科技成果

科技成果

美科学家研发软体机器人

据科技日报2016年9月6日报道，美国科学家研制出了一款外表酷似章鱼的“章鱼机器人”，它是第一款全部由柔性零件组成的全自动、自带燃料的机器人。该机器人由硅橡胶材料通过3D打印而成，由柔性微流体芯片控制，内部的阀门和开关由压力激活，引导液态燃料流过机器躯干，从而控制8个触手的动作。燃料是浓度为50%的过氧化氢溶液和铂金属粉末，目前，机器人能活动约8min，消耗的燃料为1mL。未来，研究人员将对机器人重新编程，使其执行不同的运动并对环境做出反应，而不仅仅是执行预编程的指令序列，虽然软体机器人仍处于起步阶段，但其可在维修和检测设备、搜救、环境探测和医学等方面发挥重要作用。

日本开发出可用于1000℃高温区的高精度温度计

据科技日报2016年9月5日报道，日本产业技术综合研究所和千野株式会社成功合作研发出能够在1000℃附近的高温区准确测定温度的白金电阻温度计。研究人员在对市场上销售的白金电阻温度计进行分析研究后，对其传感器进行适当的热处理，利用日本国家标准的水三相点装置和银凝固点装置反复进行热循环试验，分析不同温度下的电阻值变化情况。结果发现：经过热处理后，铂温度传感器在1000℃附近的电阻变化实现最小化，温度计性能更加稳定。此外，通过对铂丝的结构进行调整优化，使其热扭曲程度得到减轻。新开发的温度计测量值变动范围为±0.001℃；在水三相点的0.01℃，测量值变动也稳定在±0.000 5℃以内，达到世界最高水平。

俄罗斯科学家发明耐高温陶瓷材料

据科技部网站2016年8月29日报道，俄罗斯托木斯克国立大学和俄罗斯科学院西伯利亚分院强度物理与材料研究所的专家们开发出一种能够耐受极端温度的陶瓷材料。材料由基于碳化硅和二硼化锆的陶瓷混合物所构成的多层陶瓷结构，能够提升喷气式发动机燃烧室的温度，还能在空间飞行器再入大气层时起到隔热作用，或者用于制造测量发动机温度的传感器保护罩。该研究组将与俄罗斯联邦航天局合作，用2200℃的等离子流进行陶瓷试件的耐受试验，如果材料能承受20s，则证明开发方向是正确的。科学家们相信，该材料能够经受3000℃的高温考验。

美空军拟引爆大气层等离子炸弹增强无线电接收

立方体人造卫星

据腾讯网2016年8月29日报道，美国空军计划使用大量等离子气体的微型人造卫星进入电离层形成无线电反射的等离子区域，美国空军已给3个研究小组拨款，用于研制此项技术。电离层距离地面大约64km，夜晚时分带电微粒将更加密集，地面无线电信号传播受限于地球表面的曲率，它们的传播距离超过了70km，如果没有信号中继，将逐渐传播停止。这种通信方式通过电离层和地面之间的无线电射线反弹，得到显著提高，可使无线电信号Z字形传播至更远距离。美国空军支持的研究中，德雷克塞尔大学研究人员致力于研究一种方法蒸发金属，将金属加热至沸点以上温度。这种方法可以与大气氧发生反应，制造无线电反射等离子。另一个研究项目是由马里兰大学研究人员负责的，他们通过引爆小型炸弹来加热金属，将爆炸能量转变成电能。同时，等离子体云的外形可通过改变最初爆炸形式进行调整。研究人员表示，目前可能还存在着一些难以超越的挑战，判断可行性还为时尚早。

铜氧化物超导临界温度或有新决定因素

据科技日报2016年8月26日报道，美国能源部布鲁克海文国家实验室研究人员在《自然》杂志上发表论文称，铜氧化物的超导临界温度是由单位面积上的电子对数量决定的。这一结论对标准的超导理论提出了挑战，标准超导理论认为，超导临界温度取决于电子对互动情况。自1986年发现铜氧化物具有高温超导特性以来，科学家一直在探索高温超导体临界温度远高于常规超导体的原因。研究人员利用其专门设计的分子束外延系统，制作了2500多份锶镧铜氧系超导体样品（LSCO）用于分析，研究人员加大锶的添加量，远超诱发超导所需的掺杂水平，在过度掺杂后，随着掺杂剂的增多，电子对密度与超导临界温度不断下降，直到电子对归零，此时超导临界温度降至接近零开尔文，这一结果有悖于过去对金属和常规超导体的标准理解。之前的研究表明，铜氧化物的电子对明显要小于常规超导体的电子对，至于什么原因导致铜氧化物的电子对较小，是研究人员下一步要解决的问题。

芬兰研究人员创微波探测世界新纪录

据科技日报2016年8月8日报道，芬兰研究人员日前在微波探测领域创造了新的世界纪录。阿尔托大学量子计算和设备研究小组成功开发出一种新型部分超导微波探测器，将热光电探测的能量分辨率较此前的世界记录提高了14倍。这种体积比单个人类血细胞还小的探测器，将显著推动超灵敏相机以及量子计算机配件的开发。这种新型探测器由超导铝的微小碎片和一条纳米金线组成，工作温度为1/100的绝对零度，在这样的低温下热干扰是极其微弱的，研究小组成功检测到大小仅为1×10－21J的能量包，即将一个红细胞移动1nm所需要的能量。该探测器的研发关键主要体现在两个方面：一是创新的结构设计可以同时保证入射光子的高效吸收和测量读数的高敏感性；二是对微小能量包所产生的信号进行有效放大。研究团队通过正反馈法实现了利用外部能量源对吸收光子所引起的温度变化进行放大。相关研究已发表在《物理学评论通讯》周刊上，为促进这种新型微波探测器的商业应用开发，欧盟研究理事会已通过“概念验证”计划向该研究团队提供经费资助，这已经是该团队第三次获得欧盟研究理事会的项目资助。

石墨烯使普通纸变为柔性显示器

据科技日报2016年8月5日报道，土耳其比尔肯大学研究人员将一张普通的打印纸夹在两层石墨烯膜（由多层石墨烯构成）之间，使其变成了一种柔性电子显示器。他们还将石墨烯排布成多像素模式，把纸折成三维形状，在上面打印出彩色图案，展示了不同于晶片技术的另一类效果，相关研究已发表在《光子学》杂志。研究人员表示把石墨烯作为一种电配置光学介质，通过给纸上石墨烯施加偏置电压，触发石墨烯间的离子间层，使其光吸收性发生改变，从透明变黑或从黑变透明，这个系统可作为一个框架，把普通打印纸变成光电显示器。研究人员表示，未来将进一步研制出具备全部功能的电子纸，有像素和集成驱动电路，并希望这一技术还能用在辊轴制造工艺中。

首个塑料柔性磁存储芯片问世

据科技日报2016年7月25日报道，一个国际团队研发出一种新技术，将高性能磁性存储芯片移植到一块柔性塑料表面，且无损其性能，得到的透明薄膜状柔性“智能塑料”芯片有优异的数据存储和处理能力，有望成为柔性轻质设备设计和研制的关键元件，相关研究已发表在《先进材料》杂志。研究人员首先将氧化镁基磁性隧道结（MTJ）种植在一个硅表面，接着蚀刻掉下面的硅，随后使用一种转印方法，在一个由聚对苯二甲酸乙二醇酯制成的柔性塑料表面，植入了一个磁性存储芯片。新设备在磁阻式随机存取存储器（MRAM）上的操作表明，MRAM的性能在很多方面强于传统随机存取存储器计算机芯片，例如处理速度更高、能耗更低、可在断电后存储数据等。该团队最近在美国和韩国为这项技术申请了专利，研究人员正在进一步提升该设备的磁阻，并计划将其应用于其他电子设备。