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观点

2012-04-29

环球飞行 2012年6期
关键词:研究

美国DARPA十亿像素级别照相测试

美国国防预先研究计划局(DARPA)一直在进行先进宽视场(FOV)图像重建和开发架构(AWARE)项目的研发工作。日前,DARPA在位于华盛顿的海军研究实验室成功利用该照相机拍摄出了分辨率为14亿像素和9.6亿像素的照片。这台十亿像素级别照相机是100到150台小型照相机的集合体,这些小型照相机都安装有球状镜头。相比传统的宽视场镜头系统 ,这些小型照相机的本地像差修正和聚焦能力能够以更小的系统容量和更低的失真率来拍摄极高分辨率的照片。DARPA的下一步计划是拍摄出100亿到500亿像素分辨率的照片,这种分辨率要远高于人眼所能识别的分辨率。与超级计算机的并行处理器功能相类似,AWARE照相机的设计方案利用并行多尺度微型照相机来形成宽视场全景图像。 AWARE项目正在开发成像方面的新的方法和更加先进的能力,以此为一系列国防安全内的任务提供保障。(高)

美加快“网战”战备步伐

布置阿富汗的部队还没撤出来,美国安全问题专家又把战争的目光瞄向下了一个目标,虚拟世界。美著名智库战略与国际问题中心(CSIS)主任何慕礼认为,网络问题已不再是网络恐怖主义和间谍获取情报的问题,而是一种战争的概念,这种战争不同于常规冲突,也不同于核威胁,需要全新的解决方法。

与常规战争相比,“网战”的最大不同在于交战双方处在虚拟空间,不仅看不见对手,甚至不知道对手是谁。一台服务器、一台电脑,甚至是一部智能手机,都可以变成一个强大的网络攻击武器;看不见的敌手可能是个人、组织或者国家。网络袭击者可以在自己国家,也可以在其他国家发起攻击;可以通过互联网,也可以通过其他通信系统,甚至可以通过电网进行攻击。CSIS的高级研究员詹姆斯·刘易斯指出,美国在军事上已经拥有巨大优势,不必担心领空和领海受到侵犯,但在网络冲突中则完全不同,问题就在于无法防范和寻找制造网络威胁的对手,并对其进行精确打击。

为尽快改变这种状况,五角大楼已向国会提交报告,准备加速研发网战武器,同时建立不同于常规武器的新型采购系统,具体负责“网战”武器的研制与管理。实际上,由国防部高级研究计划局(DARPA)负责的网络武器研制计划几年前就已经开始,只是该计划因重防范、轻攻击,收效甚微,多受诟病。目前,计划内容已经根据需要得到调整。在2013年至2017年总计15.4亿美元的网络预算中,DARPA将根据确保国家关键基础设施网络安全的需要和国防部“网战”战略,重点研发攻击型“网战”武器。

另外,五角大楼还在今夏启动一项为期5年、总投资为1.1亿美元的“网战”研究计划,该计划的主要目的是绘制一份能够完整记录整个网络世界情况的高级地图,即全球域名图。图中将包含全球数百亿台电脑和相关设备的情况,而且该图还可以自动更新。有了这份地图,“网战”部队指挥官将可以轻易地锁定攻击目标,并使用通过互联网或其他途径发送的计算机代码对其进行打击。(高)

最轻材料由99.99%的空气构成

美国《每日科学》网站7月17日报道,英国基尔大学和德国汉堡科技大学的科学家们研制出了迄今为止全球最轻的材料——“飞行石墨”(Aerographite),其密度仅为0.2毫克/立方厘米。虽然它看起来像一块黑色不透明的海绵,但却是由99.99%的空气构成。研究人员表示,新材料性能稳定,具有良好的导电性、可延展性而且非常坚固,因此,可广泛应用于电池、航空航天和电气屏蔽等领域。

另外,“飞行石墨”还可以应用于航空航天和卫星领域所用的电子设备上,因为这些设备必须能耐受大量的振动;而且,新材料也有望应用于水净化方面,作为吸附剂吸附水中的污染物,因为它能氧化或分解并移除水中的污染物。其卓越的力学稳定性、导电性以及表面积大等优点也会让科学家们大大受益,甚至还可以用于恒温箱或通风设备以净化环境空气。“飞行石墨”是由多孔的碳管在纳米和微米尺度三维交织在一起组成的网状结构。尽管其质量很轻,但弹性却非常好,拥有极强的抗压缩能力和张力负荷。它可以被压缩95%,然后恢复到原有大小。它还几乎能吸收所有光线。

因为其独具的特性,“飞行石墨”能被安装在锂离子电池的电极上,这就使电池需要的电解质溶液很少,电池的质量由此大为减轻,得到的小电池可以用在电动汽车或电动自行车上。其未来的应用领域还包括让合成材料具有导电性,困扰很多人的静电干扰可能会因此得以避免。(沈)

美通过激光束驱动小型无人机长航时飞行

美国洛克希德·马丁公司7月11日透露,该公司和激光驱动公司(LaserMotive, Inc.,一家专门从事激光射束动力商业化应用的研发公司)最近在一个风洞内验证了一种创新的激光动力系统的能力——该系统成功地将洛马公司“阔步者”(Stalker)无人机系统(UAS)的连续飞行时间延长到了超过48小时,这相当于“阔步者”自身能力的24倍!

“阔步者”是一种小型的安静型UAS,自2006年以来由美国特种作战部队使用,用于执行情报、监视与侦察任务。参加验证的“阔步者”进行了适当的改装,以安装激光驱动公司的专利系统,使之能够接收激光射束通过无线方式不间断传输的能量。当验证结束时,“阔步者”的机上电池所存储的能量比验证开始时还要高。研究小组结束验证仅仅是因为“阔步者”的连续飞行时间已经超过了最初设定的目标。

洛马公司“臭鼬工厂”(Skunk Works)的“阔步者”项目经理对验证结果表示满意,并表示类似于激光射束的地对空能量补充系统将可提供实际上是无限的航时,进而可以延伸和扩展“阔步者”的任务剖面。激光驱动公司的总裁则指出:这一验证是把激光射束动力飞行技术投入实用的最终步骤之一,对于电动无人机来说,该技术最终将提升其能力、延长其航时和拓展其任务。他还表示,接下来将使用“阔步者”进行室外验证。(高)

AeroMobile:让乘客在飞机上自由地打电话

乘机时,乘务员通常都会检查乘客们的手机等电子设备是否关机。这是考虑到手机的无线信号频段与飞机上无线通信、导航设备的频段一致,无线信号之间的相互干扰,极端情况下有可能让飞机的电子仪器失灵,危害飞行安全。尽管“手机是否真的会引起空难”已经争论多年,至今没有定论,但对于航空公司而言,保证乘客的生命安全是最重要的责任。

然而最近英国的维珍航空宣布,他们的乘客可以安心在飞机上打电话、发短信、发彩信、语音留言等等。总之,在维珍航空的飞机上,乘客可以正常使用电话来对外联系。这背后有合作伙伴Aero Mobile提供完善的技术支持。

据报道,Aero Mobile在飞机机舱的上方,也就是乘客的头顶上,部署了一个“微微小区(picocell)”。微微小区的工作原理就好像是一个GPRS无线信号发射塔,它能够接收来自乘客手机等电子设备的无线信号。然后,通过这个无线信号发射塔,Aero Mobile将数据发送至卫星,然后通过卫星把数据发送回地面,如此完成一次数据传输过程。同理,当用户的手机接收数据时,就是地面将信号发送至卫星,卫星再发送至飞机的信号发射塔,再传输到手机上。由于“微微小区”与乘客的手机之间的信号使用单独的频段,这样就不会对飞机的电子设备形成电子信号干扰——这就保证了安全性。

对于航空公司而言,为乘客提供更多的服务,是吸引高端客户的重要手段,比如荷兰皇家航空就不断结合社交网络,为乘客提供差异化的服务。那么,提供基础的网络连接服务,是否对人产生吸引力呢?当然,我们现在挑选旅店的时候,大都首先要看它是否提供Wi-Fi或宽带。(武)

美韩研发新型太阳风暴预警系统

美国特拉华大学、韩国忠南大学和汉阳大学的科研人员日前研发出一种新型太阳风暴预警系统,该系统能分析太阳风暴中飞向地球的高能、高速带电粒子流强度,并根据其中的质子能量提前166分钟发出预警。

该预警系统可针对特定辐射级别,预测高能带电粒子何时达到峰值。该系统的设备可测量太阳风暴中首先抵达地球的高能、高速带电粒子流强度,从而使研究人员提前评估此后到达地球、速度较慢、但潜在危险更大的粒子流,预测其潜在危险水平。

参与者之一、特拉华大学科研人员约翰·比伯说,提前166分钟发出预警,可让在太空执行任务的航天员躲进航天器内的隔离区,也可提醒在地球磁场较弱的极地飞行的驾机者及时降低飞行高度,以便受到地球磁场更多保护。

太阳风暴是指太阳在黑子活动高峰阶段产生的剧烈爆发活动。这种爆发会从太阳表面向太空释放大量高速带电粒子流。这些粒子携带的能量惊人,通常会以每小时几百万公里的速度向地球袭来,并能在一天之内到达地球,有可能对人造卫星、无线电通信和地球供电系统造成威胁。(郭)

117号元素将被列入元素周期表

俄罗斯科研小组日前再次成功合成117号元素,从而为117号元素正式加入元素周期表扫清了障碍。

总部位于俄罗斯首都莫斯科郊外的杜布纳联合核研究所于2010年首次成功合成了117号元素。然而国际理论与应用化学联合会(IUPAC)要求杜布纳联合核研究所再次合成该元素,之后他们才能正式批准将它加入元素周期表。

杜布纳联合核研究所的一名高级负责人说,研究小组已经成功完成了验证工作,并向IUPAC正式提交117号元素的登记申请;如果顺利,117号元素将会在一年内被命名,并归入元素周期表。

据悉,杜布纳联合核研究所使用粒子回旋加速器,用由20个质子和28个中子组成的钙48原子,轰击含有97个质子和152个中子的锫249原子,生成了6个拥有117个质子的新原子,其中的5个原子有176个中子,另一个原子有177个中子。

1869年问世的门捷列夫元素周期表是宇宙的基本规律之一,也为人类认识自然提供了一把刻度精准的尺子。其中,第92号元素铀之后的元素在自然界中并不存在,都必须通过人工合成方式获得。杜布纳联合核研究所此前还成功合成了第113号、115号、118号元素。此外,德国的海姆霍兹国家研究中心联合会正在致力于第119号和第120号元素的合成工作。(梁)

世界首批转基因婴儿在美诞生

美国科学家近日培育出了世界上第一批转基因婴儿。参与这一项目的科学家们在6月27日晚上宣布了这一结果,他们利用基因修改技术培育出了30个婴儿。此外,其中两个被测试的婴儿被发现含有来自三位不同成人的基因。据研究人员称,这项实验历时超过3年。

这批转基因婴儿由不能怀上自己孩子的妇女所生。为了“生下”孩子,来自另一名女性捐献者的额外基因被注入了这些妇女的卵子,然后使卵子受精。科学家们采集了其中两个转基因婴儿的指纹,并证实,他们继承了三个成年人的DNA:一个男人和两个女人。这意味着,由于在基因修改过程中继承了这些额外的基因,他们将来也能把这些基因传给自己的后代。换句话说,如果允许这些转基因婴儿以后与非转基因的人结婚,可能会改变他们的后代的遗传密码。这种基因修改方法可能有一天会被用于培育拥有所需特性的婴儿,如力量强大或高智商的人类。

现在,许多专家都公开反对培育转基因婴儿,包括领先的生育专家和主要组织。未出生儿童保护协会(Society for the Protection of Unborn Children)主任约翰史密顿(John Smeaton)说:“这是人类沿着一条错误道路又向前迈出了非常令人担忧的一步。”(梁)

可喷涂在物体表面的锂离子电池问世

美国莱斯大学研究人员日前开发出一种几乎可以喷涂在任何物体表面上的锂离子电池。这种构成可充电电池组的喷漆,每一层都代表着传统电池的组件。传统的锂离子电池把活性层包装进筒式或其他便携式容器里,而赖斯大学的研究人员找到一种方法可将其涂到任何物体表面之上,从而开启了可以把物体表面变成存储设备的可能性。

研究人员表示:“这意味着传统包装的电池已经让位于更为灵活的方法,增加了各种新的存储设备的设计和集成的可能性。最近以来,很多人有兴趣用改进外形因素的方式创造新式电源,而这种喷涂电池朝这一方向前进了一大步。”

该材料可以喷刷到浴室的陶瓷砖、柔性聚合物、玻璃、不锈钢甚至啤酒杯上。在最初的实验中,将几个基于浴室瓷砖的太阳能电池并联连接,其可以把实验室中的光转换成电源。电池可单独给一套发光二极管供电6个小时,同时电池提供了稳定的2.4伏电压。研究报告称,手涂电池性能稳定;在经过60次充放电循环后,其容量只有非常小的下降。

该研究团队比较艰苦地用数个小时制定配方、混合和测试这种包含有5层结构的涂料,这些层面分别是两个电流集电器、阴极、阳极和在中间分隔的聚合物。每一层都经过优化处理。首先,正电流收集器是一种纯化的单壁碳纳米管与炭黑粒子分散于N-甲基吡咯烷酮的混合物;二是阴极中包含钴酸锂、碳和超细石墨(UFG)粉末黏合剂;三是Kynar Flex树脂、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和二氧化硅聚合物分离涂料分散混合在溶剂中;四是阳极里含有锂钛氧化物和黏合剂中的超细晶混合物;最后一层是负电流收集器,采用市售的导电铜漆,可用乙醇稀释。

研究人员说:“最难的部分是实现机械稳定性和使分离器发挥关键的作用。研究发现,纳米管和阴极层黏着得很好,而如果分隔器没有机械稳定性,将会剥离基板。添加PMMA可以给予分离器正向的附着力。一旦经过喷涂,瓷砖和其他物品被注入电解液,热封后会带电。”

不过,喷涂电池有一个致命弱点。其液体使用有毒、易燃和腐蚀性的电解质,而且必须在干燥和无氧环境中喷涂,这大大限制了它在实际生活中的应用。研究小组正在积极寻找在露天更容易创造喷涂电池的电解质,并且他们还设想将这种电池设计成锁扣式瓦片,以便让喷涂电池早日变成一种人人都可以使用的电池。(华)

DARPA 研发云层透视技术

美军空中力量在对地面部队提供火力支援时,机载武器依赖光电传感器指示目标,但是当空中云层过厚时,会阻碍传感器的“视线”。为此,美国国防预先研究计划局(DARPA)正在进行一项名为“视频合成孔径雷达”(ViSAR)的研究项目。该项目旨在研发一种极高频(EHF)靶向传感器,也就是一种高分辨率、全动态视频的合成孔径雷达(SAR),可穿透云层“看清”地面情况,其工作有效性与晴天工作的红外传感器相当。

目前,DARPA已发布了项目的信息征询书,要求项目中使用的电子元器件包括功率放大器、集成式接收机和激励器,这些电子元器件都要足够小,方便安装在飞机上。另外一项关键技术是研发新型算法,该算法可开发出传感器的有关特性。ViSAR 系统预计能够以更高的帧速率创建背景的SAR 图像。此外,该系统还应具备地面移动目标指示(GMTI)能力,以探测移动目标并对其重新定位。其中,GMTI 处理与SAR 处理将同步进行。 (利)

高空“超级细菌”可成发电新能源

日前,英国纽卡斯尔大学研究人员发现,一些正常情况下存在于地球3万米高空的细菌,可用在微生物燃料电池(MFC)中,作为一种高效发电机。

该研究由纽卡斯尔大学化学工程与先进材料学院基思·斯科特领导,他们在英国达勒姆郡的威尔河口分离出75种不同的细菌,测试把每一种作为微生物燃料电池(MFC)时的发电效率,筛选出效率最高的菌群组合。经过精心挑选后的菌群形成了一种新型“超级”生物膜,使微生物燃料电池的电流输出功率提高了近一倍,从105瓦/立方米达到200瓦/立方米。其中的关键细菌名为同温层芽孢杆菌,通常情况下,它们以高浓度存在于地球同温层,也会随大气循环降落到地球上。研究小组从河床上分离出这种细菌,经过设计改造后,其会形成一种人工生物膜。在此前的研究中,生物膜的生长还是不受控制的,但新研究首次证明了控制生物膜能大大提高燃料电池的电输出功率。

研究人员解释说,微生物发电并不新鲜,一些废水、污水处理厂已在使用这种技术。微生物燃料电池的工作原理也与此类似,通过生物—催化氧化过程,细菌能将有机混合物直接转变为电流。涂在微生物燃料电池碳电极上作为细菌养料的生物膜或“黏液”,能产生电子,这些电子通过电极会产生电流。(梁)

美证明量子纠错的最基本形式

据美国物理学家组织网报道,美国耶鲁大学的物理学家在今年初证明了量子纠错的最基本形式,这在量子计算发展中迈出了具有重要意义的一步。在此前沿领域,有望比当今最先进计算机的信息处理速度成倍提高。

这项研究是关于弥补量子计算内在易感性出错的方法,相关技术可以纠正那些在高速运算中出现的错误,使量子计算机完全成为现实的一个必要步骤。此研究论文的第一作者马修?里德博士说:“如果不纠错,就不能使量子计算机运算速度呈指数级增加,否则一个不可避免的小错误都将导致计算失败。”

量子计算机以量子位(qubits)作为信息的基本单位。然而,与使用0或者1数位的基于芯片的计算机不同,量子信息位能够同时以多种形态存在。换句话说,其是一个还没有确定是0还是1的一个信息位。研究人员使用超导器件从“人造”原子产生量子位,任何量子位必须能够采取两种状态中的一种,如“0”或“1”,亦或两种状态同时存在。在理论上,这意味着量子系统能够同时处理计算,实际上就是真正的并行系统。而量子计算机在工作时,必须正确认识和解释这些量子位的状态。但是,量子位容易意外地发生变化,出现错误即混淆解释。

这个研究小组起初在一个类似于计算机芯片的电子设备的固体量子系统中证明了量子纠错,研发出一种识别量子位的原始状态,必要时检测其变化和逆转的情况。领导该研究的罗伯特说:“这个研究结果将最近的实验突破及其他人的研究成果结合后,使得量子位更加连贯,由此表明,该超导器件系统最终可能成为一个建造量子计算机的平台。”(华)

LG推出世界首款柔性e-ink显示屏

韩国LG集团日前宣布,它将开始大规模生产世界上首款柔性e-ink显示屏。Kindle和Nook电子阅读器目前使用的e-ink显示屏坚硬、笨重且易碎,柔性e-ink显示屏则与它们截然不同。

新的显示屏的分辨率是1024×768,对角线长6英寸,这些数据与Kindle和Nook等相差无几。虽然现在市面销售的电子阅读器并不是很笨重,不过为了保护玻璃显示屏,它们已经很难变得更轻薄了。但LG的塑料显示屏厚度为0.7毫米,要比玻璃显示屏薄30%。它的重量为14克,仅为同尺寸的玻璃显示屏的一半。在新闻发布会上,LG宣称塑料显示屏反复经受住了1.5米高的跌落实验、折断和划痕实验。

根据已透露的消息,LG采用的是传统的薄膜晶体管加工工艺,这就意味着,它使用的可能是将电泳颗粒嵌入一块塑料基基底上的EPLaR(塑胶电子激光释放)工艺。EPLaR工艺相当实用,该工艺使用了玻璃基底电子书所需的95%的工序和设备,因此进行薄膜晶体管加工的公司只需要购入少量设备可以生产这种柔性显示屏,不需要建立新的生产线。

在2010年的1月,LG就宣布研发出了19英寸彩色柔性电子显示屏。由于电池的体积正在越变越小,因此,若我们能用柔性电子显示屏替代报纸或者杂志的话,那就能节省大量的木材了。(梁)

新技术可让WiFi传输速度达到2.5TB/秒

瑞典空间物理研究所的科学家最近研发出一项新的数据传输技术,能够让WiFi网络每秒传输相当于66张DVD存储量的数据。他们采取的方式是利用螺旋形无线电波,能够在同一带宽内传输多个信号。

无线电的带宽是有限的,同时也是一个昂贵的资源。美国电信业巨头Verizon和AT&T因使用无线电频段支付的费用高达36亿美元和16亿美元。在英国,政府与主要电信运营商签署的无线电频段合约金额也达到数百万美元。

瑞典空间物理研究所的研究员法布里齐奥-坦布里尼表示,通过将无线电波扭曲,可以在同一频段传输多个信号,让一个给定的固定带宽拥有数量近乎无限的信道。在采取这种方式传输无线电数据时,天线传输的无线电波呈螺丝锥形,好似一个旋涡,每一个的旋转角度不同,允许携带独立的信号。

在威尼斯,空间物理研究所的科学家对他们研发的系统进行了测试,向不同的接收器传输两组信号,一组旋转,另一组不发生旋转。两组信号的频率均为2.4GHz,与绝大多数现代WiFi路由器相同,传输距离为442米。研究小组指出,旋转的信号强度稍弱于正常信号,但这并不是什么大问题。

美国南加州大学的研究人员与美国宇航局的喷气推进实验室和特拉维夫大学合作,进行了类似实验。这支研究小组使用的是2组光束,一组4条,每条旋转角度不同。8条光束缠绕在一起,传输给一个接收器而后分解。借助于这种方式,每秒可传输2.5TB数据。

这项实验的传输距离只有1米,研究小组领导人亚力克斯-韦尔纳教授表示他们的下一步工作是利用光缆传输这种信号。他说:“大气层中的湍流是我们遭遇的挑战之一。如果是在不到1公里的距离内传输大量数据,这无疑是一种非常吸引人的方式。当然,这种方式也可用于卫星之间的远距离通讯,因为太空中并不存在湍流问题。”巴塞罗纳光子学研究所的胡安-托莱斯表示:“这些研究开启了电信历史的新篇章。它们进一步挖掘了以太网OAM技术的潜力,大幅提高了数据传输能力。”(沈)

多国科学家携手绘制人类多态性基因图谱

目前,包括中国在内的多国科学家正在携手绘制一组特殊的图卷,它们中的每一张都由23对染色体,约30亿个DNA碱基对组成,却各有异同,这就是迄今为止世界上最详尽的人类基因多态性图谱。

通过解读这一图谱,人们可以更加深入地了解人类自身生老病死的奥秘,为未来解决艾滋病、癌症等不治之症和其他疑难杂症找到理论基础和科研依据,并为未来的个体化医学奠定科学基础。

“千人基因组计划”由中国深圳华大基因研究院、美国国立人类基因组研究所、英国桑格研究所等机构2008年发起,多国共同参与。这是继人类基因组计划之后,世界各国科学家在基因和遗传学领域的又一重大的科学合作。这一计划在全球选择2500名不同人种、不同民族的研究对象,通过海量数据精确定位已发现的遗传风险因子、挖掘出更多未知的致病遗传因子,为人类健康造福。

为破译人类遗传信息,美国、英国、法国、德国、日本和中国的科学家1995年正式启动了人类基因组计划。这一预算高达30亿美元的研究计划历时10余年,最终通过测序完成了人类染色体中所包含的30亿个碱基对组成的核苷酸序列的全部草图,解开了人体10万个基因密码,并绘制出了人类首张基因谱图。

作为这一计划的延伸,“千人基因组计划”试图通过前所未有的大样本量,研究人群罕见变异的表达图谱,从而定位、发现和分析致病遗传因子,并直接用于医学研究和疾病预防和治疗。

据了解,和人类基因组计划一样,“千人基因组计划”产生的数据和研究成果将通过公共数据库发布,供全球科学家免费共享。帮助科学家更快地锁定与疾病相关的基因变异点,用最快的速度、最短的路径找到常见疾病的诊断、治疗和预防新策略。(张)

科学家首次捕捉到单个原子的影子

据报道,澳大利亚格里菲斯大学(Griffith University)的研究人员日前首次拍摄到了单个原子的影子图像,这是一项国际性的科学突破。

澳大利亚布里斯班格里菲斯大学量子动力学中心的戴夫·科欧彬斯科(Dave Kielpinski)教授说:“我们已经达到了显微镜使用的极限,在可见光下,你不能看到比原子更小的物体了。我们希望探讨需要几个原子才能形成一个影子,我们证明了它只需要一个。”

捕捉到单个原子的影子图像是科欧彬斯科领导的研究小组在过去5年里努力研究的成果。该研究小组利用一个超高分辨率的显微镜观察,这使得影子足够黑暗,可以被看出。这个原子在一个内室被孤立,被电动力牵制在自由空间。科欧彬斯科教授和他的同事们捕捉到了元素镱(ytterbium)的单个原子离子,并将它们暴露在特定频率的光下。在光的照射下,原子的影子投射到一个检测器上,数码相机然后捕捉到了图像。科欧彬斯科教授说:“通过使用超高分辨率显微镜,我们能够把图像集中到一个更小的区域,产生较暗的图像,使图像更容易被看到。”在这个过程中所涉及的精度几乎是超乎想象的。他说:“如果我们改变照射在原子上的光的频率的十亿分之一,我们就会看不到图像。”

该研究小组成员埃里克·斯爵德博士(Dr Erik Streed)说:“这些研究结果的影响是深远的。这些实验有助于确认我们对原子物理学的了解,对量子计算可能有用。对生物显微镜也有潜在的好处,因为我们能够预测单个原子的黑暗程度,以及在形成一个影子时应该吸收多少光,我们可以通过物理学测量显微镜是否实现了最大对比度。如果你想看非常小和脆弱的生物样品,如DNA链,这一发现非常重要,因为接触过多的紫外线或X射线会损害这种材料。我们现在可以预测在最佳显微条件下,观察细胞内的过程需要多少光线,而不需要损害它们。”(梁)

美中新合作研发出超薄电子贴片

美国、中国、新加坡的国际研究小组日前在美国专业杂志《科学》上发表了研究成果称,研发出了贴在皮肤仅有纹身感觉的贴片,它是一项给从医疗到计算机游戏领域、最终到间谍活动带来重大变革的微电子技术。

厚度不到50微米、比一根发丝都薄的贴片“表皮电子系统”(epidermal electronic system、EES)具备与皮肤相同的柔软度、重量接近零。贴到皮肤上就能够无线监视该人的大脑、心脏、肌肉组织的活动,再不用安装过去那种厚厚的电极。贴到喉头上就可以操作声控式计算机游戏,精度达到90%以上。

虽不使用浆糊、粘性物质,而利用分子与分子间结合的范德华力,能够长时间一直贴在皮肤上。消耗电力也很少,搭载极小的太阳电池或获取活跃在四周的电磁波就能工作。

参与研发的美国伊利诺伊大学香槟分校的约翰·罗格斯教授(材料工学)说,“这是一项电子工学和生物学融合的技术。”

这项技术蕴藏着很多用途,如可以用来辅助喉头疾患患者发声、想说私密时不出声就可交流的仪器上,还可以用于睡眠呼吸暂停综合症患者、需要治疗的新生儿,还可以期待在治疗受伤、烫伤上发挥电子创可贴的作用。罗格斯教授说:“最终目的是想研制出贴到皮肤也感觉不到、和皮肤融为一体的产品。”(武)

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