前沿科技动态

瑞士巴塞尔大学开发出能检测弱磁场的微型仪器

据PHYS网2020年9月7日消息，瑞士巴塞尔大学研究人员开发出一种微型仪器，能检测极微弱的磁场。以往，研究人员通常使用超导量子干涉装置（SQUID）检测微弱磁场，其典型结构为超导环。巴塞尔大学研究人员另辟蹊径，将两个石墨烯原子薄层与氮化硼材料结合，创造出新型磁场检测装置。该装置的厚度仅为10纳米，可通过改变石墨烯原子薄层的距离调节灵敏度，并在电场的帮助下，进一步提高测量精度。该装置还能作为高频电信号的低噪声放大器，其紧凑的设计意味着可以与更多设备串联，实现更多功能。（唐乾琛）

(图片来源：Nano Letters)

德国卡尔斯鲁厄理工学院开发出可用于6G 无线通信的新型太赫兹接收器

据PHYS网2020年9月8日消息，德国卡尔斯鲁厄理工学院研究人员开发出新型太赫兹接收器，可用于6G无线通信。该设备由二极管和专用信号处理器组成。在概念验证实验中，研究人员在110米的距离内以0.3THz（太赫兹）的载波频率实现了115Gbit/s（吉比特每秒）的数据传输。研究人员预测，未来6G通信或将通过许多小型无线电群组交换数据，由于群组间距离很短，所以有望在较低的能耗和电磁辐射下高速传输数据。适应6G通信的基站将具有结构紧凑、体积小的特点，可以轻松地安装到建筑物的外墙或路灯上。（唐乾琛）

(图片来源：Phys.org）

德国研究人员开发出微型超声波探测器

据NewAtlas网2020年9月17日消息，德国环境健康研究中心和慕尼黑工业大学联合团队研究人员开发出微型超声波探测器，为超分辨率成像创造了新的可能性。传统的超声波探测器依赖于压电设备，将超声波产生的声压转换为电信号实现探测。而压电设备体积越小、分辨率越高，灵敏度却越差，影响了压电设备的进一步微缩。联合团队研究人员将微型光学组件组装在微型硅芯片上，通过微型光子电路探测超声波导致的光强变化，以此检测超声波。这种设备的尺寸约为半微米，比临床使用的最小压电检测器小1万倍，能对小于1微米的特征进行超声波成像。该研究可应用于细胞和组织超声波成像，从而为生物医学研究和临床诊断提供新的可能性。（李鹏飞）

(图片来源：New Atlas）

NASA 探测到晶格约束聚变

据Reddit网2020年9月22日消息，美国国家航空航天局（NASA）的一组研究人员最近发现了一种在金属固体原子之间引发核聚变的方法。NASA透露这种方法称为晶格约束聚变（Lattice Constraement Fusion），与惯性约束聚变和磁约束聚变相比，新的方法在保持室温的金属晶格范围内部创造了一个足够高能环境的聚变条件，单个原子就可以实现等效的聚变级动能。NASA表示，新发现为聚变反应开辟了一条新的道路，将会成为世界范围内大型托卡马克以及仿星器（Stellarator）项目的替代方案，并将应用于美国未来的太空核动力推进系统。（张宇麒）

(图片来源：Reddit）

澳大利亚科学家开发出可帮助失明者恢复视力的头戴式无线设备

据Medgadget官网2020年9月25日消息，澳大利亚墨尔本莫纳什大学的科学家开发出一种头戴式无线设备Gennaris系统，可帮助失明和视神经功能失调患者恢复视力。该设备包含一个9×9毫米的金属短针矩阵，可于大脑表面刺入，因此可长久植入且无感染风险。Gennaris系统绕过视神经，直接瞄准大脑视觉中心，可产生提供基本视觉信息的磷光体，并通过电脑将视觉信息反馈给大脑植入物，为用户提供导航和识别功能。研究人员表示，该技术未来也可用于绕过受伤神经，将受伤肢体直接连接到大脑来，以帮助患者克服瘫痪。相关研究成果发表于《神经工程杂志》期刊。（刘发鹏）

(图片来源：Medgadget)

荷兰研究人员开发出新型“分子加热器”可提高全球农作物产量

据PHYS官网2020年9月23日消息，荷兰阿姆斯特丹大学的研究人员开发出一种能提高植物温度的新型分子，可使作物在低温环境下生长，并增加生物量。科研人员改良出植物自身产生防紫外线辐射的辛那普利苹果酸等分子的变体，以优化其发热效果，从而开发出吸收紫外线光子并将能量转化为分子振动，有效地将有害光转化为无害热量的“分子加热器”。该新型分子的应用可延长作物生长周期，提高耕地可用性，提高全球农作物产量，并促进新作物品种的开发。“分子加热器”项目获得欧盟“未来与新兴技术”计划资助，目前已获得相关专利。（肖尧）

（图片来源：Phys.org）

国际热核聚变试验堆低温恒温器下筒体安装完毕

据Euronuclear网2020年9月8日消息，国际热核聚变试验堆（ITER）大容量低温恒温器的下筒体已在托卡马克内底座上就位，低温恒温器两个分段之间的距离减小至只有6毫米，焊接工作已准备开始。8月31日，在位于在法国南部的卡达拉奇场址开始了低温恒温器下筒体的吊装工作，低温恒温器的另一部分——低温恒温器底座已于2020年5月插入托卡马克堆芯。设计和制造低温恒温器花了10年时间，它由拉森图博有限公司在印度的哈兹拉工厂分段制造，并在现场组装和焊接。ITER项目团队争取在2021年底之前将所有主要组件完成现场安装，以便在2025年12月的最后期限前启动这台大型装置。（张宇麒）

（图片来源：Euronuclear）

比利时等国研究机构开发出可矫正视力障碍的智能人工虹膜

据Medgadget官网2020年9月11日消息，比利时研究机构Imec、根特大学、西班牙卫生研究所和荷兰霍尔斯特中心合作，开发出一种集成在隐形眼镜内的人工虹膜。该人工虹膜内含一个由同心圆组成的液晶显示器（LCD），可模仿人类虹膜，控制入射光量，并自动设置合适的瞳孔大小、调节透明度，以达到最佳的焦距和景深。该人工虹膜耗能极低，一块小电池可供其工作一整天。（刘发鹏）

(图片来源：Medgadget）

美海军研究实验室开发船舶“数字孪生”系统

据ExecutiveBiz 网2020 年9 月2 日消息，美海军研究实验室（ONR）近日向南卡罗来纳大学授予一份价值920 万美元的合同。该合同旨在将“数字孪生”系统用于美海军电气系统的指挥、控制和预测，使舰船操作员能够充分利用舰船的电气系统来满足关键任务需求。南卡罗来纳大学将进行电力和能源系统的建模和机器学习研究，并开发“紧密耦合”软硬件，以演示、测试和验证“数字孪生”控制系统的有效性。“数字孪生”系统将提高美海军舰船动力系统和平台的韧性、效率、适应性和自主性，并为舰船上昂贵的电气部件提供实时监测和预测性维护。（武志星）

(图片来源：ExecutiveBiz）

日本三家船企合作开展全球首个海上碳捕获项目研究

据gasworld网2020年9月1日消息，日本川崎汽船与三菱造船、日本船级社合作，在船上部署了一个小规模二氧化碳捕获设备，对设备进行运营测试并测量其性能。该项工作是全球首个海上碳捕获项目（Carbon Capture on the Ocean），目的是验证捕获和储存船舶排放的二氧化碳的有效性，以及海上二氧化碳捕获设备的可操作性和安全性。川崎汽船表示，作为全球首个船舶示范测试，该项目将为捕获二氧化碳排放及实现船上零排放设计作出贡献。（武志星）

(图片来源：gasworld）

美陆军与普渡大学合作开发下一代含能材料

据普渡大学官网2020年9月3日消息，美陆军资助普渡大学800万美元，支持由该大学牵头、陆军研究实验室参与的下一代含能材料联合研究项目。该项目涉及建模与仿真、含能材料合成与工艺放大、增材制造、环境可持续性与新型含能材料表征方法等方面研究，此外还将关注劳动力开发和未来含能材料研究科学家的培养。此次陆军投资项目所开发的模型、材料和方法将进一步发展武器应用，提高武器有效性、安全性和可持续性，支持美陆军的长期目标和优先事项。（武志星）

(图片来源：普渡大学官网）

美空军新一代战斗机“下一代空中主宰”全尺寸演示验证机完成试飞

据THEAVIATIONIST网站2020年9月15日消息，美空军负责采办的部长助理威尔·罗珀在美空军协会线上会议中宣布，美国“下一代空中主宰”（NGAD）项目的全尺寸验证机已完成首次试飞工作。罗珀表示，NGAD在工程开发与技术验证上采取了“数字式开发和快速迭代升级”的开发模式，整个项目从进入正样研发到验证机试飞仅耗费一年多时间，创下了美空军新型战机开发的最快纪录。但罗珀并未透露该型飞机外形、能力或采办策略相关的细节。此外，罗珀还证实，NGAD项目的多个任务系统正在随演示验证机进行相关测试，目前进展顺利。（张嘉毅）

(图片来源：theaviationist）

DARPA 开展“进攻性蜂群使能战术”项目第四次试验

据Army Technology网站2020年9月21日消息，DARPA在美国华盛顿刘易斯·麦科德联合基地开展了“进攻性蜂群使能战术”（OFFSET）项目的第四次试验，对自主空中和地面车辆蜂群技术开展测试。OFFSET项目旨在开发小型空中无人机和地面机器人，使陆军轻步兵或海军陆战队能够控制250个由无人机和无人车组成的集群，帮助其在复杂的城市环境中完成不同任务。目前，OFFSET项目系统集成商诺格公司和雷神公司正在创建蜂群系统架构、高级接口和虚拟/现实蜂群试验台，以开展集成试验，并在多阶段交互式场景中测试自主平台，以定位和保护与城市作战场景相关的多个模拟项目。（张嘉毅）

(图片来源：army-technology）

空客公布氢能源零排放商用客机概念方案

据AIRBUS官网2020年9月21日消息，空客公司公布了代号为ZEROe的3款零排放商用客机概念方案。3款客机动力设计分别采用涡扇方案、涡桨方案以及翼身融合方案，均以氢作为主要能源。涡扇方案将可承载120～200名乘客，航程约3700千米，能够执行洲际飞行。涡桨方案将可承载约100名乘客，航程约1800千米，适用于短途飞行任务。翼身融合方案将可承载约200名乘客，航程约3700千米。根据计划，空客拟于2035年实现3款客机的商业运营，使其成为全球首型零排放商用客机。（张嘉毅）

(图片来源：TechXplore）

意大利研究人员开发出仿生机器手

据TechXplore网2020年9月23日消息，意大利技术研究院和INAIL 假肢中心共同研发出名为Hannes的仿生机器手。Hannes是一种仿生的多关节上肢假肢系统，重量为450克，包括S手和腕，其传感器可以检测手臂下部或较高部位的残留肢体的肌肉活动，动态适应各种要抓握物体的形状，从而采取正确角度和精确力度。该机器手可通过专门软件和蓝牙连接，自定义如运动精度和速度等操作参数，为用户提供定制体验，有效帮助上肢截肢患者恢复90%以上的手部功能。相关研究成果已发表于《科学机器人》杂志。（张宇）

(图片来源：TechXplore）

韩国科学家利用微米机器人成功实现体外脑神经操控

据Science Advances2020年9月25日消息，韩国脑科学研究所和大邱庆北科技大学联合团队成功实现体外脑神经操控。研究人员设计并构建了3D电磁驱动的微米级微型机器人，将小鼠胚胎的颅脑神经细胞附着在其表面，通过体外连接方式，在显微镜下精准移动并控制神经细胞，实现了人类通过体外形式利用机器人对脑神经网络的操控。这一研究表明，脑神经网络可以在体外与机器人进行连接，人类可利用微型机器人实现体外脑神经的精准操控，由此可建立针对基础脑科学领域的人工神经网络平台，助力“模拟大脑”的实现。相关研究成果发表于《科学进展》期刊。（张宇）

(图片来源：Science Advances）