科 技 成 果

科 技 成 果

中科院研發出瞬時估算PM2.5濃度的新方法

據《北京日報》2016年1月12日報道，中科院遙感與數字地球研究所研發團隊提出了一種PM2.5濃度遙感瞬時估算新方法，能在高污染狀況下實現快速、實時、區域覆蓋的PM2.5衛星監測。研究人員基于遙感方法和技術，研究了基于氣溶膠光學厚度、細模態比、氣溶膠層高、空氣相對濕度等遙感參數的PM2.5遙感（簡稱PMRS）方法，可不依賴大氣化學模式模擬，能夠獲得高污染狀況下的遙感結果。初步地基驗證結果顯示，PMRS方法能夠獲得平均精度約70%的近地面PM2.5瞬時遙感結果，尤其是在高污染區域優于國際上其他相關模型。此外，研究團隊還開展了傳感器設計、遙感方法、遙感反演技術、地面試驗驗證等方面的系統工作。

中國科技大學發現早期地球氧氣產生新機制

據《科技日報》2016年1月11日報道，中國科學技術大學田善喜研究組的一項研究，揭示了早期地球上氧氣產生的全新機制，論文已發表在《自然·化學》雜志。研究組提出，二氧化碳分子可以捕獲低能電子，而后可能發生兩種解離反應，即產生碳原子負離子和自由氧原子或者氧分子。他們利用自主研制的負離子速度時間切片成像譜儀，檢測到了上述兩個反應，并發現在特定的能量范圍內才能有效產生氧分子，而且作為反應產物的自由氧原子也可能結合產生氧分子?！暗湍茈娮淤N附或捕獲”過程對星際化學成分的演化至關重要。由于在許多星球的上空，存在大量二氧化碳氣體和低能量自由電子，研究組認為，“電子貼附解離”對原始氧氣起源的貢獻，可能較以前公認的“三體復合反應”和新近發現的“光解反應”過程更為重要。這一發現大大深化和拓展了人們對“星際介質化學反應”的認識。

美研究人員將光子元件融入微處理器

據《科技日報》2016年1月11日報道，近日，美國研究人員首次在微處理器集成電路芯片內融入光子元件。這一處理器采用簡化指令組計算機（RISC－V）架構，包含超過7000萬個晶體管和850個光子元件，而且是在一座現有芯片工廠內制作，顯示出相關工藝與現有生產程序可以兼容。這項研究由加利福尼亞大學伯克利分校、麻省理工學院和科羅拉多大學博爾德分校的研究人員合作實施。研究人員表示，微處理器芯片呈長方形，尺寸分別為3mm、6mm，其中光子元件充當輸入／輸出端口。結果顯示：這一芯片內的數據通信帶寬為300Gbit／mm2，相當于純電子微處理器內通信帶寬的10～50倍。而且其耗電量很低，傳輸1000Gbit數據僅消耗功率1.3W。此外，光子輸入／輸出端口在試驗中發出并接受數據的距離是10m，而高速電子數據線路的傳輸距離極限大約是1m。相關論文已發表在英國《自然》雜志。

科學家發現氫極端高壓下會形成固體金屬原子

據《科技日報》2016年1月8日報道，英國的研究小組通過高壓試驗發現，氫存在一種新的物質狀態——固體金屬氫原子。此前有試驗證實，在接近室溫的條件下對氫施加230GPa的壓力，會得到一種氫分子和氫原子的混合狀態。英國愛丁堡大學的研究團隊利用金剛石對頂砧（DAC）裝置，在27℃和325GPa壓力的條件下，找到了這種狀態存在的最低條件。研究人員推測，氫極有可能是人們尋找了很久的那種完全由氫原子構成的金屬氫的前體。相關論文發表在《自然》雜志上。

新加坡研究團隊研發新方法可用二維材料控制電子

據《科技日報》2016年1月4日報道，新加坡國立大學研究團隊研發了一種控制電子的新方法，能把電子封閉在由原子厚度的材料制成的設備中。研究團隊將原子厚度的兩種材料——鈦硒醚與氮化硼封裝在一起，僅將外部電子和磁場施加到組合材料上，起到化學摻雜物的作用，精確地控制電子的行為并使之可逆。其中，兩種材料的厚度很關鍵，將電子封閉到二維材料涂層內部，電場和磁場就獲得了統一。這項技術給高溫超導和其他固態現象試驗帶來了希望，待測材料種類繁多，大大拓寬了固態材料科學的可能性，但目前的材料需要－270℃的超低溫度來產生功能。研究團隊下一步將開發高溫二維超導材料，如應用于無損耗電氣線路和懸浮列車等。