礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵安全標志管理方案（試行）》。

該團隊研制的礦用液態(tài)二氧化碳輸送泵能夠?qū)崿F(xiàn)泵注作用下液態(tài)CO2低壓3.8 MPa、中壓10 MPa、高壓15 MPa 向煤層的恒壓、穩(wěn)流輸送，以及實現(xiàn)井下CO2恒壓（最高3.8 MPa）長距離液相輸送（灌注最大流量100 L/min）。

據(jù)了解，瓦斯與自燃火災是煤炭開采過程中的主要災害，我國90%以上的煤礦都存在不同程度的瓦斯和煤自燃災害，高效防治瓦斯和煤自燃是保障煤礦安全生產(chǎn)的重要工作。在現(xiàn)有的煤礦防滅火技術方法中，液態(tài)CO2方法由于在惰化的基礎上能夠?qū)崿F(xiàn)汽化快速降溫，在煤礦防滅火工作上表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

但由于CO2特殊的物理性質(zhì)，一旦煤礦井下液態(tài)CO2輸送過程失壓，其會瞬間在管路內(nèi)發(fā)生相變形成干冰，堵塞管路，甚至產(chǎn)生爆管，因此，如何實現(xiàn)長距離、連續(xù)、穩(wěn)定、直接將液相的CO2輸送至井下防滅火區(qū)域或需抽采煤層中一直是煤礦現(xiàn)場面臨的技術難題。

（來源：中國科學報）

國內(nèi)首條粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)線貫通

記者2023 年7 月23 日從內(nèi)蒙古科學技術廳獲悉，國內(nèi)首條粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)線全線貫通，該生產(chǎn)線采用的技術實現(xiàn)了粉煤灰作為工業(yè)廢渣的全部利用轉(zhuǎn)化。

據(jù)介紹，該生產(chǎn)線由內(nèi)蒙古蒙西集團和鄂爾多斯國投集團共同進行技術攻關并投資建設，隸屬內(nèi)蒙古鄂爾多斯蒙西鋁業(yè)有限公司，該企業(yè)是內(nèi)蒙古最早探索利用火力發(fā)電廠廢棄物——高鋁粉煤灰為原料提取氧化鋁技術的企業(yè)之一，早在2003 年就在中試生產(chǎn)中實現(xiàn)了粉煤灰提取氧化鋁半連續(xù)化生產(chǎn)，相關技術課題獲得國家863計劃支持。

20年來，技術攻關團隊在借鑒波蘭成熟生產(chǎn)工藝和經(jīng)驗的基礎上，先后經(jīng)過機理研究、中試試驗和2 次工業(yè)化試驗，取得了具有完全自主知識產(chǎn)權的專利技術；通過對生產(chǎn)線進行長時間反復調(diào)試驗證，掌握了氧化鋁熟料自粉化的微觀機理，攻克了熟料自粉化率持續(xù)偏低的技術難題，探索出一整套適用于粉煤灰提取氧化鋁工業(yè)化生產(chǎn)的配料、煅燒、熟料自粉化及高溫粉料輸送等工藝、技術、生產(chǎn)方法。

同時，技術攻關團隊經(jīng)過與下游的蒙西水泥公司聯(lián)合攻關，解決了廢渣應用問題，提取氧化鋁過程中產(chǎn)生的硅鈣渣全部用于聯(lián)產(chǎn)水泥熟料和其他建材產(chǎn)品，最終形成了綠色、低碳、循環(huán)的產(chǎn)業(yè)鏈條。

據(jù)該公司負責人介紹，該項目已被國家發(fā)改委確立為利用非鋁土礦發(fā)展我國氧化鋁工業(yè)的示范項目，企業(yè)將以此為基礎著力推動打造“高鋁煤電—粉煤灰提取氧化鋁—電解鋁—鋁深加工—廢渣綜合利用”完整產(chǎn)業(yè)鏈，為實現(xiàn)粉煤灰等固廢資源綜合利用探索出成熟的道路。

（來源：科技日報）

國內(nèi)首臺氫能源地鐵作業(yè)車下線

2023 年7 月21 日，記者從中鐵武漢電氣化局獲悉，國內(nèi)首臺氫能源地鐵施工作業(yè)車在湖北襄陽下線。與傳統(tǒng)燃油作業(yè)車相比，該車全生命周期可累計減少碳排放225 噸。

這臺氫能作業(yè)車采用氫燃料電池與鋰電池混合動力系統(tǒng)提供牽引動力，設計時速80 公里。一次加氫30 分鐘，即可讓該車連續(xù)運行32 小時。同時，該車運行時不用架設電網(wǎng)，沒有廢氣和噪聲，可被廣泛應用在地鐵、隧道、礦山等作業(yè)領域。

“氫能具有零排放、無污染、能量密度大等優(yōu)勢，被廣泛認為是最具應用前景的清潔能源之一?！敝袊鞘熊壍澜煌▍f(xié)會副會長丁樹奎認為。當前，全國地鐵運營里程已達1 萬公里，在建里程6 000 多公里。地鐵施工、運維車輛正在加速推廣普及新能源車，市場前景巨大。國內(nèi)首臺氫能源地鐵作業(yè)車的下線，對于推動行業(yè)綠色創(chuàng)新具有積極意義。

據(jù)介紹，該車由中鐵武漢電氣化局與西南交通大學科技成果轉(zhuǎn)化企業(yè)四川榮創(chuàng)新能公司聯(lián)合研制。而襄陽作為全國新能源汽車產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、湖北先行區(qū)新能源新材料產(chǎn)業(yè)前沿陣地，擁有湖北首條氫燃料電池示范性生產(chǎn)線項目、百億級氫能項目建設優(yōu)勢，可為氫能源作業(yè)車的規(guī)?；l(fā)展提供肥沃土壤。

（來源：科技日報）

我國自研柔性太陽翼平板式通信衛(wèi)星發(fā)射成功

2023 年7 月23 日，銀河航天靈犀03 星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空。這顆衛(wèi)星由銀河航天公司自主研制，配置了數(shù)十吉比特每秒容量的毫米波多波束數(shù)字載荷，用于驗證下一代低軌寬帶衛(wèi)星通信及超大能源、主動熱控、工業(yè)一體化成型結構、多星堆疊壓緊釋放等技術。

“這是我國首次在軌對多星堆疊發(fā)射技術進行驗證，將為我國巨型低軌通信星座的快速部署提供技術支撐?！便y河航天首席技術官朱正賢告訴《中國科學報》，“這顆衛(wèi)星也是我國首款使用柔性太陽翼的衛(wèi)星?！?/p>

朱正賢進一步介紹道，“柔性的翅膀”非常薄，單層柔性太陽板厚度僅1 毫米左右，可以像古代的“奏折”一樣折疊，裝在火箭里時，為折疊狀態(tài)，主體厚度不到5 厘米；在軌工作時，“翅膀”拉開長度約9米，寬度超過2.5 米。這種“柔性翅膀”可以吸收更多太陽能，適合衛(wèi)星大批量堆疊發(fā)射。

“從外形來看，衛(wèi)星的構型猶如汽車的底盤，它也是我國首款衛(wèi)星主體結構采用一體化成型的衛(wèi)星，采用整體鑄造技術，更容易后續(xù)批量生產(chǎn)?！敝煺t告訴記者，衛(wèi)星采用開放式結構，單機設備直接暴露在太空環(huán)境中，沒有“外殼”包裹，這對于衛(wèi)星電子產(chǎn)品的空間環(huán)境防護、溫度控制等有較高要求。

據(jù)了解，銀河航天將加速可堆疊平板衛(wèi)星的批量研制，面向手機直連衛(wèi)星的相控陣天線、星上大能源、數(shù)字處理載荷等核心技術攻關，攜手產(chǎn)業(yè)鏈上下游，加速衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)建設。

（來源：中國科學報）

我國高速電力線載波技術獲突破

人民網(wǎng)2023 年7 月26 日報道，中國能源研究會近日公布首屆能源行業(yè)高價值專利（技術）成果評選名單，共評出核心型高價值專利10 件、重要型高價值專利40 件、高價值專利89 件，其中“高速電力線載波通信成果轉(zhuǎn)化典型案例”入選核心型高價值專利，標志著我國高速電力線載波技術（HPLC）取得重要突破。

據(jù)了解，電力線載波通信是利用電線來發(fā)送和接收信號的通信技術，在國際上多用于電力抄表。盡管電力線載波通信技術具有無需布線、成本低廉等優(yōu)點，但電力線信道中存在高強度的噪聲、干擾、多徑和衰落，通信性能一直受到調(diào)制方式及信道的制約，因此難以支撐基于高速、穩(wěn)定傳輸?shù)纳罨瘧脴I(yè)務。

中國電力科學研究院計量所采集室主任祝恩國介紹，該院針對傳統(tǒng)電力線載波的痛點，突破時頻分集拷貝、時序優(yōu)化、多網(wǎng)絡協(xié)調(diào)等關鍵技術，形成高速電力線載波技術體系。項目團隊提出基于正交頻分復用的高速電力線載波通信方法，解決電力線信道中存在高強度的噪聲、干擾、多徑和衰落問題；設計高速電力線載波測試體系及測試系統(tǒng)，為高速載波產(chǎn)品提供檢測手段。項目成果實現(xiàn)了3.7 億電力用戶電表的高速穩(wěn)定通信，并依托相關核心技術專利實現(xiàn)成果轉(zhuǎn)化3.9億元。

（來源：人民網(wǎng)）

離子型二維材料用于神經(jīng)形態(tài)計算獲新進展

大數(shù)據(jù)時代，具有強大的計算能力和低功耗的硬件成為人們所需，基于離子遷移的神經(jīng)形態(tài)憶阻器近年來引起了廣泛關注。目前，基于塊狀材料的憶阻器可以通過金屬離子或空位的調(diào)制實現(xiàn)多態(tài)操作，但仍面臨集成度低、柔性差等挑戰(zhàn)。

具有原子級厚度的二維（2D）材料有望用于制造具有高集成密度和良好柔性的憶阻器。此外，電導變化的高線性度、可操作的組態(tài)數(shù)、器件均一性及工作電流對2D 材料基憶阻器的應用有重要影響。

為了提高2D 材料基憶阻器的性能，使用具有內(nèi)部功能成分的離子型2D 材料以代替外部離子賦予功能成分的材料成為一個潛在的解決方案。

近日，清華大學深圳國際研究生院成會明、劉碧錄團隊的最新研究成果于2023 年6 月15 日發(fā)表在期刊《今日材料》（Materials Today）上，并被當選為亮點文章。

研究團隊提出了一種基于離子型二維CuInP2S6的高性能憶阻器。CuInP2S6（CIPS）是一種具有本征可移動離子的層狀材料，電場作用下內(nèi)部銅離子的遷移可將CIPS 的電阻從絕緣狀態(tài)切換到導電狀態(tài)。

由于其本征離子和材料有較好的適配度，有望通過控制CIPS 中內(nèi)部離子的遷移而獲得高性能憶阻器。在該研究中，研究人員在原位掃描電子顯微鏡（SEM）和能譜儀（EDS）測試中發(fā)現(xiàn)，CIPS 內(nèi)部的銅離子可以在電場的作用下遷移，并且銅離子遷移過程可以通過改變電場的極性來調(diào)控。

研究人員通過控制內(nèi)部離子輸運，CIPS器件的電導呈現(xiàn)出高達1 350 個連續(xù)的線性變化狀態(tài)。CIPS憶阻器的操作電流約100 pA，比大部分基于導電細絲的憶阻器低7個數(shù)量級。此外，多個CIPS憶阻器在同一條件下的電學性能具有良好的均一性。該研究在基于CIPS 憶阻器的模擬系統(tǒng)中實現(xiàn)了高精度的模式識別，并通過CIPS 器件陣列實現(xiàn)了多個神經(jīng)元之間的復雜信號傳輸行為。這些結果表明，離子型CIPS 憶阻器在未來神經(jīng)形態(tài)計算應用中有很好的潛力，并為制備高性能神經(jīng)形態(tài)憶阻器的材料選擇提供了新思路。

（來源：中國科學報）