科技成果

科技成果

美科學家研發軟體機器人

據科技日報2016年9月6日報道，美國科學家研制出了一款外表酷似章魚的“章魚機器人”，它是第一款全部由柔性零件組成的全自動、自帶燃料的機器人。該機器人由硅橡膠材料通過3D打印而成，由柔性微流體芯片控制，內部的閥門和開關由壓力激活，引導液態燃料流過機器軀干，從而控制8個觸手的動作。燃料是濃度為50%的過氧化氫溶液和鉑金屬粉末，目前，機器人能活動約8min，消耗的燃料為1mL。未來，研究人員將對機器人重新編程，使其執行不同的運動并對環境做出反應，而不僅僅是執行預編程的指令序列，雖然軟體機器人仍處于起步階段，但其可在維修和檢測設備、搜救、環境探測和醫學等方面發揮重要作用。

日本開發出可用于1000℃高溫區的高精度溫度計

據科技日報2016年9月5日報道，日本產業技術綜合研究所和千野株式會社成功合作研發出能夠在1000℃附近的高溫區準確測定溫度的白金電阻溫度計。研究人員在對市場上銷售的白金電阻溫度計進行分析研究后，對其傳感器進行適當的熱處理，利用日本國家標準的水三相點裝置和銀凝固點裝置反復進行熱循環試驗，分析不同溫度下的電阻值變化情況。結果發現：經過熱處理后，鉑溫度傳感器在1000℃附近的電阻變化實現最小化，溫度計性能更加穩定。此外，通過對鉑絲的結構進行調整優化，使其熱扭曲程度得到減輕。新開發的溫度計測量值變動范圍為±0.001℃；在水三相點的0.01℃，測量值變動也穩定在±0.000 5℃以內，達到世界最高水平。

俄羅斯科學家發明耐高溫陶瓷材料

據科技部網站2016年8月29日報道，俄羅斯托木斯克國立大學和俄羅斯科學院西伯利亞分院強度物理與材料研究所的專家們開發出一種能夠耐受極端溫度的陶瓷材料。材料由基于碳化硅和二硼化鋯的陶瓷混合物所構成的多層陶瓷結構，能夠提升噴氣式發動機燃燒室的溫度，還能在空間飛行器再入大氣層時起到隔熱作用，或者用于制造測量發動機溫度的傳感器保護罩。該研究組將與俄羅斯聯邦航天局合作，用2200℃的等離子流進行陶瓷試件的耐受試驗，如果材料能承受20s，則證明開發方向是正確的。科學家們相信，該材料能夠經受3000℃的高溫考驗。

美空軍擬引爆大氣層等離子炸彈增強無線電接收

立方體人造衛星

據騰訊網2016年8月29日報道，美國空軍計劃使用大量等離子氣體的微型人造衛星進入電離層形成無線電反射的等離子區域，美國空軍已給3個研究小組撥款，用于研制此項技術。電離層距離地面大約64km，夜晚時分帶電微粒將更加密集，地面無線電信號傳播受限于地球表面的曲率，它們的傳播距離超過了70km，如果沒有信號中繼，將逐漸傳播停止。這種通信方式通過電離層和地面之間的無線電射線反彈，得到顯著提高，可使無線電信號Z字形傳播至更遠距離。美國空軍支持的研究中，德雷克塞爾大學研究人員致力于研究一種方法蒸發金屬，將金屬加熱至沸點以上溫度。這種方法可以與大氣氧發生反應，制造無線電反射等離子。另一個研究項目是由馬里蘭大學研究人員負責的，他們通過引爆小型炸彈來加熱金屬，將爆炸能量轉變成電能。同時，等離子體云的外形可通過改變最初爆炸形式進行調整。研究人員表示，目前可能還存在著一些難以超越的挑戰，判斷可行性還為時尚早。

銅氧化物超導臨界溫度或有新決定因素

據科技日報2016年8月26日報道，美國能源部布魯克海文國家實驗室研究人員在《自然》雜志上發表論文稱，銅氧化物的超導臨界溫度是由單位面積上的電子對數量決定的。這一結論對標準的超導理論提出了挑戰，標準超導理論認為，超導臨界溫度取決于電子對互動情況。自1986年發現銅氧化物具有高溫超導特性以來，科學家一直在探索高溫超導體臨界溫度遠高于常規超導體的原因。研究人員利用其專門設計的分子束外延系統，制作了2500多份鍶鑭銅氧系超導體樣品（LSCO）用于分析，研究人員加大鍶的添加量，遠超誘發超導所需的摻雜水平，在過度摻雜后，隨著摻雜劑的增多，電子對密度與超導臨界溫度不斷下降，直到電子對歸零，此時超導臨界溫度降至接近零開爾文，這一結果有悖于過去對金屬和常規超導體的標準理解。之前的研究表明，銅氧化物的電子對明顯要小于常規超導體的電子對，至于什么原因導致銅氧化物的電子對較小，是研究人員下一步要解決的問題。

芬蘭研究人員創微波探測世界新紀錄

據科技日報2016年8月8日報道，芬蘭研究人員日前在微波探測領域創造了新的世界紀錄。阿爾托大學量子計算和設備研究小組成功開發出一種新型部分超導微波探測器，將熱光電探測的能量分辨率較此前的世界記錄提高了14倍。這種體積比單個人類血細胞還小的探測器，將顯著推動超靈敏相機以及量子計算機配件的開發。這種新型探測器由超導鋁的微小碎片和一條納米金線組成，工作溫度為1/100的絕對零度，在這樣的低溫下熱干擾是極其微弱的，研究小組成功檢測到大小僅為1×10－21J的能量包，即將一個紅細胞移動1nm所需要的能量。該探測器的研發關鍵主要體現在兩個方面：一是創新的結構設計可以同時保證入射光子的高效吸收和測量讀數的高敏感性；二是對微小能量包所產生的信號進行有效放大。研究團隊通過正反饋法實現了利用外部能量源對吸收光子所引起的溫度變化進行放大。相關研究已發表在《物理學評論通訊》周刊上，為促進這種新型微波探測器的商業應用開發，歐盟研究理事會已通過“概念驗證”計劃向該研究團隊提供經費資助，這已經是該團隊第三次獲得歐盟研究理事會的項目資助。

石墨烯使普通紙變為柔性顯示器

據科技日報2016年8月5日報道，土耳其比爾肯大學研究人員將一張普通的打印紙夾在兩層石墨烯膜（由多層石墨烯構成）之間，使其變成了一種柔性電子顯示器。他們還將石墨烯排布成多像素模式，把紙折成三維形狀，在上面打印出彩色圖案，展示了不同于晶片技術的另一類效果，相關研究已發表在《光子學》雜志。研究人員表示把石墨烯作為一種電配置光學介質，通過給紙上石墨烯施加偏置電壓，觸發石墨烯間的離子間層，使其光吸收性發生改變，從透明變黑或從黑變透明，這個系統可作為一個框架，把普通打印紙變成光電顯示器。研究人員表示，未來將進一步研制出具備全部功能的電子紙，有像素和集成驅動電路，并希望這一技術還能用在輥軸制造工藝中。

首個塑料柔性磁存儲芯片問世

據科技日報2016年7月25日報道，一個國際團隊研發出一種新技術，將高性能磁性存儲芯片移植到一塊柔性塑料表面，且無損其性能，得到的透明薄膜狀柔性“智能塑料”芯片有優異的數據存儲和處理能力，有望成為柔性輕質設備設計和研制的關鍵元件，相關研究已發表在《先進材料》雜志。研究人員首先將氧化鎂基磁性隧道結（MTJ）種植在一個硅表面，接著蝕刻掉下面的硅，隨后使用一種轉印方法，在一個由聚對苯二甲酸乙二醇酯制成的柔性塑料表面，植入了一個磁性存儲芯片。新設備在磁阻式隨機存取存儲器（MRAM）上的操作表明，MRAM的性能在很多方面強于傳統隨機存取存儲器計算機芯片，例如處理速度更高、能耗更低、可在斷電后存儲數據等。該團隊最近在美國和韓國為這項技術申請了專利，研究人員正在進一步提升該設備的磁阻，并計劃將其應用于其他電子設備。