印度ISI認證新增12類產品

2020年4月1日，印度電子和信息技術部發布通告，將12類電子和信息技術產品納入印度CRS電子和信息技術產品強制注冊計劃。自2020年10月1日起，以下新增產品需于本體或外包裝上標示根據測試和注冊取得的Standard mark，以便于海關清關作業，過渡期最長為3個月（2021年1月1日）。

燈具產品兩項：燈具通用的獨立式LED模塊、燈串及繩燈；資訊類產品五項：鍵盤、ATM機器、USB接口的外部硬盤驅動器、256GB以上的USB接口外置固態硬盤、輸出48V以內的外置開關電源；影音類產品三項：無線耳機、輸入200W以內的電子音樂系統、電視機（非等離子/LCD/LED電視）；家電類產品兩項：電飯煲、電磁爐。

澳大利亞RECS與REAS認證體系動態

RECS：2020年3月30日，澳大利亞維多利亞州能源安全局（ESV）發布更新公告稱，自2020年4月1日起，繼續接受REAS體系下所簽發的電子產品安全證書，但證書必須同時符合RECS要求。對于已提交了RECS申請的認證機構，其頒發的REAS證書可以繼續上傳到EESS數據庫直至另行通知。

REAS：2020年3月27日，新南威爾士州（NSW）電氣安全監管機構宣布，自2020年4月1日起，產品標簽上除RCM標志以外，還需要注明產品證書上的認證編號。在2020年4月1日之前，已在EESS數據庫中注冊的產品型號不受新規定的約束，但若證書到期或者需要修改，則需要按照新規定，取得新證書并在產品上注明認證編號。

2020年4月1日，新南威爾士州電氣安全監管機構宣布新規定延期，但是并未明確新的生效日期。

沙特熱水器類產品實施額外檢測標準

根據海灣合作理事會標準化組織的通告，沙特標準、計量和質量機構（SASO）決定對進入沙特的熱水器類產品實施額外檢測標準GSO 1858。

具體實施計劃如下：

（1）出口到沙特阿拉伯的熱水器產品，申請G-mark認證時，除了滿足已經公布的GSO協調標準IEC 60335-2-21外，還必須額外滿足GSO 1858標準。

（2）2020年6月30日后新簽發的熱水器產品G-mark證書，必須包含GSO 1858標準。

（3）2020年8月31日后未確認符合沙特附加要求的熱水器產品不能順利進入沙特海關。

（4）已經簽發的熱水器產品G-mark證書，如果證書上所列的適用國家有包含沙特，則2020年7月15日前必須更新證書以確認額外符合GSO 1858標準。

（5）2020年7月15日起，未完成標準更新的熱水器產品的G-mark證書, GSO NB機構應做暫停處理或更新證書，把沙特從G-Mark證書上所列的適用國家清單中刪除。

疫情影響下多國認證監管機構的最新動態

國家、地區或組織 最新動態印度 印度宣布延長全面封鎖至2020年5月3日。所有政府機構停止運作，BIS在此期間關閉，樣品文件等快遞也因此停滯。澳大利亞 認證機構在家辦公，項目申請照舊。沙特2020年4月20日，SASO宣布允許接受符合相關標準要求的測試報告，前提是該測試報告的有效期不超過5年。此前，SASO宣布延長在SABER平臺注冊的所有證書的有效期限。對于2020年3月、4月和5月到期的證書自動延期3個月。對于2020年4月至7月提交的申請，工廠檢查延遲執行。日本 PSE認證目前不受疫情影響，最新動態將會實時更新。韓國目前還沒有正式通知或宣布關閉，可以居家辦公。工廠檢查延期，初始檢查只需審核工廠文件，而無需進行現場工廠檢查，接受后補進行工廠檢查的確認信，定期工廠檢查將視情況而定。馬來西亞延長限制令的實施到2020年4月28日。對于產品認證計劃（PCS），所有的審核員禁止出差直至進一步通知，所有更新自動延期至審核員可以出差；對于送樣測試，4月28日之前，測試暫停；對于標簽，4月28日之前，無法購買標簽。泰國政府宣布自2020年3月22日起實施為期3周的軟封鎖以對抗Covid-19。TISI審核員在2020年4月30日之前不允許出差。期間，對于需要進口緊急貨物的進口商，可以通過當地測試向TISI申請臨時批次許可證，工廠檢查豁免。厄瓜多爾 政府官員實行遠程辦公，因此預計導致認證周期延長。泰國海灣國家1.G-Mark證書更新：認證機構可以重復使用之前的測試報告，只要制造商提供認證產品沒有技術改變的聲明。此項新規定僅適用于在2021年3月31日之前到期的證書。2.更新證書標準：G-Mark證書要求使用最新標準并有24個月的過渡期，對于2021年3月31日之后過期的證書，制造商可以使用原證書直至2021年3月31日。歐亞經濟聯盟1.對于目前已簽發的和有效的證書，所有中間檢查(定期維護）可以推遲到Covid-19情況好轉后進行。2.所有到期證書無需廠檢和測試即可延期。當國家從危險國家列表中刪除，審核將在3個月內進行。3.需要工廠檢查的系列認證臨時叫停。

（以上內容由CHCT中家院市場部供稿）

機器人的應用可在新型冠狀病毒（COVID-19）爆發地區確保醫護人員安全

目前意大利臨床醫生已經在使用機器人來檢查意大利受災最嚴重地區的新型冠狀病毒（COVID-19）患者。機器人配有攝像頭，醫務人員可以遠程觀察病人和病人使用的醫療監護儀。機器人的外形設計（包括友好的面孔和大大的眼睛）可以讓患者放松身心。這種情況下使用機器人不僅可以確保醫護人員的安全，還可以減少使用稀缺的醫用物資比如口罩和防護服。機器人甚至可以幫助那些能夠熟練使用它的患者與醫務人員直接進行交流。這款機器人具有60多個傳感器，可以進行語言交互、面部識別、語音定位、視頻聊天、規避障礙和自動充電。

國際電工委員會（IEC）為這些機器人所采用的許多技術（例如傳感器、電池和半導體）制定了國際標準和相關合規評定程序。IEC直屬的技術委員會（TC47）已經針對各種傳感器和這些傳感器中使用的不同組件出版了相關國際標準。機器人通常使用電池驅動，IEC TC 21為所有二次電池和基準電池推出了國際標準，標準涵蓋安全安裝規則、電池性能、電池系統性能、尺寸和標簽。

IEC和國際標準化組織（ISO）的信息技術“聯合技術委員會”（ISO/IEC JTC 1）及其幾個小組委員會（SC）聯合制定了有關人工智能的國際標準。ISO/IEC JTC 1/SC 42可以授權人工智能領域的標準化，并對IEC和ISO相關委員會提供指南用以開發AI應用程序。此外，IEC的相關技術委員會還制定了硬件組件標準，例如：觸摸屏；音頻、視頻和多媒體系統與設備。

在對抗新型冠狀病毒的應用方面，機器人還有其他用途。最近在《科學機器人》雜志上發表的一篇文章表明，機器人是對抗新型冠狀病毒（COVID-19）的有效資源。可以部署機器人進行消毒，它們還可以運送藥品和食物，測量生命體征等。另外，在當前的冠狀病毒大流行的情況下，某些醫療用品的需求急劇增長，造成醫療物資短缺情況，比如醫務人員需要的個人防護設備，測試用鼻拭子，以及呼吸機等。由于供應鏈的限制，中國許多生產相關設備的地區已經受到大流行的嚴重影響，因此新興的數字制造公司正在涌現以填補供應缺口。這些制造商正在使用智能設備、機器人以及3D打印機來開發醫用口罩和面罩，鼻拭子以及呼吸機組件。

國際電工委員會官網博客：https://blog.iec.ch/2020/04/robots-keep-medical-staff-safe-in-covid-19-hotspot/.

國際電工委員會IEC 電磁（EM）標準化策略

IEC標準化的主要目標之一是幫助電工行業應對電磁（EM）干擾，并將電磁兼容性（EMC）應用到各種電氣和電子（EE）設備中。制定該領域標準的主要IEC技術委員會之一最近發表了一份戰略報告，并得到了IEC標準化管理委員會（SMB）的批準。

電磁干擾的原因有很多種：比如，照明就可能會損壞某些電氣和電子設備并導致這些設備停止運行。IEC的一項關鍵任務是提供相應的標準化要求和測試方法，并將電磁（EM）輻射降低到可接受的水平，并確保電器電子設備和系統具有足夠的電磁抗干擾能力。幾個IEC委員會和小組推出了與電磁兼容性（EMC）有關的標準，其中有兩個特定的委員會專門負責整體電磁兼容性（EMC）、安全和性能測試。一個是IEC TC 77，主要是針對低頻電磁（EM）輻射（低于9kHz）以及低頻和高頻電磁（EM）抗擾度的要求。另一個小組是國際無線電干擾特別委員會（CISPR），負責9kHz以上的無線電頻率發射，重點是針對無線電干擾保護。CISPR是由IEC的國家委員會和許多國際組織組成的，包括CIGRE（國際大型電氣系統理事會）、EBU（歐洲廣播聯盟）和ITU（國際電信聯盟）。

未來新技術的發展會逐漸影響電磁兼容性（EMC）的標準化，因為新技術會影響到電磁（EM）環境。這些新技術應用的例子包括：隨著工作頻率的增加，對電源技術和微電子技術的使用越來越廣泛；另一個是逐步實現智能電網以及隨之而來的通信和信息交換；還有更高頻率的應用，例如5G，以及電動汽車的感應充電技術。因此，TC 77已決定開發有關標準針對這些新技術導致的電磁兼容性（EMC）問題。目前，TC 77的一個小組委員會IEC TC 77 B的任務是制定關于寬帶射頻場抗擾性的測試標準，主要涉及5G網絡。

國際電工委員會官網博客:https://blog.iec.ch/2020/03/iec-strategy-for-em-standardization/.

第5代移動通信技術（5G）網絡的輻射測量

5G是最新一代的移動網絡技術。與當前的4G網絡相比，5G具有更大的容量以及更快的下載速度，更重要的是，5G可以對包括物聯網（IoT）、增強現實（AR）和虛擬現實（VR）在內的一系列技術的新應用和擴展提供支持，這對行業來說是一個令人非常興奮的前沿技術。

IEC技術委員會（TC）106制定了有關國際標準，用以評估人體暴露于電場、磁場和電磁場的測量和計算方法。IEC 62232提供了用于計算無線電通信基站附近的射頻場強度的方法，旨在評估人體暴露于通信基站射頻場中的輻射情況，這個標準考慮了用于5G網絡的毫米波頻率。TC 106還與國際電氣電子工程師協會（IEEE）建立了三個聯合工作組（JWG），以在不久的將來為5G設備測試制定國際標準。

JWG 11正在研究計算方法，計算靠近頭部和身體的輻射功率密度。目的是開發雙重IEC/IEEE標準，用于計算6GHz至300GHz無線通信設備的功率密度。

JWG 12負責測量方法，測量靠近頭部和身體的功率密度。將會制定雙重IEC/IEEE標準，用于測量6GHz至300GHz無線通信設備的功率密度。

JWG 13正在制定IEC/IEEE雙重標準測量程序用以確定比吸收率（specific absorption rate），該比吸收率是計算人體在暴露于射頻電磁場情況下對輻射能量的吸收（頻率范圍為4MHz至10GHz）。

Michael A. Mullane (2020) - 國際電工委員會技術?？痟ttps://iecetech.org/Technology-Focus/.

R134a和納米油混合物的蒸汽壓縮制冷系統的實驗研究

制冷和空調應用占全球總能耗的15%，其中大部分制冷和暖通空調（HVAC）的應用涉及蒸汽壓縮制冷系統。在實際的制冷系統中，一定量的油總是以“制冷劑/油”混合物的形式循環。即使在裝有“油分離器”的情況下，油進入冷凝器和蒸發器也是不能完全避免的，特別是在那些配備有往復式壓縮機的系統中。

當前對于這一問題的研究主要集中在納米顆粒在蒸汽壓縮制冷系統中的應用。研究的目的是了解和確定“納米油”對蒸氣壓縮制冷系統各種性能參數的影響，例如制冷量、壓縮機功率、壓縮機排氣溫度以及制冷系統最重要的性能系數（COP）。通過將氧化鋁（Al2O3）納米顆粒分散在PAG油（聚亞烷基二醇）中來制備“納米油”。之所以選擇氧化鋁（Al2O3）納米顆粒，是因為與其他常用的納米顆粒如氧化銅（CuO）和二氧化鈦（TiO2）相比，氧化鋁具有優異的熱物理性能和較低的介電常數。為比較前面提到的蒸氣壓縮制冷系統（VCRS）性能參數，準備兩種不同混合物，即“R134a/PAG”混合物和“R134a/PAG/Al2O3”（R134a/納米油）混合物。系統分析是在幾個蒸發器溫度（范圍從-11℃到1℃）以及兩個不同的冷凝器溫度（即30℃和34℃）下進行的。該系統的設置如圖1所示。

本研究的主要發現總結如下：

（1）由于Al2O3納米顆粒在PAG油中的混合，系統的性能系數COP提高了6.5%。

（2）使用R134a/納米油混合的系統比沒使用納米顆粒的情況下的系統制冷能力高，并且在高的冷凝溫度下，制冷能力的提高會更大。

圖1 用于測試納米油性能的實驗測試裝置

（3）向系統中添加納米顆粒會導致冷凝器出口處的過冷度更高，并且發現在較高的冷凝溫度下其過冷度略高。

（4）在蒸發器和冷凝器溫度分別為1℃和34℃的情況下，對于R134a/納米油混合物，單位制冷量壓縮機功率最大可降低6.1%。

（5）使用R134a/納米油混合物，壓縮機的排氣溫度略高（最大增值1.5℃）。

Nair et al. International Journal of Refrigeration, vol 112, page 21-36.

液體干燥劑低溫再生與超聲霧化蒸發冷卻相結合的實驗研究

建筑空調系統的節能潛力很大。當前的研究表明，液體干燥劑冷卻是蒸氣壓縮冷卻的有效替代方式。在對新鮮空氣進行除濕后，可以將除濕后的水進一步用于蒸發冷卻。然而，從蓄熱器排氣中回收水是一個緩慢的過程，并且不適合用作蒸發冷卻的供水?；贛aisotsenko循環（M循環）的簡單幾何結構，可以使蓄熱式蒸發冷卻器（REC）的溫度低于濕球溫度，并且還需要在降溫水簾中進行額外的水循環。蓄熱式蒸發冷卻器（REC）在結合液體干燥劑除濕器的情況下能更有效運行，并具有巨大的節能潛力。而且，除濕過程中產生的水可以通過清除空氣的冷凝水在再生器的排氣口回收。由于冷凝水溫度過高且收集速度較慢，因此不適合用作蒸發冷卻的給水。

為了克服冷凝水溫度高的問題，可以通過超聲波技術實現蒸發霧化冷卻來使得干燥劑稀釋液的低溫再生。在這項研究中，基于美國的一項專利（專利號6497107B2，其中M循環在單個設備中結合了熱交換和蒸發冷卻），制造了一種通過M循環與超聲霧化器集成以用于液體干燥劑再生的新型再生蒸發冷卻器。在各種空氣和干燥劑溫度、空氣和干燥劑流速、濕度比和干燥劑濃度下研究了系統的除濕效果。該原型機（如圖1所示）可以進一步開發為成熟的無水干燥劑冷卻系統。

針對M循環的獨立蒸發冷卻器和超聲波干燥劑再生器的組合進行實驗研究，研究結論如下：

圖1 測試臺的示意圖（左）和測試臺實物圖（右）

（1）基本結構可實現最低溫度為19℃的整體濕球效率。濕球效率可通過增加萃取比來改善，但是當增加濕度比、進氣溫度和溶液流速時，濕球效率保持不變；當進氣速度、干燥劑濃度和干燥溫度升高時，濕球效率降低。

（2）隨著再生潛力的增加，可通過提高進氣溫度而提高濕度效率（也稱為再生效率），當進氣濕度和干燥劑流量增加時，再生效率保持不變。盡管再生效率有效性隨著干燥劑濃度的增加而增強，但這是由于等效濕度比下降的負面影響。再生效率隨著進氣速度、萃取率和溶液溫度的增加而降低。

（3）低溫干燥劑再生（35～50℃）的除濕速率為0.208～0.619g/s。通過增加空氣和干燥劑的溫度、進氣速度和抽氣比可提高除濕率MRR，但是增加進氣濕度和干燥劑的濃度會導致除濕率MRR降低。

（4）干燥劑溶液的低溫超聲再生可通過M-Cycle應用到無水干燥劑-蒸發冷卻系統，在該系統中，除濕水可再次用于蒸發冷卻。

Arun et al. International Journal of Refrigeration, vol 112, page: 100-109.

消聲器設計問題中評估感應噪聲衰減性能的方法

為降低管道內部的流動噪聲，消聲器被廣泛應用，例如用在車輛排氣系統或家用電器的通風系統。在無功消聲器中，當消聲器的外部尺寸受到限制時，應調整內部隔板最佳放置，以改善主噪聲頻率范圍內的噪聲衰減性能。通過最佳設計的無功消聲器，在實驗和數值分析中均觀察到了目標頻率范圍內的高效噪聲衰減性能。但是，通常情況下，設計最佳的消聲器實際安裝在工業用管道上時無法降低管道噪音。因此，消聲器設計者經常遇到消聲器單元與安裝在管道上的消聲器的噪聲衰減性能之間的差異。解決這一差異的工作重點應集中在實測評估噪聲衰減性能的方法，而不是應用前的設計方法或分析的準確性。在消聲器單元的聲學分析和實驗中通常使用三種不同的評估方法：傳輸損耗（TL），插入損耗（IL）和聲級差（LD）或降噪（NR）。因此，需要對消聲器設計方法和每種評估方法有一個準確的了解，以便進行消聲器優化設計，目的是把消聲器安裝在管道上時能夠有效地衰減目標噪聲。

研究比較了三種用于評估消聲器的噪聲衰減性能的方法，提出了一種可用于優化消聲器設計。評估標準是：理論上設計最佳的消聲器在實際安裝于管道上時是否能夠充分衰減排氣管中的噪音。首先，從基本聲學方程式中得出TL，IL和LD的數學表達式，然后比較它們的特殊性。然后，提出了兩個基于拓撲優化的消聲器設計問題，以最大化傳輸損耗（TL）和插入損耗（IL），并針對相同的設計條件進行了求解。分別使用傳輸損耗（TL）和插入損耗（IL）作為評估噪聲衰減性能的方法，獲得了理論上的“最佳消聲器設計”，并安裝在管道上，從而比較管道尾管的噪聲水平。

為比較TL和IL，針對消聲器單元設計提出了兩個針對TL和IL最大化的聲學拓撲優化問題，并針對相同的設計條件進行了求解。因為L公式是針對消聲終止條件定義的，所以當在管道上安裝最佳設計的消聲器時，它無法準確預測管道內的噪聲降低。相比之下，使用IL作為評估方法進行最佳設計的消聲器，只有將排氣管的長度和管道處的阻抗準確地用于制定的消聲器設計問題中時，才可以降低安裝在管道上時的管道內噪聲。

圖1 優化設計的實驗驗證：（a）通過解決分配體積最小化問題獲得的最佳拓撲方案；（b）與（a）中所示的最佳拓撲方案相對應的消聲器實體；以及（c）模擬和實測傳輸損耗（IL）曲線的比較

研究結論可簡單概括為：如果消聲器在目標頻率范圍內的噪聲衰減性能僅受其膨脹室的聲學特性的影響，則可以將傳輸損耗（TL）用作消聲器設計問題中的評估指標。但是，如果消聲器在目標頻率范圍內的噪聲衰減性能受排氣管長度以及膨脹室聲學特性雙重的影響，則應使用插入損耗（IL）。

為了確認使用傳輸損耗（IL）設計的最佳消聲器的準確性，提出了在目標頻率范圍內具有中等傳輸損耗（IL）值的分區體積最小化問題，并通過實驗驗證了的消聲器（針對寬帶降噪而進行的優化設計，參見圖1（c））的噪聲衰減性能。研究結果將有助于減少消聲器單元與安裝在管道上消聲器的噪聲衰減性能之間的差異。如果將它們與精確計算出的流量分析結果相結合，則可以應用于暖通空調（HVAC）領域中的管道降噪問題。

Lee et al. Journal of Sound and Vibration, vol 464.

通過不規則晶格結構使本征頻率最大化

輕型結構易受振動的影響，因為與笨重的大型結構相比，小質量更容易受到外部影響（例如振動和個體沖擊）。換句話說，輕型結構比重型結構更容易“振動”。減小高幅振動的傳統方法包括增加質量和/或增加結構阻尼。但是，這些措施與輕型結構的原始設計目標的“輕”自相矛盾。

避免共振現象的另一種方法是通過幾何形狀的改變，將本征頻率提高到高于外部激勵頻率。從技術上來說大多數輕型結構，例如典型的蜂窩夾層結構，格形結構或用于飛機、建筑物或起重機的鋼梁結構，都具有規則的周期性幾何形狀。但是，即使它們遵循使用肋、格子和蜂窩的相同基本構造原理，自然的輕質結構常常非常復雜且不規則?，F有研究表明，本征頻率的增加會大大降低結構的動力響應。本征頻率最大化對許多技術應用都是非常重要的。

在這項研究中，我們使用一種組合的設計和優化方法來生成不規則晶格結構，以研究這一結構的潛力，即：在保持低重量和高剛度的同時比常規結構具有更高的本征頻率。通過參數構造生成不同程度且結構不規則的晶格結構，包括規則晶格（具有恒定且功能漸變的支桿橫截面）和不規則晶格。用進化策略優化算法使第一本征頻率最大化。考慮到與選擇性激光熔化有關的幾何限制，并且使用鋁（AlSi10Mg）在選擇性激光熔化條件下制造了三個優化的晶格結構。使用振動臺在振動實驗中測量這些結構的本征頻率。我們采用的方法可以有效地生成500多個晶格結構。

圖1 本文研究的晶格結構圖示：a)俯視，b)側面，c)三維

結果表明，與相同質量的規則晶格結構相比，通過使用不規則晶格結構，第一本征頻率增加了58%。數值計算得出的本征頻率與實驗結果吻合得很好。有人認為，實現更高程度的結構不規則性是開發具有更高第一本征頻率的方案的關鍵。復雜的不規則晶格結構的生成和修改可用于在優化過程中控制輕量級結構的本征頻率。因此，增加本征頻率的可能性是各個設計概念內允許的結構不規則度的函數。如果不限制復雜性和不規則性的程度，這種方法具有很大潛力。但在3D打印或澆鑄過程中的典型的幾何條件限制下，晶格結構也可以實現重大改進但無法最大化。此外還發現了一些跡象，這些跡象表明可以使用類似的優化方法來增加輕型結構的阻尼特性。得出的結論是，復雜的不規則晶格結構在開發輕質結構具有很高的潛力，比如改善其振動特性。

使用多個小型諧振器和聲學超材料的虛擬赫歇爾-昆克（Herschel-Quincke）管

圖1 兩個平行的管道，由薄的剛性分離器隔開，管道1被剛性壁包圍，管道2的管壁被阻抗覆蓋。兩個平行的管道構成一個虛擬的Herschel-Quincke管。

赫歇爾-昆克管（Herschel-Quincke tube，簡稱HQ管）可以通過聲波疊加抵消的原理來減少管道傳播的噪聲。其工作原理是基于兩條管道的路徑長度不同，換句話說，兩條長度不同的平行管道之間的相位差導致了聲波互相消弱。在兩個管道的上游和下游連接處反射的聲波會轉向其他管道，從而沿相反的方向傳播。最終，它們在接口處被其他入射波或周轉波抵消。路徑長度的差異和在連接處的反射是應用HQ管的關鍵。對于常規的HQ管的管道截面和長度，壁耗很小，可以忽略不計。在平均流量的情況下，壓降非常小，而在某些較窄的頻帶上卻能獲得比較大的噪聲衰減。但是，這種電抗性消音系統的弱點也很明顯，即調諧需要長的圓形通道，并且僅在狹窄的頻帶上有效。

研究了關于聲學超材料在消音器設計中的實際應用，這種消音器會有很高的聲學和幾何效率，壓降可忽略不計。目的是通過組合諧振、周期性、相位差和阻抗失配的影響，同時實現寬帶衰減和低頻衰減。周期性地加載到管道壁上的多個陣列小諧振器可引起在管道中傳播的聲音擴散。這種現象的實現可構建虛擬的赫歇爾-昆克（HQ）管系統。主導管分為兩個相同長度的平行導管：一個剛性導管和一個管壁被周期諧振器覆蓋的導管。為了模擬在分散管中傳播的聲音，可以在實現平均流量的情況下分析得出聲音的相速度。此外，虛擬HQ管的衰減條件可以用來建立傳輸損耗（TL-Transmission loss）的準則，即：選擇合適的設計參數并在需要的頻率范圍內實現損耗。

設計的虛擬HQ管系統有9個相同的四分之一波長管諧振器，用來預測傳輸損耗（TL）光譜，并和實際測試結果進行比較，數據表明預測傳輸損耗和實測損耗結果吻合良好。隨著流速的增加，衰減量有所降低，但是對于馬赫數小于0.1的條件下，一般的光譜特性都能得以保持?；谙嗤脑?，將聲學超材料（AMM-Acoustic Metamaterials）應用于實際的消音器設計中，可以在給定的小空間內實現中低頻的寬帶降噪。測試了具有26個AMM單元的虛擬HQ管，其中一個單元由3種類型的四分之一波長管諧振器組成。實驗很好地驗證了對傳輸損耗（TL）的預測。結果表明，對于230～1000Hz的寬頻率范圍，傳輸損耗（TL）至少為5dB（分貝）。由于AMM附著層而導致的附加體積僅為40%，而傳輸損耗（TL）卻遠遠大于具有相同剩余體積的簡單膨脹室或耗散消音器的傳輸損耗（TL）。

Kim et al. Journal of Sound and Vibration, vol 466.

通過光伏機制將散發的熱輻射轉換成電能

1824年，一位名叫薩迪·卡諾（Sadi Carnot）的28歲的法國工程師發表了一篇如今廣受贊譽的論文，試圖解釋如何有效地將熱量轉化為功?？ㄖZ為我們對熱力學的現代理解奠定了基礎，但他也隱含地確定了能量回收和收集的途徑，這可能被證明是21世紀應對氣候變化的重要組成部分?？ㄖZ的同名循環表明，在任何能量轉換過程中，總有一些熱量被排到冷池中——通常是周圍環境。僅在美國，消耗的能源的61%就以這種“浪費”熱量的形式被丟失了。但是，這種廢熱實際上并不需要損失。原則上，可以通過驅動另一個能量轉換設備發電來將其回收。2020年3月20日，Davids等人在《科學》提出并實施一種將低溫熱量直接轉化為電能的方法。

回收運輸發電和工業過程中排出的熱量，推動了固態材料和器件領域的廣泛研究。很大一部分廢熱以輻射的形式損失，以長波和中紅外（IR）波長的不相干的寬帶電磁波發射。將這種熱輻射轉換為電是該研究領域中一個充滿挑戰的子集。特別是，熱光電裝置已顯示出可通過光伏機制將發出的熱輻射轉換成電的巨大希望。通過使用光子學方法和近場效應，在熱光電領域取得了實質性進展。但是，這些系統通常集中在高溫源（＞1000℃）上，而在美國超過95%的熱量浪費（以及85%的相關工作潛力）低于400℃。較長波長熱輻射的直接轉換帶來許多挑戰，例如較低的入射光子通量和有效的低帶隙半導體的有限可用性。一種替代方法是使用整流天線，該整流天線在較低能量的微波頻率下具有廣泛的應用。在這些設備中，入射的振蕩電磁波被天線狀結構吸收，并驅動直流電流通過快速二極管。在較高的頻率下，金屬-絕緣體-金屬配置的超快直接隧道二極管帶來希望，但是在與IR熱輻射相關的小電壓下，隧道二極管所需的大不對稱性仍然是障礙。

圖1 ：來自低溫熱源的紅外（IR）輻射通常會被浪費掉，但是某些專用設備可以將這種輻射轉換為電能。雙極半導體隧道二極管通過光漏斗和光促進電子隧穿的組合來實現這一點。

Davids團隊應對這一挑戰并展示了一種雙極型金屬氧化物半導體隧道結二極管，該二極管將電磁波譜（7～14 μ m）的長波IR部分中的入射光子轉換為電。入射電磁波通過光柵耦合到電磁模式，該電磁模式將光強烈地限制在金屬光柵和摻雜硅基層之間的3～4nm的二氧化硅阻擋層中（如圖1所示）。強的電磁場集中度驅動電子從摻雜的P型硅進入金屬并到達N型硅部分的光子輔助隧穿。盡管整個過程與光生伏打系統具有表面相似性，因為它使用了PN結，但電流是由兩個金屬氧化物半導體二極管之間的光子輔助隧穿而不是耗盡區產生的。作者使用全球標準的互補金屬氧化物半導體（CMOS）平臺可實現該技術最終所需的規?；?。

Paul S. Davids et al. Science, vol.367, Issue6484, pp.1341-1345.

原位核磁共振NMR計量揭示了氧化還原液流電池中的反應機理

大規模儲能對于平衡可再生能源的生產和消耗變得越來越重要。由廉價且可持續的氧化還原活性材料制成的有機氧化還原液流電池是有前途的存儲技術，與釩基電池相比，該技術便宜且對環境的危害較小，但它們的壽命較短且能量密度較低。因此，需要在分子水平上基本理解以提高性能?！蹲匀弧?020年3月報告了兩種用于研究氧化還原液流電池的原位核磁共振（NMR）方法，這些方法適用于兩種氧化還原活性電解質：2,6-二羥基蒽醌（DHAQ）和4,4'-（（（9,10-蒽醌-2，6-二基）二氧基）二丁酸酯（DBEAQ）。在第一種方法中，當液體電解質流出電化學電池時，監測其1H NMR位移的變化。在第二種方法中，觀察到整個電化學電池中正負極同時發生的變化。使用體磁化變化（通過水共振的1H NMR位移觀察到）和醌共振的1H位移的線展寬作為電荷狀態的函數，測量了兩個單電子對的電勢差，確定和量化還原和氧化物種之間電子轉移的速率，并確定自由基陰離子上未成對自旋的電子離域化程度。這些NMR技術使電解質分解和電池自放電得以實時研究，并顯示DHAQ通過反應進行電化學分解，該反應可通過限制充電電壓來最小化。這些NMR方法在理解流動和其他電化學系統中廣泛的氧化還原過程中將廣泛應用。