科技动态

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我国22个学科发展呈现四大特点

2011中国科协学术建设发布会近期在北京举行。会上，中国科协副主席、中科院院长白春礼通报了2010～2011年度我国化学、心理学、机械工程等22个学科的发展状况和未来趋势。

白春礼介绍说，22个学科近两年的发展状况呈现出四大特点：

服务国家发展战略需要，推动战略新兴产业发展。近年来，我国在航空、航天、兵器和能源等战略性科技领域取得了一系列重大研究成果，相应产业快速发展，相关学科水平稳步提高。例如，2010年，我国大型飞机和直升机研制工作取得重要进展。自主研制的大型客机C919完成了技术经济可行性研究，确定了总体技术、制造和客户服务总方案，展示了样机并赢得首批启动订单。按计划，C919将于今年转入工程发展阶段，2014年首飞，2016年交付用户。我国自主研制的第一架大型民用直升机AC313首飞成功。该机整机性能达到国际第三代直升机水平，标志着我国和欧盟、美、俄一样具备了自主研制大型直升机的能力。

加强科技成果转化应用，加快经济发展方式转变。科技成果转化为生产力，是国民经济建设和社会发展的现实需要。在转基因抗虫棉育种领域，我国成功研制出了单价、双价转基因抗虫棉，提出了棉铃虫对转Bt抗虫棉的抗性预防性治理技术，打破了跨国公司垄断，抢占了国际生物技术制高点，成果的转化、推广、应用创造了重大的经济、社会和生态效益。2009年，转Bt抗虫棉种植面积达400万公顷，占棉花种植总面积的70%，其中国产抗虫棉占93%，累计推广面积1.27亿亩以上，累计增收节支上百亿元。

完善基础研究体系，促进多学科交叉融合。近年来，我国不断加大基础研究投入力度，基础研究体系不断完善，促进了各学科之间的交叉、渗透和融合。例如，我国化学家提出并建立了“壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术”，首次在电化学条件下获得了铂、铑等各种原子级平滑单晶上的表面拉曼光谱，成功检测到半导体硅表面的成键物种、活细胞壁的组分乃至橘子皮的残留微量农药。这项新技术在食品安全、环境保护、医学诊断、材料表面分析、公共安全等领域，具有广阔的应用前景。

着眼科技改善民生，促进社会和谐发展。例如针对我国粮食储备特有的仓型大、粮堆高、储期长等国情，科技工作者创立了中国储粮生态系统理论体系，以智能粮情检测、低剂量环流熏蒸、智能通风和高效谷物冷却4项技术为一体的“四合一”储粮新技术，系统解决了我国储备粮防霉保鲜、抗性害虫治理和降耗减排问题，使我国粮食储藏技术总体跃居国际先进水平，部分技术水平超过欧美等发达国家，应用于全国31个省市自治区6000多万吨仓容的粮食储备库，累计获得了290多亿元的经济效益。

学科的创立、成长和发展，是科学技术体系化的重要标志。从2006年到2010年，中国科协先后组织85个全国学会开展了85个相关学科的发展研究，以总结我国自然科学、工程技术领域相关学科的最新进展，探索学科发展规律，促进学科交叉与融合，使科技工作者、有关决策部门和社会公众更好地了解和把握相关学科的发展动态和趋势，促进相关学科的学术建设，促进科技创新能力的提升。

（科技日报）

农林废弃物就地一“焖”变成宝

秸秆、稻壳、食用菌基质等农林废弃物现在都成了“宝贝”。在辽宁省岫岩县洋河镇，这些“垃圾”被装在可移动式的大铁炉里，经过一天一夜“焖制”，第二天竟变成了黑黝黝的“生物炭”，再经过加工，成为炭基缓释肥、土壤改良剂和“炭化生物质煤”。

农林业废弃物资源化利用，尤其是“生物炭”的研究与产业化开发近年来备受关注。“生物炭”具有“负碳”减排、改良土壤、可像煤一样燃烧且更清洁等特点，但集中炭化型生产模式与农林废弃物分布广，收集、储运困难，很大程度上制约“生物炭”产业的发展。

由中国工程院院士、沈阳农业大学教授陈温福率领的团队发明了可移动“组合式半封闭炭化炉和亚高温缺氧干馏制炭新工艺”，解决了这一瓶颈，变农林废弃物收集、储运、异地集中炭化和深加工，为在产地就地炭化、集炭异地深加工或就地深加工，使农林废弃物大规模炭化、利用成为可能。

2005年起，团队开展了相关研究，并通过与辽宁金和福农业开发有限公司产学研合作，加速了成果创新和转化，完成了具有完全自主知识产权的“生物炭”生产工艺、生产装置研究，并获得国家发明专利；针对水稻、玉米等作物开发出了多款炭基缓释肥和土壤改良剂专利产品，并已取得生产许可证进行大批量生产；面向供热研发出多种炭化生物质煤；组建了国内第一家“生物炭工程技术研究中心”，围绕“生物炭”开展了多项基础和应用基础研究。

专家认为，生物炭产业潜力巨大，以生物炭为核心的多元化产品将有可能填补我国燃煤缺口的一半以上，还可通过提高肥料利用率、改良土壤等为保障我国粮食安全和环境安全提供有力支撑。

（科技日报）

井下避难设施载人验证试验完成

我国首次井下避难设施载人现场验证试验在山西省潞安集团常村煤矿顺利完成。由矿工、救护队员、科研人员等组成的80名试验人员，在井下470余米的常村矿N3永久避难硐室完成了48小时模拟灾变环境密闭现场试验。

据了解，永久避难硐室是当灾害发生、人员无法撤出时，为防止有毒、有害气体的侵袭而设立的避难场所。常村矿N3永久避难硐室长 39m，宽3.5m，高 3.05m，可提供 80～100人避难所需。试验人员可通过室内的通讯系统与地面指挥中心联系，并进行双向视频对话。该试验成功验证了避难硐室内供氧系统运行的可行性和可靠性，检测了各类设备仪器的运行状态和环境参数，能够进一步提升煤矿井下避难设施的安全防护技术和水平，不断促进以矿用救生舱、井下避难硐室为核心的矿井新型安全防护体系建设。

（科技网）

北斗导航系统助力船舶清洁运行

将北斗卫星导航系统安装在船上，不仅克服了船舶发动机“油改气”中的技术难关，也能对船舶排放污染物的情况进行实时监测。台架试验显示，改造后的船舶平均节能率20%左右，发动机二氧化碳排放量降低 26%，二氧化硫排放量降低82%，氮氧化物排放量降低21%，可吸入粉尘降低25%。

4月12日，“长江绿色物流创新工程项目”专家评审会在北京召开。包括军事物流专家王宗喜教授，中国工程院院士、摄影测量与遥感专家王任享，国家发改委能源研究所所长韩文科等在内的15名评审专家质询和评议后表示，该项目成功应用我国自主建设的北斗卫星系统，将导航定位、实时数据采集和智能监控有机结合；突破了柴油—天然气双燃料发送机改造技术瓶颈，填补了国内相关领域的技术空白。

据介绍，船舶，尤其是长江流域的船舶一直是物流行业的能耗和排放“大户”。这些船只以传统柴油作为动力，不仅增加了能耗成本，也对长江的水质和空气造成污染。以清洁能源——液化天然气代替传统的柴油，已成为业界共识。但是船舶发动机“油改气”存在技术难关——如何保证气体不外漏、汽缸中的气压保持安全数值、剩余气量的实时监测、寻找最近的加气站等。

北斗卫星导航系统成功解决了这些难题。3月中旬，长航凤凰“长讯三号”2500吨散货船双燃料实船航行在重庆段试验成功，国家权威机构武汉水运行业能源利用检测中心公布试验数据显示：“长讯三号”双燃料系统平均替代率达到70%以上，平均替代比可达1∶1.05，试验中各项热工参数正常。项目主办单位之一——长江航运集团表示，“长江绿色物流创新工程项目”评审完毕后，将对旗下的其他船舶进行升级改造。

（科技日报）

用废弃粉煤灰给污染河水“净身”

记者从南京林业大学获悉，该校黄新教授等专家，用废弃的粉煤灰为原料，借助美人蕉、旱伞竹、水葱、菖蒲等植物为污染河水“净身”。这项用微生物与植物联合治污的科研项目《城市高污染水体生物生态处理与资源化利用技术研究》近期顺利通过江苏省环境保护厅组织的评审验收，并申请了国家专利。

目前，城市高污染水体含有的有机物、氮磷等营养盐浓度较高。一般直接在水体中进行修复的方法会对水体流动和泻水功能常会造成影响，而且水生动植物及部分人工载体还会被洪水冲刷带走，造成净化功能丧失和部分经济损失。

黄新介绍说，他们在研究中，另辟蹊径，采取生物生态组合处理的方法，专门设计了一个生物滤池和植物滤床，滤池内装有用废弃物粉煤灰球形颗粒作为滤料，滤床内放置部分粉煤灰球形颗粒并种上美人蕉、旱伞竹、水葱、菖蒲等水生植物。粉煤灰本身不吸毒，但用粉煤灰球形颗粒做成的滤料和滤床却给微生物安了个温暖的“家”，有了这样的“家”，微生物才可以大量聚集，才能大口、大量地“吃掉”水体中有机物以及氨、氮等多种污染物。经过这样过滤的污水随后进入植物滤床。接下来，水生植物和微生物进一步为污染河水“排毒”。黄新说，植物为污水“排毒”有独到之处，植物生长有周期，一个周期下来，植物通过根系吸收的毒素随着植物的死亡也可以彻底带出水体。经过植物和微生物联手治理后的污水，其氮磷营养盐，特别磷的去除量显著。污染河水进入装置到出水口，要经历四道关，每一道关都是针对不同的污染物具有不同的功效，出来的水完全达到了回用水的标准，可以用来绿化、喷洒和作为景观水体的补充水。

这样一套处理装置，工艺技术并不复杂，运行成本也不高，目前试验装置处理每吨污染河水达到回用水和排放水要求的运行成本可分别低于0.35和0.25元，规模运行的费用将更低。

（科技日报）

超细电子玻纤项目突破11项关键技术

国家科技支撑计划项目“超细电子级玻璃纤维及织物开发”近期通过科技部验收。验收专家认为，该项目突破了多项超细电子级玻璃纤维生产关键技术，开发出多种高端新产品。通过以产业链为主线的跨区域合作，打破了国外垄断，填补了多项国内空白。

玻璃纤维作为汽车、航空、航天产业的关键增强材料，是一类高技术含量、高附加值产品；而超细电子级玻璃纤维也是柔性电路板、多层电路板等高端电子产品所必需的材料。在该项目立项之前，我国只能生产低端玻璃纤维产品，相关行业长期依赖国外先进技术和产品。

在科技部支持下，2007年由重庆市科委组织，重庆国际复合材料公司牵头，联合重庆大学、珠海富华复合材料公司等单位，共同承担了这一国家科技支撑计划项目。3年间，该项目实现关键技术突破11项，开发高端新产品9类，申请专利19项，制定7项国家和企业标准，建成5个示范生产基地。该项目实现了产业化生产，建成产能全球第一的年产3.6万吨的电子细纱池生产线，形成的产品以优异的性价比、稳定的质量，在替代进口产品的同时，达到全球高端PCB要求，并出口德、日、韩等国主流市场，全球市场份额已达12%—15%，产值超过30亿元。

验收专家认为，该项目的实施打通了“超细电子纱—薄型电子布—薄型覆铜板”产业链的关键核心技术，对企业的产品结构优化，玻璃纤维、电子布、薄型覆铜板产业调整和升级起到了重要作用，为我国实现由电子大国向电子强国目标迈进奠定了坚实基础，支撑了我国电子产业发展和升级。

（科技部）

朱鹮全基因组序列图谱绘制完成

西安交通大学和华大基因召开新闻发布会，宣布“朱鹮全基因组序列图谱绘制完成”。这是世界上完成的第四个鸟类基因组测序项目和全基因组序列图谱，对于挽救保护朱鹮和注释生命现象具有重要科学价值和战略意义。

朱鹮属于国家一级保护鸟类，是世界上最濒危的鸟类之一，在进化中拥有独特的地位，具有快速趋向灭绝的生命现象特征。1960年朱鹮列入“国际保护鸟”的名单中。目前，世界上仅有陕西洋县及其周边地区分布着近1000只朱鹮，但他们的自然繁殖能力还很低。朱鹮基因组序列图谱的完成为保护珍稀鸟类提供了重要理论依据，同时对寻找濒危物种相关的分子标记和对物种步入濒危期预警具有重大战略意义。

朱鹮全基因组序列图谱绘制项目采用目前最先进全基因组鸟枪法测序（WGS）策略，使用自主研发的SOAPdenovo软件进行拼接组装，朱鹮基因组大小约为 1.37Gb；拼接组装所获得的序列 Contig N50的长度为 22.2kb，Scaffold N50的长度超过5.09Mb。朱鹮基因组图谱是进行朱鹮基因组研究的基础，通过测序及相关研究掌握朱鹮基因组信息并探索与生物进化相关的重要基因，重点搭建数据库及分析平台是后续朱鹮功能基因组与生态学研究的科学保障。通过该研究可以从基因角度破解朱鹮繁殖能力低下、朱鹮幼鸟的高死亡率等问题，此外，还可以进行野生种群和培育种群基因筛选和遗传标记研究，从而实现朱鹮疾病预警和发掘健康培育新技术。同时，该成果还可以为注释动物灭绝这一生命现象、动植物遗传资源保护和开展珍稀动植物司法鉴定奠定基础。

朱鹮基因组计划由西安交通大学和华大基因共同主持，协作组成员单位有：陕西汉中国家朱鹮保护局、阳明大学、中国鸟类学会、中国科学院、兰州大学等，以及美国、日本、澳大利亚等国科学家。

（科技日报）

武汉大学发明电器设备开启不费电

电器设备开启时，会出现瞬时电流、电压猛增现象，不仅加大了电能损耗，而且造成电压不稳定，甚至烧坏电器。武汉大学电气工程学院教授李晓明发明的“零过渡过程动态无功补偿装置”，攻克了这一难题，不仅成为电器设备的保护神，还可以大幅降低电力损耗。

据介绍，电力在从电源到用户使用的过程中有大约1/3的损耗。而我国的电力损耗水平是世界平均水平的 3倍，“浪费”更为严重。

“零过渡过程动态无功补偿装置”可起到现有变压器的作用，而其灵敏的动态反应能力，可以让电器启动时的放电时间（从电流猛增到电流恢复正常的时间）缩短为20毫秒。

李晓明介绍，国家规定的放电时间为1～3分钟。减少放电时间，意味着省下了本来要损耗的电力。测算表明，缩短了 3000倍的放电时间，最多可节电40%。同时，“零过渡”可减少电压波动，保障电力供应安全。

2007年，受国家标准委员会的委托，武汉国想电力科技公司作为独家起草单位，专利发明人李晓明为起草人起草国家标准GB/T 25839-2010《零过渡过程低压动态无功功率补偿装置》。该标准的技术和性能要求明显高于现行的国家标准和行业标准，从技术上保证了用电功率因数可以远大于0.95。新的国家标准将从今年5月1日起正式实施。

该标准的实施将使我国低压无功补偿装置的整体技术水平、产品质量、技术性能和使用寿命有显著提高，从而整体提高我国电能利用效率、提高供用电系统的电压质量、降低企业产值能耗。

（科技网）

传统土壤作物管理能提高粮食产量

粮食安全是否只能寄希望于生物技术的进步？传统的土壤、作物管理能在多大程度上为保障粮食安全作出贡献？如何解决作物高产与资源高效难于协调的问题？中国农业大学资源与环境学院陈新平、崔振岭、张福锁等研究人员认为，与生物技术期待同等重要的土壤—作物体系综合管理，一样可以在保障粮食安全和资源环境安全方面发挥重要作用。

研究人员3月28日发表在《美国科学院院报》(PNAS)的研究论文《保障粮食安全的土壤—作物综合管理体系》指出，与农民习惯相比，高产栽培研究尽管大幅度提高了玉米产量，但氮肥用量与农民习惯相比几乎增加了3倍，氮素生产效率不高、损失严重；而土壤—作物系统综合管理在不增加氮肥用量的同时，将玉米产量从 6.8t/ha增加到13.0t/ha，增幅达91%，相应的氮肥生产效率从每公斤氮肥生产26公斤粮食增加到57公斤粮食，同时实现了作物高产与资源高效的目标。这为国际上农业科技创新提供了一个成功的案例。

“十一五”以来，张福锁领导的团队在973项目“主要粮食作物高产栽培与资源高效利用的基础研究”支持下，建立全国协作网，并与美国、德国科学家开展紧密合作，以期为解决国际上快速发展中国家粮食安全和资源环境安全的问题探索可行途径。

课题组从品种、密度和播期等措施上对玉米生产体系中进行重新设计，以最大限度利用光温资源，提高玉米产量；基于根层养分调控的原理，合理施肥满足高产群体的养分需求，避免不合理的施肥造成资源浪费和环境污染。近年来，研究人员还在东北、华北和西北等玉米产区开展了66个田间试验，并将研究结果与4548个农户调查数据、43个高产栽培研究相比较。

（科技日报）

世界首座全超导变电站在甘肃并网运行

由我国完全自主研制的世界首座超导变电站在甘肃省白银市正式投入电网运行。这个目前世界上唯一的配电级全超导变电站创造了多项世界和中国第一，标志着我国超导电力技术取得重大突破。

超导变电站位于白银市的国家高新技术产业开发区内，运行电压等级为10.5kV，集成了1MJ/0.5MVA高温超导储能系统、1.5kA三相高温超导限流器、630kVA高温超导变压器和75米长1.5kA三相交流高温超导电缆等多种新型超导电力装置，可大幅提高电网供电可靠性和安全性、改善电网供电质量，并有效降低系统损耗、减少占地面积。

据介绍，1MJ/0.5MVA超导储能系统是目前世界上并网运行的第一套高温超导储能系统，其核心部件高温超导磁体也是目前世界上最大的。该系统存储的是电磁能，响应速度极快，能够在短时输出大功率，在解决诸如新能源发电并网暂态稳定性和电能质量综合调控等方面的优越性十分明显。10.5kV/1.5kA三相高温超导限流器是我国第一台、世界第四台并网运行的高温超导限流器，在原理上具有重大创新。630kVA/10.5kV/0.4kV高温超导变压器是我国第一台、世界第二台并网运行的高温超导变压器，也是目前世界上最大的非晶合金变压器，具有重量轻、体积小、效率高、无火灾隐患以及无环境污染等优点，同时还有一定的限流作用。75米长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是研制时世界上最长的三相交流高温超导电缆，采用了分段设计、插接集成的设计和实施方案，为今后长距离高温超导电缆的研究开发奠定了技术基础。

中科院电工研究所所长肖立业表示，超导变电站的建成是近10年来我国在超导电力技术领域最新、最先进的研究开发成果的集中体现，在核心、关键技术上取得了一系列突破，获得了近70项完全自主知识产权。

（科技日报）

我国首款自主知识产权相变存储器芯片研制成功

记者近期从中国科学院上海微系统与信息技术研究所获悉，我国第一款具有自主知识产权的相变存储器（PCRAM）芯片研制成功，打破了存储器芯片生产技术长期被国外垄断的局面，产业化前景可观。

据专家介绍，相比于传统存储器利用电荷形式进行存储，相变存储器主要利用可逆相变材料晶态和非晶态的导电性差异实现存储，被称为是“操纵原子排列而实现存储”的新型存储器。

中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员、PCRAM研究项目负责人宋志棠表示，PCRAM相变存储器不仅综合了目前半导体存储器市场上主流的DRAM、SRAM和FLASH等存储器的优良特性，而且还具有微缩性能优越、非挥发性、循环寿命长、数据稳定性强、功耗低等诸多优势，被认为是下一代非挥发存储技术的最佳解决方案之一。

目前，英特尔、美光、三星等国际知名半导体公司均在PCRAM产业化进程中取得有效进展，其中美光有多款替代NOR FLASH的产品，三星已研制出最大容量为512Mb的PCRAM试验芯片，并投入量产，在手机存储卡中开始应用。

上海微系统与信息技术研究所已制成的 PCRAM试验芯片存储容量为8Mb，在8英寸硅片上的每一块存储芯片，存储单元成品率达 99%以上。经语音演示，已证实该芯片可实现读、写、擦的存储器全部功能。截至2010年底，该款PCRAM相变存储器已经获得50多项发明专利授权，150多项专利公开，相关专利分布涵盖从材料、结构工艺、设计到测试的芯片生产全部流程。专家表示，此款PCRAM芯片将可取代NOR FLASH等传统存储器，广泛应用于手机存储、射频识别等多种消费型电子产品中。

宋志棠介绍说，我国半导体存储器市场规模目前已接近1800亿元，但由于长期缺乏具有自主知识产权的制造技术，国内存储器生产成本极为高昂。“PCRAM相变存储器自主研制成功，使我国的存储器芯片生产真正摆脱国外的技术垄断。”他表示，该款PCRAM相变存储器预计将于今年年内投入量产，“我们计划在10年内，将中国的存储器自给率提高到60%。”

（新华网）

我国首款自主研发的移动数据中心推出

我国“十二五”重点关注的云计算建设领域取得重大应用创新突破。由浪潮集团自主研发的移动式数据中心产品——云海集装箱数据中心4月7日正式发布。该产品专门针对云计算的应用发展，突破了传统数据中心从选址建设、设备采购到部署安装的工程模式局限，提供的一种一体化交付模式的新型数据中心产品，其技术及应用水平居全球领先位置。这一自主创新成果将为我国物联网与云计算在基础设施建设层面跨越式发展提供有力支持。

云计算是第三次信息技术革命的核心，未来3～5年将成为全球角力的焦点。我国已明确在“十二五”期间，将云计算、物联网技术等新一代信息技术列入国家七大战略新兴产业。而数据中心作为云计算的基础平台，建立核心平台的技术优势，将不仅是我国抢占云计算时代全球话语权的保证，同时也是保障我国信息安全，实现自主可控的关键点。

据了解，传统数据中心一般是按照原有的通信机房的规格规划和建设，普遍存在着建设周期长难度大、资源利用率低能耗高等问题，尤其是伴随云计算、物联网的高速发展，传统的数据中心无法满足实际应用需求，已成为世界性难题。

浪潮集团此次发布的创新产品云海集装箱数据中心，打破了传统数据中心从选址、基建、设备采购到部署安装的建设与运维模式限制，以标准化、模块化、可移动、“即插即用”的一体化交付方式，为构建面向云计算的数据中心提供了全新选择。

特别是其灵活移动、即到即用的特性，可以将以往数据中心的建设周期从以年为单位缩短以周为单位，同时将能源效率从不足 40%提高到 80%以上，资源利用率从不足 20%提高到60%以上，综合指标居于业界领先地位，可充分适应云计算未来发展的应用需求。

浪潮集团是我国在信息化领域的骨干企业。2011年明确提出向云计算转型的业务战略，并提出成为云计算解决方案领先提供商的目标。该产品的问世是浪潮云计算战略的重要支撑，将与浪潮“大服务器、海量存储”和“云操作系统”共同构成浪潮云基础架构的三大支撑性产品。

另据了解，浪潮将于年内推出32路高端容错服务器、PB级海量存储设备和“云海操作系统”，届时，浪潮将全面完成在云计算基础架构层的产品布局，成为国内为数不多可与国际巨头比肩的民族IT企业，为我国提供完全自主的战略级装备。这对于我国抢占新一代信息技术的制高点，构建自主的云计算与物联网技术体系及相关标准，保障我国信息安全具有至关重要的战略意义。

此次发布的浪潮云海集装箱数据中心包括20英尺分体式和40英尺一体式两种标准形态。其中，20英尺产品占地面积15m2，最大重量20吨，可耐受-40～60℃极端环境，抗7级以上地震。该产品可容纳7680个计算核心，能够提供百万亿次计算能力，47个云海集装箱互联可达到世界性能最高的天河一号峰值能力；最大 6PB存储空间能够容纳300万部高清电影或者50万人口医疗视频资料，2个云海集装箱数据中心可存储美国国会图书馆的所有藏书。

（科技日报）

我国首次发布智能电视视频通讯标准

2011中国电子技术年会、2011中国（深圳）消费电子展4月8日～10日在深圳举行。中国电子视像行业协会在展会上发布了“智能电视视频通讯标准”。本次发布的标准包含两个部分，分别是《网络电视多媒体通信设备要求》和《网络电视多媒体通信功能要求》。中国电子视像行业协会副会长兼秘书长白为民表示，电视机消费者无疑是这批标准的最大受益者。对智能电视的发展将起到更好的促进作用。

据介绍，智能电视之间早已实现了视频通话功能，但此前只有相同品牌的智能电视之间才可实现该功能。标准起草者之一、长虹信息战略合作总监姜钧凯表示，在这批标准中，首次对网络电视设备、网络电视等相关概念进行了明确。标准中确定：网络电视设备，又叫互联网智能电视设备、互联电视设备，是指具有互联网功能的电视设备。网络电视是利用网络电视设备为用户提供互联网应用和服务的个性化、全方位服务的融合功能。包括内容封闭式管理的互联网电视功能、内容半开放管理的智能电视功能和内容全开放的电脑电视功能。又叫互联网智能电视、互联电视。

据了解，标准涉及的主要是网络电视产业中的网络电视通信设备和功能，就是通过网络电视设备，实现电视之间、电视与电脑之间以及更大范围的终端间进行音视频通话。值得注意的是，这里规定其功能范围是通过无线或有线的公共互联网为主要接入方式的家庭网络电视用户等提供的多媒体通信功能。

业内人士表示，这批标准将打破品牌等界限，统一概念、技术等的支撑，有利于电视用户通过宽带互联网进行互联互通，享受最高质量的互联网多媒体通信功能服务。

据介绍，目前该标准刚发布，预计今年五一之后主要品牌的智能电视之间就可实现该功能，另外绝大部分品牌的智能电视实现该功能仍需要一定过渡时间。

（科技日报）

我国科学家提出元素碳的一种新结构

最近，中科院研究生院教授苏刚及其博士生胜献雷等人基于密度泛函第一性原理研究，设计提出了元素碳的一种新结构，该结构被命名为T型碳（T-carbon）。相关研究结果近日发表在国际著名期刊《物理评论快报》上。

碳是地球上组成生命的最基本元素之一，可以形成sp3、sp2和 sp杂化化学键，具有很强的结合能力，可与其他元素结合成不计其数的无机和有机化合物，构成了丰富多彩的世界。在自然界，碳一般具有三种同素异形体：石墨、金刚石和无定形碳。

苏刚等人提出，如果将立方金刚石结构中每个原子用一个碳的正四面体来替代，将会形成碳的一种新型三维立方晶体结构。他们基于密度泛函的第一性原理研究，发现这种结构在几何、能量以及动力学上都是稳定的，并命名该同素异形体为T-carbon。研究表明，T-carbon具有与金刚石相同的空间群，是一种具有直接带隙的半导体，带隙在3eV左右，并可通过掺杂来调控带隙大小以适用于光催化；其价电子形成了各向异性的 sp3杂化键。T-carbon的维氏硬度为61.1GPa，与立方氮化硼的硬度相当，比金刚石的硬度小1/3左右，具有非常低的密度，仅为每立方厘米1.5克。与碳的其他同素异形体比较，T-carbon沿特定方向上的原子间距比较大，每个原子体积是金刚石的两倍多、石墨的1.5倍；其体弹性模量是金刚石的36%、石墨的57%；其原子间空隙较大，非常有利于做储能材料。由于上述独特的性能，T-carbon一旦实验上被获得，将会在光催化、吸附、储氢、航空航天材料等领域有潜在的广泛应用。进一步的研究显示，T-carbon也有可能在宇宙星际尘埃或太阳系外行星中被观察到。

该项工作得到了国家自然科学基金委和中科院的支持。

（科技网）

我国成功制造出世界最大潜水泵

记者从合肥工业大学获悉，近期，由合肥工业大学、三益江海泵业公司合作，目前世界上最大的4000千瓦潜水泵制造成功。此举结束了国内企业大型潜水泵长期依靠外协、外购配套的历史，可在矿山抢险救灾中发挥巨大作用。

矿山水灾一直是制约我国资源开采的瓶颈之一，而大型潜水电泵是矿井水灾抢险的唯一有效设备。潜水泵与传统水泵相比，在快速、节能、环保等方面具有明显优势，是传统泵的理想替代产品。但由于绝缘、散热等技术制约，我国潜水泵在大型化、高效率、大功率等方面与国外有明显差距。

合肥工业大学将电机技术领域的最新理论与三益江海泵业30余年潜水电泵制造技术经验相结合，瞄准国内外大型潜水设备技术前沿，提出干潜两用自适应技术理论及解决措施，采用新材料新工艺消除冲击热应力，大幅提高推力轴承寿命和承载能力。通过集成创新，取得了10kV潜水排水装备直接下矿井运行等一系列创新成果。在此基础上，又开发出高电压大电流防水隔爆引接装置，并在国内外首家取得煤矿爆炸气体环境下可安全使用的重型矿用潜水泵EXDI级隔爆证和煤矿安全MA证，进而成功研制出具有我国自主知识产权的大型潜水电泵技术。“潜水泵大型化关键技术设备研制及产业化项目”还荣获 2010年安徽省科技进步一等奖。

有关专家指出，随着大型潜水泵在矿山领域的投入使用，将解决矿产行业正常工况和水淹工况排水不能兼顾的难题，能有效满足正常开采、高效排水以及突水时能抢险救灾、紧急排水的需要，具有巨大的经济和社会效益。

（科技日报）

我国投产全球最大技术最先进的油压机

记者从洛阳中信重工机械股份有限公司采访了解到，全球最大、技术最先进的18500吨自由锻造油压机和750吨／米锻造操作机，已经完成安装调试，并于近期成功试生产，这是我国高端装备制造产业发展的又一重要成果。

据介绍，18500吨自由锻造油压机，被誉为世界自由锻造王国的一顶“皇冠”，与配备的夹持力矩达每米750吨的锻造操作机，形成高度自动化的锻造装备平台。这是中信重工实施的产业升级“新重机”工程的核心装备，整个工程总投资39亿元，历时4年。这套核心装备目前是全球唯一、世界最大、技术最先进。

据中信重工负责人介绍，这一工程使中信重工达到一次性提供精炼钢水900吨、铸钢件600吨、钢锭600吨、锻件400吨的能力，成为全球稀有制造资源，为我国重机行业构建了一个包括冶炼、铸锻、热处理、机加工在内的全新的高端重型装备制造工艺体系，形成了国内外不可替代的核心制造优势，有效带动了企业新一轮产品结构的调整。

（新华网）

燃煤电厂烟气净化关键技术实现国产化

由中电投远达环保工程有限公司牵头，联合重庆大学等单位承担的国家科技支撑计划“燃煤电厂烟气脱硫脱硝脱汞关键技术研究与工程示范”项目，近期通过了结题验收。专家认为，该项目开发出的具有自主知识产权的燃煤电厂双相整流烟气脱硫、两级式烟气脱硝、烟气脱汞关键技术与装备，打破了国外对燃煤烟气净化先进技术的垄断。

长期以来，我国燃煤电厂环保技术大多依赖国外技术。为提高燃煤电厂环保技术的国产化水平和产业化能力，该项目于2007年12月启动，总投资9550万元，分别开展了对燃煤烟气脱硫、脱硝、脱汞关键技术与装备的开发及相关技术集成、工艺优化等方面的研究工作，重点解决了燃煤烟气二氧化硫、氮氧化物和汞污染等问题。项目先后获得专利71项，其中发明专利39项，主持和参与编制国家、行业、企业标准共10项。当前，项目已建成国内规模最大的“原烟气综合实验基地”——重庆合川双槐电厂烟气净化综合实验基地，以及国内首台万吨级碳捕集中试装置和年产能1万立方米的脱硝催化剂制造厂项目。

该项目对降低工程建设和运行成本、提高行业技术水平和国际竞争力具有重要意义。据统计，该项目已为承担单位实现产值3.4亿元，节省工程造价1800万元，每年减少运行维护费1000万元，每年可减排二氧化硫7万吨，减少氮氧化物排放5万吨。项目技术进一步推广后，每年可实现产值16亿元，利润近1亿元，减排二氧化硫30万吨、氮氧化物28万吨。与现有技术相比，每年可节约建设成本2亿元，节约运行电耗1.5亿度。

（科技网）

我国首台水泥回转炉窑富氧助燃节能装置投入运行

由山东烟台华盛燃烧设备工程有限公司研制生产的我国首台水泥回转炉窑富氧助燃节能装置，4月1日在烟台海洋水泥有限公司正式投入运行。测试表明，在不增加燃料的前提下使炉窑火焰温度提高180℃，节能效果显著。

空气中只有20.9%的氧气参与燃烧，燃料在燃烧时因缺氧会导致设备热效率低下，造成极大的能源浪费。煤炭（包括油品、天然气）在26%氧浓度时燃烧最完全，燃烧速度最快，燃烧温度最高，热辐量最大。而富氧助燃是一种新兴的燃烧技术，被称为燃烧领域的二次革命。据膜法制氧富氧助燃节能装置的研制者、烟台华盛燃烧设备工程有限公司董事长姜政华介绍，富氧助燃的燃烧机理是高分子膜在压力差的作用下使空气中的氧气优先通过，送入燃烧设备中，从而提高工业炉窑内氧气含量，大幅度提高工业炉窑燃烧效率，使燃料在富氧燃烧中极大地转化成热能。今天投入运行的富氧助燃节能装置采用了世界最先进的膜法制氧技术，流量达2700立方米/时，制氧浓度可达30%以上。该装置为国家发明专利产品，填补了该领域的国内空白，节能率达10%～20%。

该节能装置采用了自洁式电脑控制空气过滤技术，以确保膜组件使用寿命达10年以上。同时，大型集成化膜组件的应用，改变了小型膜组件堆砌、不能大型化的瓶颈。专家称，这项新技术的应用对促进我国节能减排具有重大现实意义，对推进我国工业炉窑节能改造具有重要示范作用。

（科技日报）

我国科学家自主开辟微生物油脂新领域

由中科院合肥物质科学研究院和武汉烯王生物工程有限公司共同承担的“花生四烯酸资源开发及产业化”研究达到国际领先水平。这是4月2日由来自全国生物化工行业的多位院士、专家组成的鉴定委员会在武汉考察鉴定后给出的评价。

中科院合肥物质科学研究院研究员余增亮早在20多年前预测到微生物源花生四烯酸（AA）对解决国家AA资源的重要意义，率先提出了低能离子束微生物诱变的新思路，创建了离子束M.alpina细胞修饰技术，结合代谢途径分析，突破了该领域技术瓶颈，获得了居国际领先水平的AA油脂单细胞合成技术。烯王公司董事长易德炜先生以其企业家的敏锐眼光，涉足这一生物技术未来高技术产品的开发，从顶层设计了产业化路线。科学家和企业家的有机结合，带领团队突破了技术工程化和产品国际化的难题。

AA是人体必需脂肪酸，目前近百个国家将其列入营养强化剂国家标准。过去，除了母乳，AA主要从某些动物内脏提取。上世纪90年代初，为了解决AA资源，在国家自然科学基金及中科院项目等连续支持下，科研人员历经10年的攻关研究，获得高产菌株并创建了发酵和分离提取技术。到1999年AA得率从出发菌的2.06g/L提高到5.11g/L，处于国际最高水平，具备商业化开发前景。在国家攻关项目、国家级火炬计划，湖北省科技攻关计划，以及科技部中小企业创新基金等的大力支持下，高产菌株和发酵技术参股组建了武汉烯王生物工程有限公司，促进了AA资源开发和产业化的快速发展。

与会的鉴定委员会专家们经过评议，一致认为：AA资源开发和产业化是近年来我国生物技术产业化的典范。成果具有原创性和前瞻性，总体达国际领先水平。

（科技日报）

我国掌握200米水下焊接及深海潜器焊接技术

记者近期在山东省科学院海洋仪器仪表研究所采访时了解到，海洋焊接关键技术已取得重大突破。该成果不仅填补了我国200米水下焊接以及深海潜器焊接技术的空白，并打破了国外技术的长期垄断，将为我国海洋工程、石油开发、深海潜器制造等提供强有力的技术支撑。

海洋焊接关键技术涵盖了水下湿法焊接切割技术以及大厚板钛合金焊接技术。据山东省科学院副院长王军成介绍，上述技术在世界上只有极少数国家掌握，目前我国海洋焊接材料及设备落后，而且全部依赖国外进口，在关键技术上受到严重制约。

王军成表示，为解决海洋焊接技术难题，山东省科学院海洋仪器仪表研究所承担了“十一五”国家“863”重点项目、国家国际合作重点项目——“海洋焊接关键技术研究”。在引进、吸收国际先进技术的基础上，形成了自主知识产权。据介绍，这项海洋湿法焊接技术已达到国际先进水平，将大大提高我国在海洋领域的开发深度。

随着海洋工程技术和海洋资源开发向深海发展，我国迫切需要实现国内海洋焊接材料及设备的规模化生产。当前，山东省科学院海洋仪器仪表研究所正在筹建我国第一个海洋焊接成套技术装备产业化基地。该基地将全面涵盖新型海洋焊接材料、新型海洋焊接设备及新型海洋焊接技术服务。项目投产后将形成焊接材料、焊接设备和服务规模化生产能力，年产水下专用药芯焊丝500吨，水下专用焊条400吨，水下湿法切割割条400吨，水下焊接切割专用辅助设备500套，钛合金自动焊接设备10套，基本可以满足当前我国海洋资源开发的技术需要，并可为我国核电、港口、桥梁、船舶、军事等方面提供有力的技术支撑和技术保障。

（科技日报）

我国首座500千伏兰溪变光伏发电突破5000千瓦时

500千伏兰溪变是国家电网首座500千伏智能变电站。截至4月11日零点，该站屋顶光伏电站发电量已突破5000千瓦时，达到5042千瓦时，为变电站稳定运行添加了绿色动力。

500千伏兰溪变位于浙江金华兰溪市黄店镇三峰殿口村，占地99.7亩。2010年，国家电网公司以建设坚强智能电网为目标，以“统一规划、统一标准、统一建设”为基本原则，本着“安全务实、创新尝试、分步实施”的思路，对该站进行了智能化升级改造。

屋顶光伏发电站建设是该站智能化升级改造的内容之一。光伏发电站安装在主控室屋顶，面积约有200平方米，安装容量20.8千瓦，预计年发电2万千瓦时。

光伏发电系统引进太阳能板和屋顶光伏发电技术，主要由太阳能电池板、逆变器、太阳能直流配电箱、太阳能稳压控制器、环境监测系统、数据采集器、防逆流装置等组成。

该系统在白天有日照时，利用太阳能电池的光伏效应，将太阳能辐射能量直接转换成直流电能，再通过逆变器转换成交流电能。“系统正常时，并入所用电运行，紧急情况时可对直流系统进行充电，实现了电源系统应急备用功能。同时，配合LED照明、低功耗金卤灯的使用，实现了全站的绿色照明。”该站负责人介绍。

屋顶光伏发电系统充分利用了低碳环保的太阳能绿色能源，不仅具有不需要占用昂贵的土地、降低施工成本以及在站内发电避免或减少输配电损失等多种优点，而且还不会造成温室气体排放，具有良好的环境效益。

该系统的稳定运行，进一步提高了站内照明系统乃至整个站级辅助系统电源的供电可靠性、可用性。同时，该系统在国家电网首座500千伏智能变电站的尝试，传递了一种节能、环保、绿色的建设理念，为今后太阳能光伏发电在智能电网内的进一步推广应用提供了良好示范。

（科技日报）

在“不能停的线路”上实现不停电作业

世界首次±660千伏直流输电线路带电作业，近期在位于北京北郊的国家电网公司特高压直流试验基地获得成功，意味着这一全新电压等级输电线路在今后运行中可以不断电进行测试、检查和维修，对确保电网安全及可靠稳定运行具有重要意义。

据悉，±660千伏是一个全新的电压等级，目前世界范围内该电压等级的唯一实践是2月28日新近投运的宁东—山东±660千伏直流输电线路，其输送容量为400万千瓦，约占经济大省山东省全部用电负荷的 1／9，被称为“不能停的线路”。因其唯一，线路的带电作业就没有任何先例可寻，必须面临一系列全新的技术挑战。

记者今天下午在现场看到，由国网中国电科院和山东电力集团超高压公司合作开展的此次开创性作业，前后历经近两个小时，在离地 30多米高的±660千伏直流超高压电线上，身穿屏蔽服的技术人员成功完成了进出等电位、等电位导线修补、等电位间隔棒更换等操作项目。帮助他们就位的牵引、定位用绳索，是一种绝缘性、强度、耐烧蚀性都极强的特制蚕丝绳；而带电作业安全防护服装是一种面料中含有金属丝的米灰色屏蔽服，外观颇像“简化版太空服”，它能够有效屏蔽直流电场、旁路暂态电流，阻隔离子流，代替电位转移棒等。

此次带电作业试验首个进电场的技术人员王进在接受记者采访时表示，穿上这样的屏蔽服进入电场的一刹那，身体会有少许针刺感，但不会产生任何损伤。他介绍，此次作业的每一步骤，都有严密细致的技术支持，因此不仅有力保障了操作者的人身安全，其结果更有利于形成操作规范，应用于今后±660千伏直流输电线路的带电作业中。

（科技日报）

我国成功研发基于图像处理技术的汽车安全系统

一辆快速行驶的汽车在变道超车的过程中，突然失控撞向旁边一辆正常行驶的车辆，一场重大交通事故看似不可避免。千钧一发之际，失控车辆突然神奇地将车头一转，与即将相撞的车辆擦身而过……

驾驶员能如此临危不乱果断处置，主要是得益于南京理工大学计算机科学与技术学院研发的“基于视觉资讯处理的车辆主动安全核心技术”。4月 19日，记者在南理工亲眼目睹了科研人员演示该技术的神奇之处。

目前，每年世界范围内的公路交通事故中大约有 1000万人受伤，40万人死亡，造成的直接经济损失约占世界GDP的13%。美国联邦公路局的一份评估报告显示，美国所有致命的交通事故中44%跟车道偏离有关。另外，汽车后视镜普遍有视野宽度不足，存在盲区的问题，据统计，由于后视镜盲区造成的交通事故在我国约占30%，且70%高速公路变换车道发生的交通事故是由于盲区引起的。

据南理工计算机学院院长唐振民教授介绍，2009年 6月，该校开始与香港生产力促进局合作开展ACAS与ILAS两个汽车安全系统项目的研发工作，今年2月完成了相关技术产品的测试。所谓 ACAS，即“开发先进汽车防撞系统”。主要是在汽车周边安装摄像头和毫米波雷达两类传感器，在行驶过程中同时对汽车的前方障碍物进行检测，在汽车与障碍物具有发生碰撞危险的情况下进行报警，以便让驾驶员采取相应的措施，避免追尾碰撞和侧刮等交通事故的发生。而ILAS则是“行车道检测及切线辅助系统”。主要通过视觉传感器获取车外环境信息，特别是车前大约80度视角区域及车两侧后视大约60度视角区域，针对汽车行驶过程中可能出现的车辆偏离行车道的危险以及变道时盲区车辆接近的碰撞危险进行及时预警，从而保障驾驶员的安全。

（科技日报）

德国光纤传输速度创造10.2Terabit/秒新世界纪录

德国弗朗霍夫学会海因里希-赫兹研究所与丹麦技术大学研究人员合作，在长度为29公里的单一玻璃光纤线路上创造了每秒10.2Terabit（太比特）的光纤传输速率新世界纪录，其每秒传输的数据量相当于240张DVD光盘。在此之前的世界纪录是由该研究所创造的每秒2.56Terabit。该研究成果已在2011年3月美国洛杉矶举办的2011年光纤通讯大会（OFC2011）上进行了展示。

在信息通讯时代，光纤网络是构建现代化、高容量数据通讯系统的基础。尽管遭遇了经济危机，网络通讯流量仍保持了每年50%以上的增长速度。在未来要实现更先进的网络服务和高清视频传输，必须进一步扩大光纤网络线路容量。弗朗霍夫学会海因里希-赫兹研究所的该项研究工作受到了德国联邦教研部《光学技术》框架计划的资助支持。

（科技网）

新材料可滤掉水中放射性碘

据美国物理学家组织网4月14日（北京时间）报道，美国北卡罗来纳州大学的研究人员日前发现，一种由林业副产品和甲壳类动物外壳组成的复合物或能帮助我们从水中滤掉放射性污染物。

负责该项研究的北卡罗来纳州大学生物材料学副教授乔尔·帕夫拉克说，正如我们目前在日本所看到的，由核电事故引发的众多灾害中，放射性碘化物对饮用水水体的污染是其中的一大问题。由于放射性碘化学性质与非放射性碘化物相同，人体无法通过感官进行区分，而这种物质一旦进入人体就会在甲状腺中形成沉积，如果不及时采取措施便有可能引发癌症。

研究人员称，这种新材料是一种半纤维素的复合物，外形如同塑料泡沫一般，主要由林业副产品和壳聚糖组成，外部涂有一层木质纤维。该材料在水中能与放射性碘相结合并将其捕获，在使用时只需将其浸入需要净化的水中即可，不需要电力和专门的装置。此外，帕夫拉克和他的同事还发现，该材料也能清除淡水或海水中的砷等重金属物质。

帕夫拉克说，在发生自然灾害等紧急事件时，供电一般都会出现紧张，复杂的大型电力净化装置一般都难以派上用场，此时这种新材料的优势便会体现出来。该材料应用起来也较为方便灵活：小尺度应用中，可将这种材料像茶包一样浸入杯中实现净水；在大规模净化中，则可以将其制成大型过滤装置，让需要净化的水从其中通过即可。

（科技日报）

美国制造出超小型单电子晶体管

由美国匹兹堡大学领导的一个研究小组近期宣布，他们制造出了一种核心组件直径只有 1.5纳米的超小型单电子晶体管。该装置是制造下一代低功耗、高密度超大规模集成电路理想的基本器件，具有极为广泛的应用价值。相关论文发表在最新一期《自然·纳米技术》杂志上。

单电子晶体管是用一个或几个电子就能记录信号的晶体管，其尺度都处于纳米级别。随着集成电路技术的发展，电子元件的尺寸越来越小，由单电子晶体管组成的电路日益受到研究人员的青睐，其高灵敏度的特性和独特的电气性能使其成为未来随机存储器和高速处理器制造材料的有力竞争者。

据研究人员介绍，这种新型单电子晶体管的核心组件是一个直径只有1.5纳米的库伦岛，另外还有一两个电子负责对信号进行记录。负责该项研究的匹兹堡大学文理学院物理学和天文学教授杰里米·利维称，该晶体管未来可用于研制具有超密存储功能的量子处理器。这种处理器将能轻松应对那些让目前全世界所有的计算机同时工作数年也计算不完的复杂问题。同时因其中央的库伦岛可以被当作人工原子，该晶体管还可用来制造自然界原本并不存在的新型超导材料。

利维和其同事将这种超小型单电子晶体管命名为“SketchSET”。原因在于这项技术受到了一种名为蚀刻素描画板（Etch A Sketch）的启发，这种晶体管的制造原理也与其类似。在实验中，通过原子力显微镜，研究人员用一种极为尖锐的电导探针就能在钛酸锶晶体界面上用 1.2纳米厚的一层铝酸镧“蚀刻”出所需的晶体管。

据介绍，SketchSET是第一个完全由氧化物制成的单电子晶体管，并且其库伦岛内能容纳两个电子。经过库伦岛的电子数量可以是 0、1或 2，而不同数量的电子将决定其具有怎样的导电性能。

利维表示，这种单电子晶体管对电荷极为敏感，且所使用的氧化物材料具有铁电效应，该晶体管还可制成固态存储器，即便没有外部电源，该晶体管存储器也不会丢失此前存储的信息。此外，这种晶体管对压力变化也极为敏感，根据这一特性可用其来制成纳米尺度的高灵敏度压力传感设备。

（科技日报）

巴西用植物废料生产超级塑料

据巴西圣保罗科研基金会报道，圣保罗州立大学农艺学系教授阿尔西德·洛佩斯·莱昂主持的一项研究项目，从植物废料中提取纤维制造出新一代超级塑料，这种塑料较传统的聚乙烯具有重量轻、强度高、符合生态要求等特点。

从上世纪90年代起，该科研小组就开始从植物废物中提取原料，包括菠萝、香蕉、椰子、剑麻以及木头等废料中的天然纤维素，在厘米与毫米级别上进行实验。最近两年来，他们进行了纳米级实验，发现这种纤维具有与碳纤维和玻璃纤维相似的强度，可以提取出来作为原料生产塑料。其产品与传统的以石油和天然气为原料生产的塑料相比，具有强度和持久性方面的优势，是一种全新的产品。

阿尔西德·洛佩斯教授说：“这种纳米级纤维的机械特性大大增强。用这种纤维制造的产品比传统产品轻30倍，强度增加3到4倍。”该科研小组在巴西Braskem化工公司进行的实验表明，向该公司生产的聚丙烯中添加 2%的纳米纤维，聚丙烯的强度增加了50%以上。在汽车的保险杠、控制盘、齿轮箱等部件的塑料注塑实验中，加上0.2%到1.2%的纳米纤维，这些部件均显示出比目前市场上的部件更大的强度和更轻的重量。

（科技网）

新型石墨烯材料薄如纸硬如钢

据美国物理学家组织网4月21日报道，澳大利亚悉尼科技大学的科学家近期宣布，他们开发出了一种厚度和纸相当、强度比钢还高的石墨烯复合材料，这种纳米结构的石墨烯材料复验性测试结果良好，有望在汽车制造、航空工业、电子以及光学等领域引发革命性变革。相关论文发表在最新一期《应用物理学》杂志上。

由悉尼科技大学王国秀（音）教授带领的这个研究小组，通过合成法和热加工法对石墨进行提纯和过滤，进而将其制成像纸一样薄的薄片。这种石墨烯纸（GP）在微观上呈单层六角形碳素晶格结构，具有独特的热学、电学和机械性能。对比实验显示，与普通钢材相比，石墨烯纸在重量上要轻6倍，密度上小5到6倍，强度上大2倍，抗拉强度大10倍，抗弯刚度大13倍。

负责该项研究的阿里·利萨·兰迪巴托契说，此前还没有人用类似的方法制造出有如此性能的石墨烯纸，这种材料与钢相比不但更轻、更强、更灵活，而且还可回收和循环使用，是一种环境友好型产品，有望在汽车制造和航空工业领域首先获得应用。与传统的钢材和铝材相比，用新材料制成的汽车和飞机不但会更加省油，产生的排放也会更少，同时其运行成本也会更加低廉。

据了解，目前不少飞机和汽车制造商已经开始用碳纤维材料取代金属材料。空客A350碳纤维复合材料用量已占总重量的40%；波音787机翼和机身上使用的碳纤维复合材料超过50%。采用这种材料的客机油耗少，减排效果显著，维护方便，能够给航空公司节省燃料和维护费用，出现后立即引起了世界各国的关注。被喻为“公路上的 F1”的梅赛德斯奔驰SLR迈凯轮跑车也采用了高强度碳复合材料，其最高时速可达334公里/小时，100公里内的加速仅需3.8秒。与碳纤维复合材料相比，石墨烯纸的性能无疑更为出色。

兰迪巴托契说，10年来越来越多的金属材料已经被碳基材料取代。以澳大利亚为例，在其采矿业、材料加工和制造业中，碳基材料的应用正日渐广泛。而澳大利亚具有丰富的石墨资源，为石墨烯材料的大规模生产和开发提供了便利。

（科技日报）

增强拉曼散射传感器灵敏度提高10亿倍

据美国物理学家组织网3月22日（北京时间）报道，美国科学家研制出一种超灵敏传感器，可使用其增强的拉曼散射来探测包括癌症信号、炸药等物质，其灵敏度比普通拉曼散射传感器增强了10亿倍。

拉曼散射是指光通过介质时由于入射光与分子运动相互作用而引起光的频率变化，1928年由印度物理学家钱德拉塞卡拉·拉曼发现。在拉曼散射中，一束单色光照射到一个物体后，其反射光会包含另外两种频率的光，这两种光的频率仅与该物体的分子组成相关，这就潜在地提供了一种有效识别物质的方法。但由于这种额外的光太微弱，科学家几十年来很难将拉曼散射付诸于实践。

上世纪 70年代，科学家研制出表面增强拉曼散射（SERS）技术，可以通过将所鉴别物质放在粗糙的金属表面或金、银小粒子之上来增强拉曼信号。科学家随后发现，这种增强的拉曼信号仅出现在传感器表面的几个随机点上，很难预测其具体位置，仍然非常微弱。

普林斯顿大学电子工程系教授斯蒂芬·周领导的团队摒弃了以往设计和制造拉曼传感器的方法，研发出一种全新的SERS结构：一块芯片上布满一行行由金属和半导体组成的小柱子。

新传感器获胜的“秘密武器”就是这些小柱子的排列方式：每个柱子上部和底部各有一个由金属制成的中空部分；柱壁上布满直径约为20纳米的金属粒子（等离子体纳米点），金属粒子之间有2纳米左右的空隙。金属粒子和空隙能显著增强拉曼信号；中空部分能捕捉光信号，让光多次而不是仅一次地通过等离子体纳米点，从而也能增强拉曼信号。迄今为止，该芯片的灵敏度比不经过拉曼增强而研制出的传感器高10亿倍，而且其灵敏度非常稳定，能可靠地应用于感应设备中。

除灵敏度大增之外，借助纳米压印技术和纳米粒子自组装技术，新芯片能实现高质量、规模化制造，研究人员已经在4英尺的晶片上制造出这些传感器。

美国海军研究实验室的科学家也在进行相关实验，希望军队也能使用该技术探测化学物质、生物试剂和炸药。

（科技网）

美国大学运用云计算技术讲授进化遗传学

美国纽约州立大学布法罗分校的教师开发了基于云计算的计算机创新教育平台，在2010-2011的新学年中已经开始试用，使学生能够在全新的水平上学习了解进化遗传学。

该平台开发得到了自然科学基金会25万美金的项目资助，项目名称是“数码时代的进化遗传学学习工具开发”。相比以往的一些遗传学学习工具，该平台提供了可视化、立体的展示结果而取代了以往的线性图形，让学生直观的了解数字背后的含义，从而更能激发学生的学习兴趣。项目团队成员 Ramamurthy表示，现在的学生是在 MP3、无线电话、社交网络等包围下的互联网时代长大，新的教育工具有助于发掘学生的科研兴趣。

目前老师和学生对这套平台的使用，反响都非常热烈。对于老师而言，该平台使他们对进化遗传学的复杂问题解释起来更简单；而对于学生来说，这个工具就像一个视频游戏，学习兴趣高涨。

在自然科学基金会的资助下，该项目还会继续开发新的版本。

（科技部）

新成像技术曝光组织分子结构

据美国物理学家组织网3月20日报道，最近，威斯康星大学和伊利诺斯大学共同研制出一种新型同步加速成像设备，利用比太阳光要强100万倍的激光，以前所未有的高速和高分辨率直接拍摄到材料组织的分子结构。该研究发表在《自然·方法学》网站上。

该设备名为“红外环境成像”（IRENI）仪，在美国国家科学基金会主要研究仪器项目的支持下，耗时3年建成，成为威斯康星—麦迪逊同步加速辐射中心的国家级设备。研究小组使用了多重同步加速光束而不是一束来照亮最先进的照相机，拍摄了从几分钟到几个小时的样本图像。将图像放大4倍后，生成的高分辨率样本图像即使在光学显微镜下检验也毫不模糊和褪色。

借助同步加速器的强大功能，IRENI拥有了多功能光源的优势，高速电子流无间断地涵盖整个电磁波谱范围，能获得任何波长的最佳吸收光谱图像。比如在肉眼不可见的中红外光范围，研究小组使用12束同步加速光源，生成了数千个重要分子的吸收光谱图像，记录下它们的生化“指纹”。新“指纹”极大提高了图像的细节质量，像素化程度比传统的红外图要低100倍。

IRENI技术在医学诊断方面具有很大潜力。威斯康星大学密尔沃基分校（UWM）研究小组领导、物理学家卡罗·赫斯玛格介绍说：“IRENI能显示组织样本的分子构成，看到功能组群中蛋白质、碳水化合物和脂质等物质的分布，同时获得结构和化学组成方面的详细情况。”他们在测试IRENI诊断癌症和其他疾病能力的实验中发现，IRENI能清晰地探测到乳腺和前列腺组织样本中上皮细胞的分布特征。基质膜将细胞分为上皮细胞和基质细胞两层，早期癌症集中在上皮细胞，一旦基质膜被破坏，恶性细胞就会从上皮细胞扩展到基质细胞，使癌症转移。

论文合著者、伊利诺斯大学厄本那—香槟分校迈克尔·沃尔什说，IRENI为研究生物组织研究提供了新视野，让我们能监控新陈代谢和干细胞分化等多种细胞过程，也为开发下一代红外成像设备提供了经验。新技术还能广泛用于制药分析、艺术品保存、法医鉴定、生物燃料和先进材料如富勒烯等方面。

（科技网）

神经药物首次突破血脑屏障

据英国广播公司（BBC）3月21日（北京时间）报道，将药物递送入大脑细胞内一直是医生治疗脑神经疾病时面临的重大挑战。最近，英国科学家研发出了一种能将药物直接递送入大脑细胞内的方法，攻克了治疗阿尔茨海默病、帕金森病和肌肉萎缩症的重大障碍。研究发表在《自然·生物技术》杂志上。

目前，治疗脑神经疾病面临的挑战之一是找到让药物突破血脑屏障的方法。血脑屏障是介于血液和脑组织之间的屏障结构，其对血液中的物质进入大脑具有选择性通透的作用，能在阻止细菌的同时让氧气进入大脑，以保障脑内环境的稳定。然而，血脑屏障也将药物阻挡在外，成为科学家治疗脑神经疾病时的障碍。在最新研究中，牛津大学的科学家使用实验鼠体内的运载蛋白——外来体将药物直接递送到了实验鼠的大脑细胞内，突破了这道屏障。外来体是一种可由多种细胞分泌的纳米膜性小囊泡，它犹如体内小小的穿梭巴士，能在细胞之间来回运送物质。

科学家收集了从实验鼠的树枝状细胞（免疫系统的一部分，可以产生大量外来体）内提取出来的外来体，然后，让其同从实验鼠的病毒（会依附于大脑内的乙酰胆碱受体上）中提取出来的蛋白质靶结合在一起，随后，他们将一段遗传代码siRNA填入外来体，再将外来体重新注入实验鼠体内。siRNA被递送到了大脑细胞内并关闭了一种同阿尔茨海默病有关的基因BACE1，结果显示，BACE1基因的活动能力降低了60%。

研究主要负责人马修·伍德表示，这是科学家首次使用天然系统向大脑内递送药物。这种方法经过修正后也可用来治疗其他身体组织疾病，比如让外来体进入肌肉中。

研究人员打算用这种方法对罹患阿尔茨海默病的老鼠进行实验以观察疗效，并希望5年内在人体身上进行同样的实验。

英国阿尔茨海默病协会的研究主管苏珊娜·索伦森表示，这项研究“令人兴奋”，将有助于科学家研发出治疗阿尔茨海默病的新疗法。该协会首席研究员西蒙·雷德利也表示，该方法能设计出突破血脑屏障的药物，但还处于实验初期阶段，想造福人类，需要很长时间和进一步的实验。

（科技网）

英国开发出非侵入式血管成像术

据美国物理学家组织网近期报道，一个由英国伦敦大学国王学院和兰索斯医疗成像公司的研究人员组成的团队，共同开发出了一种非侵入式医疗成像技术。该技术可确定患者动脉斑块位置，为包括心脏病和中风在内的心血管类疾病的诊治提供了便利。相关研究发表在最新一期的《自然·医学》杂志上。

目前临床上普遍采用的侵入式检查方法都不能获得动脉壁的清晰影像（例如X射线检查），也无法发现动脉壁破损风险（例如血管内超声检查）。而新研究借助一种被称为弹性蛋白磁性共振造影剂(ESMA)的药剂，可通过非侵入式方法在心血管病患者出现症状前发现患病风险。

这项由英国心脏基金会资助的研究历时两年，已在小鼠动脉斑块检测上获得了成功。成像原理是利用非侵入式、无辐射的核磁共振成像（MRI）来使动脉壁上丰富的弹性蛋白成像。其步骤是：首先将造影剂通过静脉输入血管，然后再通过核磁共振对血管网络进行成像，整个过程无需侵入式检测，也不必接触任何有害辐射。由于在动脉斑块周围的弹性蛋白会有显著的增生现象，因此通过ESMA技术，这些位于动脉壁上的病变将无处遁形。

负责该项研究的英国伦敦大学国王学院教授雷内·波特纳说，这项研究极具潜力，相信它很快就能走出实验室在临床上获得应用。虽然这期间还有不少工作需要完成，但这项技术将为患者在 X射线检查以及其他侵入式检查方式之外提供一种新的选择，在一定程度上也为患者减少了风险。在ESMA检查之外，如能结合病史以及吸烟、高胆固醇等危险因素的评估，医生将能为心血管病患者的病情作出更为准确的诊断，从而让心脏病和中风在出现症状之前就被发现。同时它还将为其他心血管疾病的治疗提供便利。

（科技网）