科技成果

NASA建造先进的对地观测微波辐射计

“土壤水分有源-无源”探测器概念图

中国航天网2013年6月19日消息，据NASA 网站近日报道，一支NASA 团队提交了一台新型微波辐射计（Microwave Radiomete），用于测量电磁辐射密度及特定的微波（L-BAND），它是对地观测卫星的信号处理系统，由NASA 戈达德航天飞行中心研制。它现已被运输到NASA 喷气推进实验室（JPL），并与新造的合成孔径雷达系统一起集成到该实验室的“土壤水分有源-无源”（Soil Moisture Active-Passive，SMAP）探测器上，它计划于2014年底发射，将使用这两台仪器测绘全球的土壤水分含量数据，以建造气象模型，能使科学家了解全球土壤水分含量的能力，以便监视和预测干旱情况，并将填补科学家在了解水循环中的空白。传统辐射计通过大带宽及长时间间隔测量，然后取加和平均值的办法测量信号功率，以处理微波辐射的波动。但新型微波辐射计将把时间间隔分割得更小，使探测人为射频干扰（RFI）信号更简单，它通过及时截取信号，可除掉干扰信号，并将优质信号留给科学家。

铁电石墨烯系统将改进信息处理方式

据中国国防科技信息网站2013年6月25日消息，美国麻省理工学院（MIT）开发出一个新系统，系统由用于数据存储的铁电材料和具有超常电子和机械特性的二维碳材料石墨烯组成。此项合成技术最终会用于计算机和数据存储芯片，使芯片在一定面积内可容纳更多部件，运行速度更快，功耗更少。此新发明已经发表在《应用物理快报》上，它将为在铁电存储器上高速读写电子数据提供一种新方法。该项目得到美国国家科学基金会和空军科学研究办公室的支持。

韩国开发出能拍摄160°的广角相机

据中国科技部网站2013年5月31日消息，韩国光州科学技术学院（GIST）信息机电工学系宋英民博士开发出了模拟昆虫眼睛的超广角数码相机。这款相机拥有180个橡胶树脂制造的镜头，具有像弹簧一样能够伸展的图像遥感器，整体呈半球形状，它像昆虫的眼睛一样，可以清晰拍摄-80°～80°方位的影像。预计该相机将被用于无人飞行器（MAVs）或超小型光学内窥镜。

科技成果

神舟-10航天员首次太空授课成功

据中国航天网2013年6月20日报道，中国首次太空授课活动于当日上午在天宫-1成功举行，神舟-10女航天员王亚平为主讲人，聂海胜辅助授课，张晓光担任摄像师。此次太空授课活动由中国载人航天工程办公室、教育部、中国科协共同主办。在大约40分钟的授课中，航天员进行了质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验，展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象。此外，还讲解了实验背后的物理原理，并通过视频通话与地面课堂师生进行互动交流。地面课堂设在位于北京市海淀区的中国人民大学附属中学，具备与神舟-10航天员双向音视频通话互动的能力。包括少数民族学生、进城务工人员随迁子女及港澳台地区学生代表在内的330余名中小学生参加了地面课堂活动，全国8万余所中学6000余万名师生通过电视直播同步收看。此次太空授课取得成功，也得益于2012年7月建成的、应用我国天链1号数据中继卫星的载人航天天基测控网（可覆盖全球）。此外，为保证天地传输图像和声音的质量，提高授课品质，空间实验室系统和飞船系统的设计师们还把在轨通话的覆盖率扩大、时段增长，并将航天员的话音头戴机从原来的有线更换成了无线，便于航天员在进行翻滚和演示等动作时不受电线干扰。

高分一号卫星首批影像图发布

据中国航天网报道，2013年6月6日，国家国防科工局对外公布了国家重大科技专项高分辨率对地观测系统的首发星——高分一号卫星的首批影像图，其中包括2m 全色、8m 多光谱、2m 全色与8m多光谱融合、16m 多光谱4类，涉及北京、上海、银川、大同4个城市，共计13张图片。这些图片影像清晰，层次分明，信息丰富，体现了高分一号卫星多模式同时工作的能力。高分一号卫星于2013年4月28日首次开机成像并下传数据，中国科学院准时捕获并成功接收了全部数据，中国航天科技集团公司所属中国资源卫星应用中心对所获取的原始数据进行了处理。截至目前，高分一号卫星已经获取并处理了160多条（轨道）影像数据，试生产2m 全色／8m多光谱图片2 万余张，16 m 多光谱宽覆盖图片近5000张。高分一号的后续任务还将开展地面系统定标和几何精校正等工作，并将于2013年7月中旬正式转入应用测试工作。

神舟-10搭载的中药材种子飞天归来

这颗太空荷花的种子曾在神舟-4飞船上搭载

据中新网2013年7月3日消息，随着神舟-10飞船的返回，由承德一家医药企业搭载的50g中药材种子（关黄柏和北苍术）飞天归来。据专家分析，中药材种子实现太空搭载以后，可缩短它的生长周期，并帮助提高其有效成分。据悉，在太空强辐射、微重力、高真空的宇宙环境下，植物种子基因会发生变异。多年的实践证明，太空小麦、太空棉和太空荷花等农作物的产量和质量的确优于普通品种。药用植物的航天育种不仅能解决本地企业的原料危机，还可为其他地方提供优质原料保障，不仅经济价值高，还能通过高新技术的扩大种植起到保护名贵野生药材，甚至是保护整个生态的作用。近期，该药企将对这50g太空中药材种子进行培育、筛选、鉴定，从中选出合格的太空种子进行试种，这一周期大约需要4到6年。

美国发现石墨烯优越的润滑和保护性能

据中国科技部网站2013年6月4日消息，近日，美国阿贡国家实验室科学家Anirudha Sumant和Ali Erdemir领导的研究小组发现，在钢材的接触表面吸附上一层石墨烯，将大幅减小其摩擦系数和磨损率，并能有效防止其生锈。这一工序成本很低、操作简单，只需把含有少量石墨烯的溶液滴到两个接触面之间即可。随着接触面之间的相对运动，石墨烯会均匀并且牢牢地附着在整个接触表面。长期以来，工业上用的润滑剂主要有两种：油质润滑剂和固体润滑剂，它们都有成本高、使用条件苛刻、更换麻烦、产生废物污染环境等问题。石墨烯润滑剂可解决这些问题。研究小组估计，如石墨烯润滑剂得到广泛应用，仅节能一项就能每年为美国挽回24．6亿度电能的损失。这一发现的论文发表在2013年4月出版的《碳》杂志第54期上。

3D 打印可制作沙粒大小的锂离子微电池

据中国国防科技信息网站2013年6月20日消息，3D 打印微电池可为从医药到通信等多个领域的器件提供电能，也可为需要小型电池的实验室应用提供电能。为制作微电池，哈佛大学和伊利诺伊大学香槟分校的研究团队，精确打印了交错堆叠的微电池电极，每个电极比人头发直径还小。近年来，工程师发明了许多小型设备，包括医疗植入物、类似昆虫的飞行机器人、可安装在眼镜上的微型摄像头和麦克风，但通常供电电池的体积与它们一样或者更大，限制了这些设备向更小尺寸发展。该联合研究小组第一次演示了3D 打印电池的能力。研究人员意识到，如果他们能制作成堆的紧密交错的超薄电极，就能产生更多的电能。为此，他们选用了3D 打印技术，3D 打印机依照计算机三维图纸，一层层连续沉淀“油墨”材料，从零开始制作出物理物体，就像叠加扑克牌一样。该技术可用于一系列领域，从牙科实验室生产牙冠到航空航天、汽车和消费品领域的快速成型。刘易斯集团公司大幅扩展了3D 打印的能力，他们设计了可广泛使用的功能性油墨，使油墨具有一定用途的化学和电气性能。该公司利用这种油墨及专用3D 打印机，制作出了具有电子、光学、机械或生物学属性的精密结构。

加拿大D-Wave系统公司与NASA 联合打造量子计算机实验室

据中国科技部网2013年6月28日 消息，加拿大D-Wave系统公司近日宣布，其最新开发的量子计算机（512-qubit，D-Wave Two）将安装在NASA新建的量子人工智能实验室。该实验室是NASA、谷歌公司及大学太空研究协会（Universities Space Research Association，USRA）共同建立的，隶属于NASA 艾姆斯研究中心。大学太空研究协会将邀请全世界的科研人员分享机时，共同研究量子计算机如何提高机器学习效率。另外，上述三家机构的科研人员还希望利用该量子计算机解决有关网络搜索、语音识别、规划和调度、搜索系外行星，以及支持任务控制中心运营等方面的复杂问题。“D-Wave Two”量子计算机是D-Wave系统公司的旗舰产品，配以新型超导处理器，极大提升了计算速度。据报道，其运算速度比搭载英特尔处理器的普通计算机快1．1万倍。D-Wave系统公司成立于1999年，旨在整合物理和计算机科学新发现形成计算方法的新突破，拥有诸多国际知名投资公司。

英国开发引力波探测光学观测装置

LISA 星座概念图

据中国国防科技信息网站2013年6月13日消息，激光干涉仪太空天线（The Laser Interferometer Space Antenna，LISA）任务，由ESA 牵头，参与者有NASA、英国、法国、德国、意大利、荷兰、西班牙和瑞士的航天公司或研究所，旨在验证未来观测引力波（gravitational wave）所需的新技术，引力波观测可用于跟踪黑洞的形成、生长和合并的历程，将补充人类对宇宙演化的认知。引力波由坍塌的双星系统及大质量黑洞产生。对太空中自由漂浮物体轨道的任何影响都是外部吸引力造成的结果，而LISA 任务将验证测量此引力影响的超高精度技术。LISA 由欧洲航空航天防务集团（EADS）阿斯特留姆公司制造，英国SciSys有限公司研发其星载软件，该任务中的光学观测装置（optical bench）由英国格拉斯哥大学的引力研究所（IGR）建造。此项任务将于2015年发射。

德国OLED 彩色化技术取得新突破

据中国科技部网站2013年6月3日消息，有机发光二极管（Organic Light-Emitting Diode，OLED）具有自发光的特性，亮度和可视度高，电压需求低且省电效率高，加上反应快、重量轻、厚度薄等优点，应用范围已逐渐由数码相机取景器、便携式投影仪、数据眼镜等小型屏幕扩展至超薄电视的显示屏，被视为21世纪最具前景的产品之一。全彩色化技术是检验OLED显示器是否具有市场竞争力的重要标志。德国弗朗霍夫有机物、材料和电子设备研究所（COMEDD）与VON ARDENNE 设备公司合作研发出一种新技术，使红蓝绿三色OLED 元件独立发光，产生真彩色，自发光效率最高可达100%，生产出了无须使用彩色滤光片的OLED 微型显示屏。此项技术将使手机、数码相机等电器的用户获益，因为其显示屏的彩显耗电量低，能够延长通话、拍照和网页浏览功能的使用时间。

日本开发高耐久性燃料电池

据中国科技部网站2013年6月5日消息，最近日本九州大学的一个研究组宣布成功开发了可用于电动汽车和家电产品的新型燃料电池，该成果已发表在2013年5月3日的电子版英文杂志《科学报告》上。新型燃料电池比原有燃料电池的耐久性提高了约100倍，成本也降低了约1／3。研究组发现，燃料电池作为利用氢和氧发生化学反应产生电流的设备，其反应温度的升高会提高发电效率，经过40万次的实验与原有燃料电池进行比对，确认其耐久性提高了100倍。由于新型燃料电池减少了贵金属铂的用量，因而大幅度降低了制造成本。

日本研发出不使用光的新型“激光”

中国国防科技信息网站2013年6月28日消息，日本国立信息学研究所山本喜久教授领导的研究小组成功研发出不使用光的新型“激光”（Laser）。研究小组利用电子空穴之间相互吸引争夺的“激发粒子”代替光波，通过粒子的作用激发产生“激光”。新型“激光”所需的电力为传统激光的百分之一以下。这种新型“激光”可作为大规模集成电路（LSI）中信息传递的媒介，使用这种“激光”媒介的大规模集成电路的功耗可以做得很小。研究小组在特殊构造的半导体端子中，使电磁波与“激发粒子”相互共振，产生了新型“激光”。此项研究成果发表于英国《自然》科学期刊。此次，日本国立信息学研究所研发出的新型“激光”，为集成电路的信号传导探索了一条新路，并且对今后电子设备的节能具有重要的意义。

韩国三星率先研发成功第五代移动通信核心技术

据中国科技部网站2013年6月5日消息，韩国三星电子公司近日对外宣布成功研发了第五代移动通信技术（Fifth Generation，5G）环境下的数据收发核心技术，这在全球范围内尚属首例，率先开创了新一代移动通信技术的新局面。数据显示，5G 通信下手机的无线下载速度最快可达3686Mbit／s，比第四代移动通信技术（准4G）的75 Mbit／s快数十倍。截至目前，已研发出世界上最快的无线通信技术的三星公司，表示将在2020年前实现5G 通信的商用化，预计与5G 相关的国际通信标准及服务等也将在韩国率先问世。

韩国第四代放射光加速器开工建设

据中国科技部网站2013年6月4日消息，近日，韩国浦项加速器研究所的“梦想光工厂”——第四代放射光加速器（PAL-XFEL）项目正式宣告开工建设。该项目能够制造出像雷达一样传向远方而不扩散的0．1nm 波长的X 光，激光能源为10GeV，亮度将是第三代放射光加速器所制造出的光线亮度的100亿倍。利用这样的放射光，可以轻松观察到仅相当于头发丝的几十万分之一的细微物质内部运动，还可以连续拍摄仅用不到数十万分之一秒的分子结合或分离的情况，并将其制作成视频资料。它不仅将是一台放大倍数巨大的显微镜，还将是一台摄像机。据悉，现在只有美国和日本拥有这一性能的放射光加速器。如果该第四代放射光加速器能够按照计划在2014年年末竣工，韩国将成为第三个拥有这一设备的国家，届时将制造出比太阳光还要亮得多的光线。