科技成果

2012-08-15 00:43
航天器工程 2012年6期
关键词:材料

“国际空间站”首次用激光传输数据

据新华网莫斯科2012年10月5日报道,俄罗斯联邦航天局当日宣布,“国际空间站”的俄罗斯舱段在本月2日首次通过激光将宽带信息传输到地面站,传输数据量为2.8Gbit,传输速率达到125Mbit/s。俄罗斯的空间激光通信系统由俄精密仪器制造系统公司和能源火箭航天公司共同研发。它从太空发射激光信号,再由地面接收站将激光解调成电信号,从而实现信息传输。根据俄航天部门2012年2月进行的实验,该系统可在1000km 距离内以2~75 Mbit/s的速率传输数据。与传统的无线通信相比,激光通信的优点是保密性强、不怕电磁干扰和通信质量好。目前,“国际空间站”与地面的主要信息传输手段是卫星电话,但卫星信号并不能全天候传输。

俄罗斯国家纳米技术公司投资燃料电池

据中国科技部网站2012年10月17日消息,俄罗斯国家纳米技术公司日前决定向便携式移动电源项目投资2500万美元。该项目最早是由美国麻省理工学院的工程师创立,目前属于美国Lilliputian Systems公司所有,其主要产品是一种基于燃料电池技术的新型便携式电源(体积相当于一个烟盒大小),它可以通过USB接口向智能手机、平板电脑、电子书、MP3播放器等电子产品充电。这种移动电源使用燃料液体丁烷,借助于化学反应,一盒燃料转化的电能可以为一部iPhone手机完全充电10~15次。燃料电池区别于锂离子电池之处,一是供电能力比同体积的锂离子电池大很多;二是锂离子电池在充电、储存、放电过程中还有电能损耗和电池容量衰减的问题,而燃料电池则像个小型“发电厂”,燃料耗尽后只须更换燃料盒即可,是一种更高效可靠的移动电源。

L-3公司推出新型360°高清红外传感系统

中国国防科技信息网2012年10月26日消息,据L-3 公司网站10月25日报道,L-3CE公司10月25日宣布推出新的夜视360°高清红外传感系统——NC 360HD。这是一种可提供360°红外视频的高清摄像机,它能够产生业界领先的高图像分辨率全景视图,新的传感器是一种低成本的态势感知、导航和护卫设备。凭借其创新的专利设计,NC 360HD 采用了经过战场验证的AAR-44导弹预警系统和夜视HD 1280×1024像素中波红外传感器技术,可产生相当于24个高清红外摄像机共同聚焦的效果。24个单独的帧幅结合在一起,构成具有30万像素分辨率和2.5Hz刷新率的整个360°全景视频画面。L-3CE公司在各种海军舰艇上开发、测试并展示了NC 360HD。该系统还可用于无人机和载人机,以及各种陆空平台。NC 360HD 独特的触摸屏“地面用户界面”(GUI)可在观察全景的同时,独立地用于显示和处理受关注区域。该系统还嵌入了最先进的视频处理算法,以提高图像分辨率和减轻高温、沙漠、海洋等不利环境的影响。NC 360HD 是100%的无源传感器,可用于夜间隐蔽操作,它不仅可用作自主航海(AMN)系统的导航传感器,也可用作态势感知的重要系统保护陆海武装力量。

萨基姆公司为丹麦提供JIM 远程多功能红外双筒望远镜

据Sagem-ds网站2012年10月19日报道,北约支援局(NSPA)近日授予法国萨基姆公司(Sagem)合同,为丹麦国防部提供126台JIM 远程多功能红外双筒望远镜,丹麦军队此次采购的JIM 望远镜将部署在前线部队。便携式光电封装的JIM 远程双筒望远镜不仅具备昼/夜(红外)视像、测距、磁罗盘、GPS、激光指示和数据传输等多种功能,还包括有红外和可视图像融合功能,可用于全天候观察,白天可透过伪装。望远镜有一个USB端口,可用来录制图像和视频。JIM 望远镜不仅重量轻,符合人体工学设计,还表现出优异的侦察、识别和目标捕获能力。JIM 望远镜已被多个北约国家的步兵、炮兵、情报单位、特种部队使用,并服务于一线部队、边境巡逻和海岸保护。加上该合同,目前在世界各地服役的JIM 望远镜已达到5000台。

美国新型热电材料性能跨越重要里程碑

据中国科技部网站2012年10月30日消息,热电材料把热能直接转化为电能,是人类梦寐以求的理想材料。理想的热电材料应具有较高的热电势、电导率和较低的热传导系数。由这三个指标加上热源温度形成了衡量热电材料品质的热电优值(ZT)。一般认为ZT 达到2.0以上方有实际应用价值,但过去热电材料的最高ZT 只有1.6~1.8。最近,美国西北大学无机化学家Mercouri Kanatzidis领导的研究小组开发出一种新型热电材料,使ZT 达到了2.2,可将15%~20%的废(余)热转换成电能。研究小组的新材料仍以传统的热电材料碲化铅为基础,因为碲化铅能够最有效地吸收由热引起原子水平振动的长波能量从而驱动电子定向流动。所不同的是,新材料在碲化铅中加入了少量碲化锶,以提高它吸收中波能量以及微量钠吸收短波能量的能力,从而使新材料的ZT 大幅提高,它是热电材料研发领域的一个重要里程碑。这项研究成果发表在2012年9月20日的《自然》杂志上。

科技成果

中国研制的委内瑞拉遥感卫星-1传回首批图像

据中国航天网2012年10月11日报道,在2周前成功发射的委内瑞拉遥感卫星-1于10月1日首次实传,获取了第1幅清晰、层次丰富的图像。卫星上搭载的两台全色多光谱相机和两台宽覆盖相机,均由北京空间机电研究所负责研制。全色多光谱相机在成像谱段数量、覆盖宽度、动态范围、轻小型化等指标方面,超过了国内外同类型的遥感相机,居于国际先进水平;宽覆盖相机利用成熟技术,采取“一步正样”模式,仅用1年多就完成研制。这颗卫星陆续传回的图片,将应用于委内瑞拉国土资源调查评价、动态监测与管理、资源利用、环境灾害监测与城市建设等业务领域。

美国研究显示月球上的水或来自太阳风

新华网2012年10月16日消息,最新英国《自然-地学》杂志刊登报告称,美国田纳西大学等机构的研究人员对阿波罗11号、16号和17号飞船带回的月球土壤样本进行了分析,结果显示,其中所含有的氢氧基中的氢原子,其同位素比例等特征与太阳风中的氢原子相似。太阳风是来自太阳的粒子流,地球的磁场可保护我们免受太阳风影响,但月球则没有这样的保护。太阳风直接打在月球表面,其中的氢原子与相关物质作用先形成氢氧基,随后又形成水。2009年NASA 在撞击月球实验中发现,月球表面存在水。有观点认为,历史上曾撞击月球的彗星带来了水。本次研究揭示了另一种可能——月球上的水可能来源于太阳风。

洛马公司先进技术中心开发出新纳米铜基焊料

中国国防科技信息网2012年10月25日消息,据洛马公司网站日前报道,洛马公司航天系统先进技术中心(ATC)先进材料与纳米技术部门已经开发出一种革命性的纳米铜基电互连材料(又称焊料,CuantumFuse),加工温度在200 ℃左右。这种焊料一旦充分利用,其电性能和热导率预计将比目前使用的锡基材料提高10倍。过去,几乎所有的焊料都含铅,由于全球努力淘汰有害电子材料,无铅焊料的需求相当迫切。然而,无铅焊料也产生许多问题:高加工温度使成本更高;高含量锡可导致锡晶须短路;在具有挑战性的环境下常常出现断裂,难以保证量化的可靠性。CuantumFuse焊料的开发则有效解决了一系列问题。

德国科学家开发出将太阳光转化为氢气的新型半导体材料

据中国科技部网站2012年11月6日消息,太阳能可以被利用来将水分离成氧气和氢气,产生的氢气是燃料,可使之凝结,或进一步化学变化后储存。对于这个生产过程——光化学电解或是光电解产氢——至今没有成熟合适的材料体系。需要可以吸收和利用水中光线的半导体,来为光电解将电荷载体送至材料表面,产出氢气。德国赫姆霍茨柏林中心的科学家与联邦教研部联合项目组,新近成功研制出新型混合材料,即所谓的聚合氮化碳。分析和测试结果显示,将该材料以薄膜形式叠置于黄铜矿或硅基板上起光催化作用,可将水中太阳光直接转换成氢气。联合项目负责人称,新复合材料在低pH 值的酸性条件下状态稳定,通过与黄铜矿和硅的混合作用,形成可改善性能的额外电场,有光进入时便产出大量氢气。

欧盟科技人员在降低超导体薄带成本方面取得突破

据中国科技部网站2012年11月5日消息,欧盟第六研发框架(PF6)创新型中小企业主题资助的,由德国科技人员领导的欧洲COCON(Coated Conductor by Economic Processing Route)研发团队,显著地降低了超导体薄带技术(Super Conducting Tapes)的制造成本,开启了电力行业广泛实际应用超导体材料的新技术市场。超导体是一系列材料,当温度超冷却接近绝对零开氏度(Kelvin)时,对外显示无限的导电性,几乎没有电阻。但超冷却处理过程需要特殊的条件、专门的设备和材料,经济上的不合算,让超导体在电力行业实际应用的可能性很小。因此,世界各国科技人员均把高温超导体材料(HTSs)作为研发活动降低成本的技术突破点。目前,世界上绝大部分正在研究开发的高温超导体材 料 主 要 由 钇-钡-铜 氧 化 物(Yttrium-Barium-Oxyde,YBCO)组成,通常被制作成相对较灵活和容易弯曲的涂层超导体(CCs Layer)薄带。COCON研究团队的科技人员在涂层超导体薄带的三个基本层面和整体优化结构方面,均取得了明显的技术进步和显著的成本降低。

SELEX Elsag公司推出Micro VSAT卫星通信终端

据中国国防科技信息网2012年10月30日消息,据SELEX Elsag公司网站日前报道,芬梅卡尼卡公司的子公司SELEX Elsag公司推出一种“微型甚小孔径终端”(Micro VSAT),质量23kg。它结构紧凑,具有良好稳定性和易用性,是一种非常灵活的X频段或Ku频段终端。它可由一个操作人员在不到5min之内完成部署。Micro VSAT 采用GPS定位和测量,配有显示器,可快速、准确地对准卫星天线。

欧盟与埃及加强太阳能技术领域的科技合作

据中国科技部网站2012年10月11日消息,欧盟第七研发框架计划(FP7)投入1250万欧元的欧盟埃及太阳能技术合作项目MATS(Multipurpose Application by Thermodynamic Solar)已正式启动。MATS项目由意大利ENEA 集团和意大利国家技术、能源与可持续发展署负责,研发合作伙伴包括法国、英国、德国和埃及科技界以及工业界的科技人员。该项目期限为42个月,致力于充分利用埃及得天独厚的太阳能资源,并整合当地其它的可再生能源,建立一座集电力生产、热力供应、制冷系统和海水淡化于一身的现代化示范工厂。MATS项目的实施共分三个阶段:首先是利用最新技术和计算机模拟系统,通过预研和实验等,结合当地的实际条件和需求,完成示范工程的整体研发设计;第二步是在埃及地中海沿岸城市亚力山大(Alexandria)选址建设示范工厂;最后一步是工厂的实验优化运行。项目完成后,每年可提供3000MW·h的电力和8900MW·h的热能。

挪威科研人员成功开发出新半导体材料

据中国科技部网站2012 年10 月31 日消息,挪威科技大学的研究人员近日成功开发出一种新型半导体工业复合材料“砷化镓纳米线”,并申请技术专利,此复合材料基于石墨烯,具有优异的光电性能,在未来半导体产品市场上将极具竞争力,它被认作有望改变半导体工业新型设备系统的基础。此材料由Helge Weman教授为首的挪威科技大学电子与电信系的研究团队和CrayoNano AS公司共同研制,并联合申请专利。该产品采用自动分子束外延生长法,在原子级薄石墨烯上生成半导体纳米线,新电极透明、韧性好且价格低廉。未来潜在最大的市场是基于石墨烯和半导体纳米线的纳米太阳能电池、自供电纳米机器和先进的3D 集成电路,其应用前景包括服装、笔记本电脑、传统手机、平板电脑和运动配件的生产,未来的电子产品将更加微型而高效。

德国利用新型雷达系统 创建测量精确度新记录

据中国科技部网站2012年10月30日消息,德国卡尔斯鲁尔理工学院(KIT)无线射频技术与电子研究所和德国鲁尔波鸿大学集成系统专业的科学家们,共同研发出新型测距雷达系统并得到成功应用。此雷达系统在2012年7月的联合实验中,以1μm的精确度为测距创下新纪录。准确测量距离在制造技术中日趋重要,例如用于机器人的精确控件,或是微机械元件的生产和对机床的控制。科学家们采用的是调频连续波雷达(FMCW-Radar),其发射机在测量过程中连续工作,KIT 与鲁尔波鸿大学的研究人员为此分别开发出了演算法(Algorithmik)和硬件。相比于激光测距,此系统不仅价格更低,还可以清楚地测量绝对位置;因其有无限制的无歧义范围,所以更优越。

日本开发出利用印刷方法制造有机EL元件的新技术

据中国科技部网站2012年10月29日消息,日本山形大学有机电子研究中心的城户淳二领导的研究小组成功开发出了利用印刷技术制造有机EL(Electro-Luminescence)元件的技术。与现有的真空蒸镀技术相比,印刷技术的电力消耗可降低到1%以下,极大地降低了生产成本。现有的有机EL元件利用真空蒸镀技术在基板上蒸镀数层几纳米至几十纳米的化合物,尤其是电子注入层必须在真空环境下蒸镀金属以及绝缘材料,利用印刷技术难以实现。城户淳二研究小组开发出了一种名为“聚乙烯苯基吡啶”的新型高分子复合材料,可在一般的环境下通过喷射等印刷技术形成薄膜,以代替真空蒸镀形成的化合物。由于真空蒸镀方式为了维持真空环境以及蒸镀时的温度需要消耗大量的电力,同时真空蒸镀不适用大型的EL 元件的制造,此次的新技术在大幅降低了成本的同时,还开辟了大型有机EL元件的制造途径。该技术已被日本科学技术振兴机构的“利用印刷方式制造柔性有机EL 照明元件”项目所采用,相关科研成果在2012年9月11日召开的日本应用物理学会上发表。

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