科技成果

科學(xué)家研制出新型超硬度合金材料

據(jù)中國科技網(wǎng)2015年9月9日報(bào)道，四川大學(xué)、中科院以及美國內(nèi)華達(dá)大學(xué)的研究人員研制出一種新型超硬度合金材料，其由鉆石和立方氮化硼組成，具有兩種材料的優(yōu)良屬性。相關(guān)研究發(fā)表在美國《應(yīng)用物理快報(bào)》。研究人員將鉆石和立方氮化硼的粉末均勻混合，放入約1000℃的真空爐內(nèi)煅燒2 h，然后在15 GPa的壓力條件和約1700℃的溫度下將材料壓制成直徑為3.5 mm的切割工具。合金具有長壽命和較少磨損的特點(diǎn)，并且表現(xiàn)出高速切割性能，超過任何多晶立方氮化硼和商用多晶鉆石。下一步研究人員將研發(fā)厘米尺寸的合金材料，為未來工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)鋪路。

美研究人員研制出新系統(tǒng)制造氫氣燃料

據(jù)科技部網(wǎng)站2015年9月9日報(bào)道，美國人工光合作用聯(lián)合中心（JCAP）首次使用高效、安全、集成的太陽能系統(tǒng)分離水分子并制造出氫氣燃料，新研究的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)證明可將10%的太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。這種名為“人工樹葉”的新系統(tǒng)包含三種主要部件：一個光電陽極、一個光電陰極和一層薄膜。陽極利用陽光來氧化水分子，產(chǎn)生質(zhì)子、電子和氧氣；陰極將質(zhì)子和電子結(jié)合起來產(chǎn)生氫氣。該系統(tǒng)的關(guān)鍵部分是塑料薄膜，它可以保證氧氣和氫氣的分離，將氫氣收集并安全送入管道。新系統(tǒng)的另外一個突破是使用活躍、成本低廉的催化劑來制造能源。研究人員發(fā)現(xiàn)，將2 nm厚度的鎳添加在二氧化鈦薄膜表面，可以作為有效且低廉的催化劑，促使光電陽極水分子的分離。該系統(tǒng)的面積約1 cm2，可以將10%的太陽能轉(zhuǎn)化為能儲存的化學(xué)能，并持續(xù)40 h以上。

科學(xué)家開發(fā)出微米級實(shí)驗(yàn)裝置可觀察并控制量子運(yùn)動

據(jù)科技部網(wǎng)站2015年9月7日報(bào)道，近日，由美、韓、德等多國科學(xué)家組成的國際研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種能觀察并控制較大物體的量子運(yùn)動的新方法。相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。研究負(fù)責(zé)人基思·施瓦伯表示，目前已掌握通過制冷讓微米級的小物體靜止的方法，使之回到量子基態(tài)。研究人員設(shè)計(jì)了一種微米大小的裝置，由柔性鋁片及其面上的一層硅基質(zhì)構(gòu)成，當(dāng)硅鋁片以350萬次每秒的頻率振動時，就會與超導(dǎo)電路接通。利用該裝置能夠觀察到量子噪聲并控制它。未來這種控制量子噪聲的能力或可用于提高有關(guān)檢測的精度，如激光干涉測量引力波觀測站（LIGO），以尋找引力波。

NASA挑選出制造更好太空探索電池的方案

據(jù)中國航天科技信息網(wǎng)2015年8月24日綜合報(bào)道，NASA正在為未來的探索任務(wù)尋找新的能量存儲系統(tǒng)，以替換現(xiàn)有電池系統(tǒng)，從而更好地開展機(jī)器人和人類探索任務(wù)。NASA的“改變游戲規(guī)則的研發(fā)”項(xiàng)目已經(jīng)挑選了兩項(xiàng)方案作為第二階段的獲獎項(xiàng)目，分別是阿姆普艾斯公司的用于高效能量鋰＋系統(tǒng)的硅陽極電池，馬里蘭大學(xué)的基于電解液的安全、鋰-硫黃能量存儲電池。NASA下一代電池開發(fā)的重點(diǎn)是提供安全、低質(zhì)量電池，以保證長期深空探索任務(wù)的完成，并顯著改進(jìn)探索任務(wù)所需能量的利用率。

NASA研發(fā)新的骨病檢測方法

據(jù)中國科技網(wǎng)2015年8月27日報(bào)道，NASA正在研發(fā)一項(xiàng)新的骨病檢測方法，可以對骨骼疾病進(jìn)行接近實(shí)時的檢測，目前已在NASA航天員的血液樣本中得到了驗(yàn)證。該方法通過質(zhì)譜分析，可以辨別骨骼中鈣同位素42Ca和44Ca的相關(guān)比率。研究人員發(fā)現(xiàn)，較輕的鈣同位素（例如42Ca）在骨骼形成期間從血液吸收流入骨骼；相反，當(dāng)骨骼損壞時這些輕同位素則會釋入血流內(nèi)。通過測量血液或尿液中吸收和釋放同位素的比率，可以計(jì)算骨量改變的比率。研究人員測量了30位航天員飛前、飛中、飛后尿液中鈣的同位素比率，確定航天員骨骼內(nèi)的鈣同位素發(fā)生了改變，這意味著骨量正在丟失，研究人員還檢測了71位已經(jīng)患有多發(fā)性骨髓瘤和具有患病風(fēng)險的患者，試驗(yàn)結(jié)果理論上可以支持是否對患者采取治療，并評估治療的有效性。目前技術(shù)還處于試驗(yàn)狀態(tài)，將繼續(xù)開發(fā)完善。