科技成果

科技成果

科学家研制出新型超硬度合金材料

据中国科技网2015年9月9日报道，四川大学、中科院以及美国内华达大学的研究人员研制出一种新型超硬度合金材料，其由钻石和立方氮化硼组成，具有两种材料的优良属性。相关研究发表在美国《应用物理快报》。研究人员将钻石和立方氮化硼的粉末均匀混合，放入约1000℃的真空炉内煅烧2 h，然后在15 GPa的压力条件和约1700℃的温度下将材料压制成直径为3.5 mm的切割工具。合金具有长寿命和较少磨损的特点，并且表现出高速切割性能，超过任何多晶立方氮化硼和商用多晶钻石。下一步研究人员将研发厘米尺寸的合金材料，为未来工业规模生产铺路。

美研究人员研制出新系统制造氢气燃料

据科技部网站2015年9月9日报道，美国人工光合作用联合中心（JCAP）首次使用高效、安全、集成的太阳能系统分离水分子并制造出氢气燃料，新研究的系统实验证明可将10%的太阳能转化为化学能。这种名为“人工树叶”的新系统包含三种主要部件：一个光电阳极、一个光电阴极和一层薄膜。阳极利用阳光来氧化水分子，产生质子、电子和氧气；阴极将质子和电子结合起来产生氢气。该系统的关键部分是塑料薄膜，它可以保证氧气和氢气的分离，将氢气收集并安全送入管道。新系统的另外一个突破是使用活跃、成本低廉的催化剂来制造能源。研究人员发现，将2 nm厚度的镍添加在二氧化钛薄膜表面，可以作为有效且低廉的催化剂，促使光电阳极水分子的分离。该系统的面积约1 cm2，可以将10%的太阳能转化为能储存的化学能，并持续40 h以上。

科学家开发出微米级实验装置可观察并控制量子运动

据科技部网站2015年9月7日报道，近日，由美、韩、德等多国科学家组成的国际研究团队开发出一种能观察并控制较大物体的量子运动的新方法。相关研究发表在《科学》杂志上。研究负责人基思·施瓦伯表示，目前已掌握通过制冷让微米级的小物体静止的方法，使之回到量子基态。研究人员设计了一种微米大小的装置，由柔性铝片及其面上的一层硅基质构成，当硅铝片以350万次每秒的频率振动时，就会与超导电路接通。利用该装置能够观察到量子噪声并控制它。未来这种控制量子噪声的能力或可用于提高有关检测的精度，如激光干涉测量引力波观测站（LIGO），以寻找引力波。

NASA挑选出制造更好太空探索电池的方案

据中国航天科技信息网2015年8月24日综合报道，NASA正在为未来的探索任务寻找新的能量存储系统，以替换现有电池系统，从而更好地开展机器人和人类探索任务。NASA的“改变游戏规则的研发”项目已经挑选了两项方案作为第二阶段的获奖项目，分别是阿姆普艾斯公司的用于高效能量锂＋系统的硅阳极电池，马里兰大学的基于电解液的安全、锂-硫黄能量存储电池。NASA下一代电池开发的重点是提供安全、低质量电池，以保证长期深空探索任务的完成，并显著改进探索任务所需能量的利用率。

NASA研发新的骨病检测方法

据中国科技网2015年8月27日报道，NASA正在研发一项新的骨病检测方法，可以对骨骼疾病进行接近实时的检测，目前已在NASA航天员的血液样本中得到了验证。该方法通过质谱分析，可以辨别骨骼中钙同位素42Ca和44Ca的相关比率。研究人员发现，较轻的钙同位素（例如42Ca）在骨骼形成期间从血液吸收流入骨骼；相反，当骨骼损坏时这些轻同位素则会释入血流内。通过测量血液或尿液中吸收和释放同位素的比率，可以计算骨量改变的比率。研究人员测量了30位航天员飞前、飞中、飞后尿液中钙的同位素比率，确定航天员骨骼内的钙同位素发生了改变，这意味着骨量正在丢失，研究人员还检测了71位已经患有多发性骨髓瘤和具有患病风险的患者，试验结果理论上可以支持是否对患者采取治疗，并评估治疗的有效性。目前技术还处于试验状态，将继续开发完善。