科技动态

全球首款量子罗盘问世

英国帝国理工学院研究人员和M Squared公司携手，研制出全球首款用于导航的量子加速度计。该量子“罗盘”是不依赖全球定位卫星（GPS）的防干扰导航装置，能确定地球上任何地方的精确位置。该“罗盘”依靠测量极低温度（接近绝对零度）下超冷原子的运动来工作，同时，为使原子足够冷并探测其特性，M Squared公司历时3年研制出一种用于冷原子传感器的通用激光系统，可对原子进行冷却，并为加速度测量提供光学标尺。新量子“罗盘”的设计初衷是为大型车辆、船只等提供导航服务，但也可用于寻找暗能量和引力波等基础科学研究。

大众集团推出量子计算智能交通管理系统 提供精确交通数据

德国大众集团（Volkswagen Group）首次成功使用量子计算机研发了一种交通管理系统，该系统可精确计算城市交通量、交通需求和出行时间，而不再依靠预测。因此，出租车公司和运输服务提供商将更有效地部署车队，同时最大限度地减少乘客的等待时间。该系统将消除诸如出租车和公共汽车在无乘客的情况下驾驶很长的距离等问题，以及针对顾客等待时间长或者是在乘车需求高的地点，可以在固定时间表内增加额外班次，以更好地满足需求。据介绍，该算法也可用于自动驾驶车辆等其他方面。

英国研发南极无人船

英国东英吉利大学的研究团队正与一家公司合作研发一种能在南极海域严酷环境下使用的无人驾驶船，这有助于为科学家分析海平面上升原因获取更多重要数据。该研究团队在筛选一系列涂层材料，以便让船体表面“不粘”，飞溅的海水或雪花会从船体表面直接滑落而不造成影响。这艘无人船将依靠海浪推动前进，船上装备了为电子系统供电的太阳能板，卫星通信设备则确保所采集数据能及时传输到岸上的基地。

通用动力公布最新“金枪鱼-9”无人潜航器

美国通用动力任务系统公司公布了其设计的最新“金枪鱼-9”无人潜航器，其集高导航精度、高声呐分辨率和精密作业能力于一体，可在数分钟内形成精确数据，可用于国防、商业及研究等领域。该无人潜航器有一个可拆卸的数据存储模块(RDSM)，可以存储清晰影像、视频和声呐数据，存储模块可在数分钟内取出回收。其可在3节的航速下航行8h，最高航速6节，下潜深度达200m。该无人潜航器与更大型无人潜航器数据收集能力相当，可以在码头、刚性船体充气艇及其他舰船上布放及回收。

Biomega携首款电动车SIN亮相进博会

丹麦Biomega设计公司携其首款电动车SIN亮相在上海举办的中国国际进口博览会，该产品旨在应对新加坡杂乱无序的城市交通道路问题。该款电动车已在新加坡亮相过，该款车型SIN搭载了20kW·h的电池系统，续航里程160km。该电池系统由1块14kW·h的内置电池和1块6kW·h的可拆卸电池构成。该款车型省去了不必要的外观设计，特色设计在于：风挡(从车头延伸到车尾)、驾驶员的搁脚处，以及利用两款摄像头替代了侧视镜。其采用了轻量化碳纤维车身，重量在800kg以下，将于2021―2023年间实现量产。

锂电池“长寿”密码找到

南开大学梁嘉杰团队与江苏师范大学赖超团队合作，利用石墨烯宏观体三维网络作为机械骨架，银纳米线二维网络作为导电结构，通过低成本、与工业化生产相兼容的涂布–冷干法，制备具有多级结构的银纳米线–石墨烯三维多孔载体，并负载金属锂作为金属锂复合负极材料。这一载体可抑制锂枝晶产生，从而可实现电池超高速充电，有望大幅延长锂电池“寿命”。经测试，该金属锂复合负极材料的比容量可达2573mA·h/g；对称电池测试中，首次实现了在极高电流密度40mA·h/cm2下反复充放电1000周以上，并且过电势低于120mV。

南理工在纯钛金属孪生行为研究方面获进展

南京理工大学李玉胜等人在纯钛金属孪生行为研究方面取得新进展，发现了纯钛高次孪生的主要影响因素。研究人员设计并制备具备特定初始织构及宏观应力状态的工业纯钛，运用背散射电子衍射技术进行系统性研究分析，提出晶体取向与受力方向是高次孪生现象中孪晶系选择的主要影响因素，发现施密特定律对预测高次孪生现象中孪晶变体的选择有重要作用。论文建立的局部应力模型成功地模拟了材料在变形过程中晶体的局部应力状态，对理解金属孪生行为具有重要意义。

新研究提升太阳能电池转换效率

兰州大学彭尚龙团队通过采用新型电荷选择性材料改性、光吸收改善、硅纳米陷光结构构筑、硅表面钝化和硅/金属界面接触电阻降低等策略，提升了太阳能电池的转换效率，同时降低了成本。研究人员将还原氧化石墨烯引入新型电荷选择性材料薄膜中，使导电性提高、电池材料光吸收增强。通过对电池结构进行设计、选用氧化锌作为电子选择性材料等技术改进，使得太阳能电池转换效率超过15%。相关研究成果为降低传统硅基太阳能电池的成本提供了新思路，为将来大范围推广提供了可能。

复旦大学研究团队发现新型磁性二维材料

复旦大学张远波团队在二维磁性材料领域取得重大突破——发现了一种新型的磁性二维材料Fe3GeTe2，单层的Fe3GeTe2在低温下仍具有铁磁长程序及面外磁各向异性。该研究团队用锂离子插层Fe3GeTe2薄层，使得样品的铁磁转变温度提高到室温以上，为未来使用该材料制作电子器件提供了可能。同时，还发展了一种新的样品解理方法——利用氧化铝和Fe3GeTe2之间强的粘附性及较大的接触面积来制备单层样品。这种方法制备效率高，解理能力强，还将为有效解理与Fe3GeTe2解理难度类似的其他层状材料提供了新的方法和研究思路。

钙钛矿发光二极管研究获新突破

中国科学院院士黄维和南京工业大学王建浦团队将钙钛矿发光二极管（LED）外量子效率提高到20.7%，较国际同行提升近一半。该团队提出一种利用低温溶液法设计钙钛矿发光层的新思路，在钙钛矿前驱体溶液中加入一种氨基酸添加剂，使其自发形成一种钙钛矿发光层。此添加剂一方面可以与底层衬底结合形成一层有机绝缘层，另一方面可以诱导钙钛矿结晶，形成低缺陷密度的高质量晶体，从而实现高效率发光。用此方法制备的新型钙钛矿LED在多个关键指标上优于相近发光波段的OLED。由于钙钛矿LED的能耗低、亮度高，容易制成超大面积的器件，因此在电视、智能手机、大尺寸户外显示屏等领域有广阔应用前景。

我国科学家用二氧化碳合成新型生物降解塑料并实现量产

中国科学院长春应用化学研究所王献红团队将二氧化碳变“废”为宝，历时20年时间实现了二氧化碳基生物降解塑料的工业化生产。二氧化碳是一种低成本碳资源，以其为原料可以合成二氧化碳基生物降解塑料，降解产物对环境无污染，而且生产成本较低。目前，该二氧化碳基生物降解塑料已经实现量产，工业化生产能力达年产5万吨，可用于制备塑料袋、快递包装等。同时，用这种材料制成的地膜，已经过连续4年覆膜试验，有望为解决农田地膜残留污染提供新的突破口。

中国“人造太阳”EAST装置实现1亿摄氏度等离子体运行

有“人造太阳”之称的全超导托卡马克大科学装置EAST实现了1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。今年EAST实验重点开展了高功率加热下堆芯物理机制研究的系列实验，通过优化稳态射频波等多种加热技术在高参数条件下的耦合与电流驱动、等离子体先进控制等，实现加热功率超过10MW，等离子体储能增加到300kJ；在电子回旋与低杂波协同加热下，等离子体中心电子温度达到1亿摄氏度。该实验实现了高约束、高密度、高比压的完全非感应先进稳态运行模式，为正在进行的中国聚变工程实验堆（CFETR）设计提供了重要的实验依据与科学支持。

我国反射面天线技术引领国际大科学工程核心设备研制

由中国电子科技集团有限公司第五十四研究所牵头承担的“平方公里阵列射电望远镜（SKA）天线关键技术”课题顺利通过科技部验收。该项目突破了反射面天线口径场分布优选、超宽带馈源与反射面一体化设计、轻型高精度大口径副反射面设计与制造、宽频带双极化低噪声温度馈源等关键技术，建立了天线辐射特性和噪声温度快速计算模型，研制了SKA天线轻型高精度副反射面样机和超宽带高性能双极化制冷馈源系统。该项目参与了SKA国际大科学工程核心设备的关键技术研发，研究成果被纳入大科学工程的实施方案，提高了我国的影响力。

北京航天自动控制研究所研制出“自动化多媒体记录系统”

北京航天自动控制研究所研制的“自动化多媒体记录系统”由工作台、智能控制器、机械臂、人机交互界面组成，只需简单的操作，就能自动完成航天产品多媒体信息录入工作，包括多角度拍照、信息入库、辅助检测等，可替代大量繁杂的人工劳动，有效避免人工记录可能出现的遗忘记录、记录模糊、归档不及时等问题。该系统可应用于航天产品从入厂、组装、检验直到交付的全过程中，便于问题追溯。

我国首台永磁直驱电力机车正式下线

我国首台永磁直驱大功率交流传动电力机车在中车大同电力机车有限公司下线，这是我国在交流电力机车领域的又一突破。由于新型机车采用了直接驱动轮对技术，取消了传统的传动齿轮箱，系统部件维护周期达200万千米左右。机车采用永磁直驱技术，在总效率提升至88%的同时，其每小时还可节约电能200度。此外，新型机车以空心轴挠性板联轴器作为转向架驱动结构，不仅轻巧可靠，而且整体实现“钢性”联结，在有利于环保的同时，较其他交流电力机车噪声降低15%以上，舒适性也得到相应提高。

北京航天自动控制研究所成功研制“机器视觉集卡车架防吊系统”

北京航天自动控制研究所为青岛港新前湾全自动化集装箱码头研制的“机器视觉集卡车架防吊系统”投入使用。该系统可有效防止集装箱装卸作业中吊起和碰箱事故的发生，减少人员伤亡，提高集装作业效率和自动化水平。“机器视觉集卡车架防吊系统”的防吊起功能，可对货柜车行驶区域进行实时监控，并对潜在的吊起事故发出报警信号。除此之外，该系统还增加了车架位置监测功能，能监测吊装作业中货柜车车体是否发生位移，避免碰箱事故的发生。