前沿掠影

高性能柔性有机太阳能电池研制成功

柔性电子器件，特别是基于有机材料的光电器件，是未来电子器件发展的一大趋势，具有巨大的应用前景。其中，获得高性能的柔性透明电极是实现高效柔性有机光电器件的前提。但目前如何获得同时具有高导电、高透光、低表面粗糙度以及制备方法简单、绿色的柔性透明电极依然面临着巨大的挑战。近日，南开大学化学学院陈永胜教授团队制备了同时具有高导电、高透光且低表面粗糙度的银nm线柔性透明电极，将其用于构筑柔性有机太阳能电池，与使用商业氧化铟锡（ITO）玻璃电极的器件性能相当，光电转化效率可达16.5%，刷新了文献报道的柔性有机/高分子太阳能电池光电转化效率的最高记录。

研究人员指出，该电极可适用于不同类型活性材料以及单结及叠层光伏器件。单结和叠层柔性有机太阳能电池可分别实现13.1%和16.5%的光电转化效率，并表现出优异的机械性能，连续弯曲1000次，器件仍能保持初始效率的95%以上。

一种前所未有的存储方式

——“万物DNA”材料

随着全球的数据量不断增加，传统的存储架构如硬盘、磁带，越来越难以跟上数据存储的需要，于是，DNA被当作一种长期存储方案提出来。过去的研究已经强调了DNA的持久性和存储海量信息的能力，现在，研究人员已经发现了一种前所未有的方式，可利用其持久性进行存储。据英国《自然·生物技术》杂志近日发表的一项研究称，科学家研制了一种运用“万物DNA”特殊材料3D打印出来的“斯坦福兔子”。该材料包含了用以合成DNA编码的兔子“蓝图”，随后，原始兔子所含的DNA被解码，又稳定地复制了5代兔子。除了“斯坦福兔子”实验，研究人员还将一段有关华沙犹太区档案的视频编码进树脂玻璃中，再用该树脂玻璃制造普通的眼镜。结果表明，只需一小块树脂玻璃，就能恢复其中隐藏的信息。该研究团队指出，“万物DNA”材料可将信息藏于其中，并可用于制造日常物品。

我国科学家成功研制高速晶体管

近日，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心先进炭材料研究部的科研人员首次制备出以肖特基结作为发射结的垂直结构晶体管“硅-石墨烯-锗晶体管”，成功地将石墨烯基区晶体管的延迟时间缩短了1000倍以上，并将其截止频率由兆赫兹提升至吉赫兹领域。相关成果发表在国际学术期刊《自然·通讯》上。据相关科研人员介绍，这一研究工作提升了石墨烯基区晶体管的性能，未来将有望在太赫兹领域的高速器件中应用，为最终实现超高速晶体管奠定了基础。

用阳光分解塑料有助于减少温室气体排放

近日，新加坡研究人员表示，他们研发出利用人造太阳光把塑料分解成可供发电用燃料的环保技术，有助于减少温室气体排放。南洋理工大学的研究人员表示，他们已通过一种既不破坏环境又不会耗费很多钱的催化剂，把塑料转化成发电厂用的燃料“甲酸”（蚁酸）。在实验室中，把塑料与化学品混合形成溶液后，可利用人造太阳光在6天内完成分解。

研究人员称，这项研究能将污染海洋的塑料变成有用的化学品。但到目前为止，只有少量塑料成功转化为甲酸，并且，目前研究人员仅利用纯塑料碎片进行试验，并非使用塑料废弃物，要大规模成功复制这项程序，仍面临诸多挑战。

中国第一块人造培养肉诞生

据悉，2019年11月18日上午，南京农业大学国家肉品质量安全控制工程技术研究中心研制出了中国第一块人造培养肉。周光宏教授带领团队使用第六代的猪肌肉干细胞培养20天，生产得到了重达5g的培养肉。这块人造肉与市场上普通的植物蛋白人造肉有着天壤之别：它是国内首例由动物干细胞扩增培养而成的人造肉，是该领域内一个里程碑式的突破。

无人驾驶联合耕播作业机助力现代农业发展

智能化、无人化耕作是现代农业发展的方向。2019年11月25日，由我国自主研制出的无人驾驶联合耕播作业机，在扬州市广陵区沙头镇通过了现场测试，将正式应用于小麦生产。此成果是由中国工程院院士、扬州大学张洪程教授组织国内作物栽培、农业机械、智能控制、软件信息等多领域的专家，以及农业装备生产企业和一线农技人员，经过近10年努力，投入2000多万元，联合攻关所取得的一项重大科研成果。据悉，无人驾驶联合耕播作业机在田间可以自动调头和转弯，自动后退对行，一次旋耕深度可达22cm，且施肥均衡，播种深度和播种带宽一致。该成套装备技术填补了国内空白，在国际上处于领先地位，将有效带动我国农业技术向现代化、智能化、高效化发展。

仿生芯片可再现生物神经元行为

近日，英国巴斯大学研究人员发现了一种新型硅芯片，可再现生物神经元的电行为。利用他们的方法，科学家有望开发出仿生芯片来修复神经系统中因疾病而导致功能异常的生物电路。多年以来，科学家们一直致力于制造更加酷似生物神经元的芯片模型，但是，试图在现代硅片上模拟天然构造时，依然存在着一定缺陷。此次，研究人员阿兰·诺格里特及其同事设计了一种微电路模仿离子通道，其可以通过类似生物神经元的方式整合原始神经刺激并做出响应。之后，研究团队在硅芯片中再现了单个海马神经元和呼吸神经元的活动。通过60个电刺激方案，他们发现，固态神经元产生的电响应，几乎和生物神经元一模一样。

研究人员表示，呼吸神经元耦合呼吸节律和心脏节律，对呼吸性窦性心律不齐负责。因年龄或疾病而丧失这种耦合是睡眠呼吸暂停和心力衰竭的一种预后。他们认为，一种像呼吸神经元一样适应生物反馈的装置，也许可以在未来提供一种潜在的治疗方法。

研究人员发现制备石墨烯新方法

近日，中国科学技术大学工程科学学院热科学和能源工程系夏维东教授研究团队与合肥碳艺科技有限公司合作，提出了“利用磁分散电弧产生大面积均匀热等离子体合成石墨烯”的新方法，突破了热等离子体工艺或高能耗、或产品均勻性低和生产稳定性不足的技术瓶颈，有望实现大规模连续生产。该团队制备的石墨烯平面尺寸为50～300nm，层数2～5 层，表现出良好的晶体结构和超大的比表面积，产品均匀性好。其制备方法及设备简单，一步合成，无须还原，且无需基底、催化剂、溶液或酸，收率高，能耗低，具备实现低成本、大规模连续生产的前景。

新研究有助于催生低功率电子设备

以色列科学家在《自然》杂志刊文称，他们首次观测到“电子像水一样流动”这一奇特行为，这一最新研究有望催生低功率电子设备，包括借助流体动力流降低电阻的低功率设备等。魏兹曼科学研究所的研究团队开发出了这一技术。他们研制出一种由碳纳米管晶体管制成的纳米级探测器，该探测器能以前所未有的灵敏度对流动电子成像。研究人员表示，这种技术比其他方法至少灵敏1000倍，可使人们对以前只能间接研究的现象进行直接研究。英国曼彻斯特大学的安德烈·吉姆教授团队研制出了引导电子流动的石墨烯通道，类似于引导水流的管道。研究人员用碳纳米管晶体管探测器对石墨烯通道进行观察和成像，结果发现：石墨烯内电子在通道中心流动得更快，在壁上流动得更慢。该团队研究人员表示，鉴于计算中心和消费电子产品耗能越来越多，且气候变化带来的影响不断加剧，找到使电子在电阻更小的情况下流动的方法势在必行。

（信息来源：界面新闻、科技日报、《自然》杂志、新华网等）