1.國家納米中心在鈣鈦礦太陽能電池界面修飾研究中取得進展
● 電池
近日,中國科學院國家納米科學中心周惠瓊課題組將生物聚合物肝素鈉引入到鈣鈦礦太陽能電池的陰極界面,在TiO2和MAPbI3層之間起到分子橋梁的作用,鈍化了界面缺陷,并同時改善了器件的效率和穩定性。
周惠瓊課題組將肝素鈉分子橋聯了TiO2和MAPbI3層,研究其對缺陷鈍化和器件衰減的影響。該界面層的引入同時鈍化了鈣鈦礦活性層內的本體缺陷以及TiO2/MAPbI3界面之間的界面缺陷,從而將器件效率從17.2%提高到20.1%,并抑制了電滯回線現象和缺陷誘發的電荷復合。修飾后的器件穩定性也得到了很大的提高,在空氣中放置70天后,依然保持了85%的起始效率。DFT理論計算表明肝素鈉分子通過多種功能基團 (-COO-, -SO3-, or Na+) 與TiO2中的Ti4+,以及MAPbI3中的Pb2+和I-發生相互作用。
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2.中印科技合作項目“TMT拼接子鏡系統”研制通過驗收
● 天文物理
國家國際科技合作專項“TMT拼接子鏡系統研制中印科技合作”項目通過專家組驗收。驗收會由科技部國際合作司委托中國科學技術交流中心組織。
中國和印度均為三十米望遠鏡(Thirty Meter Telescope,TMT)國際天文臺(TIO)的合作伙伴國,雙方將各自承擔86面TMT拼接子鏡的研發任務。2013年“中華人民共和國與印度共和國科技合作聯委會第六次會議紀要”闡述了兩國將在天文學和天體物理學領域加強合作的意愿,并特別指定中國科學院國家天文臺和印度天體物理研究所作為實施單位,重點開展TMT主鏡研制等方面的國際合作。
TMT的主鏡系統,將有492面六角形子鏡,通過主動光學技術拼接而成,為了達到光學共面精度,其復雜的工藝和巨大的工程體量,分別由美國、日本、中國和印度分工協作完成。在TMT工程建設大框架下開展中印合作,是國際天文大科學工程建設分工協作的具體體現。
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3.科學家成功將光束限制在原子尺度內
● 新材料
一個國際團隊在新一期美國《科學》雜志上報告說,他們利用石墨烯等材料成功將光束限制在一個原子大小的尺度內,刷新了光束限制微觀尺度的新紀錄。這一成果有助于研制更小尺寸的光學元件。
研究人員讓紅外線光束穿過上述裝置,以觀察被激發的等離子體如何傳播。為了試探光束傳播的極限空間,研究人員不斷縮小金屬和石墨烯之間的距離。他們發現,當金屬和石墨烯間僅隔一層六方氮化硼,被激發的等離子體仍能在一個原子厚度的通道內自由通行。 研究人員說,施加電壓可以成為控制通道內等離子體傳播的開關,這項研究意味著,將光束傳播限制在原子尺度的通道中完全可行。這一成果將有助于研制新的光學通信元件及納米尺度光學傳感器等。
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4.科學家在納米尺度實現金剛石超彈性
● 納米技術
《科學》雜志4月20日報道了一項由中美科學家領導的國際團隊對金剛石在納米尺度下力學行為的重大發現,研究首次觀測到納米級金剛石可承受前所未有的巨大形變且能恢復原狀,其中單晶納米金剛石的局部彈性拉伸形變最大可達到約9%,接近金剛石在理論上可達到的彈性變形極限。
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5.最大規模銀河系恒星“家譜”首批調查結果發布
● 天文物理
據美國趣味科學網站近日報道,一個國際科研團隊發布了對銀河系內34萬顆恒星“DNA”——恒星化學元素(如鐵、鋁和氧)含量的調查結果,這是迄今對銀河系內恒星進行的最大規模的調查。研究人員表示,新數據有助天文學家為太陽找到失散數十億年的“兄弟姐妹”,并研究銀河系的形成和演化歷程。
GALAH團隊成員、澳大利亞麥考瑞大學副教授丹尼爾·扎克解釋稱,為進行該項目,英澳天文臺一次收集了360顆恒星發出的星光,攝譜儀將光分成不同波長范圍的光譜或光帶,光譜中暗帶的大小和位置揭示了恒星中不同元素的含量,且每種元素在不同波長處都有自身獨特的“指紋”模式。通過分析頻譜中的這些“指紋”,可以尋找互相匹配的恒星。
項目科學家加揚蒂·德·席爾瓦說:“收集恒星‘DNA’并比較光譜中的‘指紋’,有助找到太陽失散數十億年的‘手足’,發現銀河系的原始星團,包括太陽的出生星團等。”
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6.“生命支持系統”能常溫保存移植肝
● 生物技術
英國《自然》雜志近日在線發表的一篇醫學研究論文稱,一種名為“生命支持系統”的體溫保存肝方法,或有助于改善移植效果,增加可用供肝數量,從而降低等待肝移植者的死亡率。
英國牛津大學科學家戴維·納斯拉勒及其同事針對220名肝移植患者開展了首次隨機試驗,比較了傳統冷凍存儲方法和常溫機械灌注方法。根據對肝損傷生物標記的測量結果,團隊發現,常溫機械灌注方法對供肝的損傷比冷凍存儲方法少50%,肝平均保存期增加54%,器官棄用率降低50%。除此之外,研究人員發現在移植一年后,這兩種方法在膽道并發癥發病率和移植肝存活率及患者存活率方面并無顯著差異。
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7.南海遙控深潛科考船啟航
● 海洋勘探
4月17日,由同濟大學主導的“嘉庚”號南海遙控深潛科考船在廈門啟航。這是由中科院院士、同濟大學教授汪品先領銜的國家自然科學基金委“南海深部過程演變”重大研究計劃組織的一次重要科考航次,所租用的加拿大遙控無人深潛器“ROPOS”將助力此次科考,并將實現國內首次深海海底深潛的實況直播科普活動。本次科考為期一個月,將于5月16日返回廈門。
本航次首席科學家、同濟大學教授周懷陽表示,共有來自國內9所高校、科研院所的22位科學家參加此次科考,涵蓋地質、地球物理、地球化學、生物等專業;并將圍繞“南海深海過程演變”重大研究計劃的科學目標,在南海的東北部與中部,聚焦海山、深海沉積和冷泉系統三大主題,開展1000米至4000米海底的原位觀測、實驗和采樣。
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8.超強“吃”塑料酶能加速降解飲料瓶
● 新物質、環境保護
據英國《獨立報》4月16日報道,英國科學家基于一種酶(生物催化劑),造出了一種能“吃”塑料的物質。新物質有助塑料的回收和再利用,幫助解決全球目前面臨的塑料污染問題。
這種酶由生活在日本回收中心的細菌產生。2016年,日本研究人員發現了這種食用塑料的細菌。當時,專家和評論人士就表示,這是解決塑料污染的潛在方法。
在最新研究中,樸茨茅斯大學生物學家約翰·麥吉漢教授帶領團隊,對這種酶的結構中與消化塑料有關的部分做了一些微調,造出了這種酶的“超強”版本,其“消化”塑料的能力遠超自然界中發現的物質。研究人員將其取名為“PETase”,因為它能分解用于制造飲料瓶的PET塑料,加速這些塑料的降解過程(通常需要數百年時間)。他們表示,通過將塑料分解成易處理的塊狀物,新物質可以幫助回收數百萬噸塑料瓶。
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9.科學家揭示納米材料調控水稻根系吸收鉛的機制
● 納米材料
中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所環境與能源納米材料中心研究人員在納米羥基磷灰石降低重金屬鉛離子在水稻根系中的遷移及毒性研究方面取得新進展,固體所環境與能源納米材料中心研究團隊研究了水培條件下nHAP在水稻根細胞中的傳輸與分布,并探討了nHAP降低Pb在水稻體內的毒性和遷移性方面的機制。研究結果表明,nHAP (20±5 nm)進入水稻根部后可以作為阻擋層捕獲Pb2+,抑制了Pb2+從根部向地上部的轉運,進而降低Pb2+的生物毒害。其固定機制主要體現在通過水稻根細胞中存在的nHAP與Pb2+結合,并將Pb2+轉化為根細胞中的Pb沉積物,一方面減少Pb2+對根部正常生長的干擾;另一方面減少Pb2+向地上部分的遷移,最終達到對Pb2+的固定作用。
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10.水基鋅電池有望成鋰電池替代品
● 電池
美國研究人員開發出一種可充電的水基鋅電池,不僅容量大,壽命長,而且更安全,有望成為目前廣泛使用的鋰電池的理想替代品。研究人員指出,鋅電池是一種安全且生產成本相對較低的電池,但能量密度低,壽命也短,因而并不完美。新型水基鋅電池則克服了傳統鋅電池的這些缺點,不僅大大提高了電池的能量密度,電池壽命也延長了許多。而與鋰電池相比,水基鋅電池不僅可在能量密度方面與其一較高下,而且安全得多,不會有爆炸或引發火災的風險。
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11.推動科技成果轉化 中科院物理所將建長三角研究中心
● 最新政策
從中國科學院獲悉,中科院物理研究所將在江蘇省溧陽市合作建設中科院物理所長三角研究中心,致力于解決長三角地區企業在能源、信息、尖端儀器與智能裝備等相關領域的關鍵技術需求。
據了解,該研究中心將主要瞄準科技成果轉移轉化和前沿技術研發,助力當地在前沿科學技術、新能源、高端制造等領域形成可持續發展競爭力。同時,中心將積極開展科技交流、科教融合、科學普及活動,旨在成為知名的科技創新和學術交流基地。
中科院物理所有關負責人介紹,此次協議的簽署標志著該所“一村三湖”(北京中關村基礎研究本部、懷柔雁棲湖大裝置平臺、東莞松山湖中子應用與材料科學、溧陽天目湖成果轉化與學術交流)戰略布局的落實,并將進入全面建設階段。
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12.硒的新型氫化物有望成為高溫超導體
● 超導物質
4月21日從中科院合肥物質科學研究院獲悉,該院固體物理研究所極端環境量子中心研究團隊,與意大利國家光學研究所專家合作,成功合成了硒的新型氫化物。該氫化物是一種潛在的高溫超導體,對超導電性的研究具有重要意義。
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13.地球早期環境與生命協同演化研究獲突破
● 地球、空間、海洋
4月24日,中國地質科學院地質研究所朱祥坤課題組與合作者在《自然—地球科學》在線發文,報道了距今約15.7億年前地球發生的一次氧化事件,恰好對應最早的大型多細胞真核生物出現的時間。這一發現推翻了對“18億~8億年前地球表面持續低氧”的傳統認識,再次肯定了氧氣在早期真核生物演化中的重要作用,代表了地球早期環境與生命協同演化研究的一個重大突破。
研究人員通過對天津薊縣地質剖面自然保護區約16億~15.5億年前的古海洋沉積碳酸鹽巖開展研究,發現中元古代古海洋相關氧化事件起始于約15.7億年前。而高于莊組大型多細胞真核生物出現的時間稍晚于本研究發現的古海洋氧化事件的起始時間。
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14.冰芯記錄揭示喜馬拉雅山沿線近期生物質燃燒增強
● 地球、空間、海洋
中國科學院青藏高原研究所、青藏高原地球科學卓越創新中心姚檀棟課題組游超及其合作者利用高原中部獲取的藏色崗日冰芯中的生物質燃燒特征指標左旋葡聚糖記錄重建了1990年以來亞熱帶亞洲地區的生物質燃燒歷史。結果顯示,2000年以來青藏高原周邊地區生物質燃燒顯著增強。結合衛星遙感等資料,發現冰芯中記錄的生物質燃燒增強主要是由于喜馬拉雅山沿線及周邊的印度半島北部生物質燃燒增加所致。進一步的分析揭示,印度夏季風影響下的喜馬拉雅山濕潤地區降水減少引起干季延長,以及印度半島西北部干旱半干旱地區降水增加引起可供燃燒的生物量增加是造成生物質燃燒增強的主要原因,而人類活動對近期生物質燃燒增強的貢獻較小。
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15.我國研制出首臺流體壁面剪應力測試儀可為國產大飛機等優化設計提供技術支持
● 先進制造
西北工業大學獲悉,世界上第一臺(套)流體壁面剪應力測試儀最近在該校空天微納系統教育部重點實驗室研制成功。該儀器在高性能微型敏感探頭技術、微弱信號抗干擾電測系統技術及復雜惡劣工作環境探頭封裝保護技術上取得突破,能夠對流體壁面剪應力進行快速、有效、可靠測試,測試結果為大型客機、航空發動機、水下航行器外形設計及河口海岸工程提供數據支撐。此舉為飛行器/航行器的摩阻應力與精細流動測試提供了核心裝備,解決了重大工程需求。
文章來源:新華網 材料人 國家天文臺 國家納米科學中心等
IEEE Spectrum
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