科研資訊

中科院微電子所研發高精度水分傳感器，助力智能糧儲

2021年7月17 日，中科院微電子研究所宣布一款新研發的高精度水分傳感器，為中國智能糧儲提供解決方案。

在糧食儲藏的機械通風、日常保管、糧食進倉等環節，高精度水分傳感器的應用能夠減少人工成本，實現全覆蓋、全天候、智能化糧食在線監控。在糧食降溫作業環節，其應用也可控制水分丟失情況，避免糧食變質，造成經濟損失。實現智能糧倉水分監測的關鍵是水分傳感器的研發。中科銀河芯憑借其在溫濕度傳感器和水分傳感器等領域積累的經驗和技術，結合佳華科技的多年行業技術積累，聯合推出高精度水分傳感器模組，并且集成溫度、濕度測量。

研發團隊稱，高精度水分傳感器采用電容監測的方式進行水分測量，可以對玉米、小麥、大豆、谷物等糧食的水分進行精確測試，精度達到±0.5%，分辨率優于0.1%。這項成果還將溫度、濕度、水分集成到一起，實現三參數測量。通過水分在線監測云平臺，人們可在手機、電腦等終端進行實時監測。

研發者們也在探索這一成果在糧食烘干、土壤檢測等領域的應用前景。

西安光機所研制出寬譜高效電磁屏蔽光學窗口元件

中國科學院西安光學精密機械研究所光子功能材料與器件研究室研究員王鵬飛帶領的高通量輻射防護材料與技術課題組研制出具有寬譜高效電磁屏蔽光學窗口元件。該款光學窗口元件在1~18 GHz范圍內的電磁屏蔽效能平均數值＞50 dB，其可見光-近紅外透光率＞80%，元件尺寸可達350 mm口徑以上。

電磁屏蔽光學窗口元件是各電子儀器儀表顯示屏、飛機和車輛視窗、光電探測器系統在微波和電磁脈沖輻射環境下保障光電儀器設備正常工作的核心功能件。該產品與普遍采用周期網柵的光學屏蔽窗口相比，其透光率和電磁屏蔽效能更高，可有效降低光的高級次衍射，在寬波段強電磁屏蔽保障基礎上，可滿足高品質光學成像應用要求，且制備大尺寸屏蔽光窗工藝更簡單，制作成本相對較低。

研究工作得到西安光機所空天技術部和基礎科研部聯合自主部屬課題的支持，后續采用創新設計的高導電率光窗核心基質玻璃材料，有望繼續提升電磁屏蔽光學窗口元件的電磁防護綜合性能，對相關材料、鍍膜、電磁、光電等學科交叉創新與持續發展產生重要的推動作用。

新加坡研究人員開發出利用身體作為傳輸媒介為可穿戴設備供電方法

新加坡國立大學電氣與計算機工程系Jerald Yoo副教授領導的研究團隊利用人體作為傳輸媒介，在為可穿戴設備，包括在醫療環境中使用的設備供電方面取得了突破。相關研究成果發表在《自然·電子》上。

該團隊開發的技術允許一個單一的設備（如放在口袋里的手機）利用用戶的身體作為電力傳輸媒介，為用戶身上的其他可穿戴設備無線供電。為了擴展無線設備的操作，研究人員設計了一個接收發射系統，該系統利用身體作為媒介進行電力傳輸和能量收集。每個接收器和發射器內部都有一個芯片，作為跳板來擴展整個身體的覆蓋范圍。用戶將發射器接到單一電源上，比如手腕上的智能手表，而接收器可以放在身體的任何地方，通過被稱為身體耦合電力傳輸的過程為多個可穿戴設備供電。

該方法意味著用戶只需要給一個設備充電，其余的穿戴設備都由一個來源供電。實驗顯示，該系統允許一個充滿電的電源為身上的10個可穿戴設備供電10小時。該團隊還研究了利用人們接觸的電磁波從家庭或辦公室內采集能量。接收器可以從周圍環境的電磁波中獲取能量，為可穿戴設備供電，而不考慮它們在身體上的位置。

該團隊表示，這一突破將消除同時為多個可穿戴設備充電的麻煩，只需要用一個可充電設備為它們供電。該方法還有一個顯著的優勢，即它可以從一個典型的家庭辦公室的電子設備中收集未使用的能量，為可穿戴設備供電。

為了擴展無線設備的操作，研究人員設計了一個接收器和發射器系統，該系統利用身體作為媒介進行電力傳輸和能量收集。

哈佛大學開發出一種可靠、可逆、可編程的機械信號系統

2021年6月8 日，《自然·通訊》在線發表了哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院（SEAS）的一項研究成果，宣布開發了一種系統，可以發送多個機械信號，而無需每次都為系統充電。

“我們首次展示了無需充電即可發送多個信號、維持不同信號向相反方向傳播的能力，以及如何獨立編程這兩個重要特性，”SEAS 前研究生、論文第一作者Gabriele Librandi說，“可以通過在目標位置小心地釋放特定量的能量來預編程順序驅動。”

“這項研究代表了具有機械存儲器、微機電系統（MEMS）、機械計算、加密和波導的傳感器的一個重要飛躍，”SEAS 應用力學的William和Ami Kuan Danoff教授、資深作者Katia Bertoldi說。

研究人員開發了可以在兩個穩定狀態之間跳躍的動態拱門。團隊使用了兩種不同類型的拱門——彈性拱門在折斷時不會釋放能量，而塑料拱門在折斷時會釋放能量。使用這兩個構建塊，該團隊構建了一個復雜的系統，能夠在多個方向維持各種信號，而無需手動充電。接下來，研究人員旨在擴展 2D 和3D 系統中的發現。