科 技 成 果

科 技 成 果

中科院研发出瞬时估算PM2.5浓度的新方法

据《北京日报》2016年1月12日报道，中科院遥感与数字地球研究所研发团队提出了一种PM2.5浓度遥感瞬时估算新方法，能在高污染状况下实现快速、实时、区域覆盖的PM2.5卫星监测。研究人员基于遥感方法和技术，研究了基于气溶胶光学厚度、细模态比、气溶胶层高、空气相对湿度等遥感参数的PM2.5遥感（简称PMRS）方法，可不依赖大气化学模式模拟，能够获得高污染状况下的遥感结果。初步地基验证结果显示，PMRS方法能够获得平均精度约70%的近地面PM2.5瞬时遥感结果，尤其是在高污染区域优于国际上其他相关模型。此外，研究团队还开展了传感器设计、遥感方法、遥感反演技术、地面试验验证等方面的系统工作。

中国科技大学发现早期地球氧气产生新机制

据《科技日报》2016年1月11日报道，中国科学技术大学田善喜研究组的一项研究，揭示了早期地球上氧气产生的全新机制，论文已发表在《自然·化学》杂志。研究组提出，二氧化碳分子可以捕获低能电子，而后可能发生两种解离反应，即产生碳原子负离子和自由氧原子或者氧分子。他们利用自主研制的负离子速度时间切片成像谱仪，检测到了上述两个反应，并发现在特定的能量范围内才能有效产生氧分子，而且作为反应产物的自由氧原子也可能结合产生氧分子。“低能电子贴附或捕获”过程对星际化学成分的演化至关重要。由于在许多星球的上空，存在大量二氧化碳气体和低能量自由电子，研究组认为，“电子贴附解离”对原始氧气起源的贡献，可能较以前公认的“三体复合反应”和新近发现的“光解反应”过程更为重要。这一发现大大深化和拓展了人们对“星际介质化学反应”的认识。

美研究人员将光子元件融入微处理器

据《科技日报》2016年1月11日报道，近日，美国研究人员首次在微处理器集成电路芯片内融入光子元件。这一处理器采用简化指令组计算机（RISC－V）架构，包含超过7000万个晶体管和850个光子元件，而且是在一座现有芯片工厂内制作，显示出相关工艺与现有生产程序可以兼容。这项研究由加利福尼亚大学伯克利分校、麻省理工学院和科罗拉多大学博尔德分校的研究人员合作实施。研究人员表示，微处理器芯片呈长方形，尺寸分别为3mm、6mm，其中光子元件充当输入／输出端口。结果显示：这一芯片内的数据通信带宽为300Gbit／mm2，相当于纯电子微处理器内通信带宽的10～50倍。而且其耗电量很低，传输1000Gbit数据仅消耗功率1.3W。此外，光子输入／输出端口在试验中发出并接受数据的距离是10m，而高速电子数据线路的传输距离极限大约是1m。相关论文已发表在英国《自然》杂志。

科学家发现氢极端高压下会形成固体金属原子

据《科技日报》2016年1月8日报道，英国的研究小组通过高压试验发现，氢存在一种新的物质状态——固体金属氢原子。此前有试验证实，在接近室温的条件下对氢施加230GPa的压力，会得到一种氢分子和氢原子的混合状态。英国爱丁堡大学的研究团队利用金刚石对顶砧（DAC）装置，在27℃和325GPa压力的条件下，找到了这种状态存在的最低条件。研究人员推测，氢极有可能是人们寻找了很久的那种完全由氢原子构成的金属氢的前体。相关论文发表在《自然》杂志上。

新加坡研究团队研发新方法可用二维材料控制电子

据《科技日报》2016年1月4日报道，新加坡国立大学研究团队研发了一种控制电子的新方法，能把电子封闭在由原子厚度的材料制成的设备中。研究团队将原子厚度的两种材料——钛硒醚与氮化硼封装在一起，仅将外部电子和磁场施加到组合材料上，起到化学掺杂物的作用，精确地控制电子的行为并使之可逆。其中，两种材料的厚度很关键，将电子封闭到二维材料涂层内部，电场和磁场就获得了统一。这项技术给高温超导和其他固态现象试验带来了希望，待测材料种类繁多，大大拓宽了固态材料科学的可能性，但目前的材料需要－270℃的超低温度来产生功能。研究团队下一步将开发高温二维超导材料，如应用于无损耗电气线路和悬浮列车等。