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我国首套高温超导电动悬浮全要素试验系统完成首次悬浮运行

3月31日，我国自主研制的首套高温超导电动悬浮全要素试验系统在长春完成首次悬浮运行，标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破。

此次悬浮运行对超导磁体、直线同步牵引、感应供电及低温制冷等超导电动悬浮交通系统的关键核心技术进行了充分验证，标志着我国在高温超导电动悬浮领域实现重要技术突破，也为推动超导电动悬浮交通系统工程化应用奠定了基础。

高温超导电动悬浮交通系统由车辆、轨道、牵引供电、运行通信等构成，适用于高速、超高速和低真空管道等运用场景，未来速度可达时速600 km 以上，具有高速、安全、绿色、智能、舒适及环境适应性强等优势。

（来源：央视网）

航天领域首个大科学装置“地面空间站”试运行

“目前，空间环境地面模拟装置主体建设已经完成，正在开展联合调试试运行工作。部分装置已经在为用户提供科研服务。预计今年底整体工程完成验收。”4 月16 日，哈尔滨工业大学空间环境地面模拟装置常务副总指挥、常务副总师、空间环境与物质科学研究院院长李立毅介绍最新进展。这标志着我国航天领域首个大科学装置“地面空间站”在哈尔滨揭开神秘面纱，我国航天领域又新增一个大国重器。这对于我国航天事业和空间科学探测能力的提升将起到重要支撑作用。

“由哈尔滨工业大学联合中国航天科技集团有限公司承建的空间环境地面模拟装置，就是要在地球上建设一个与真实宇宙空间环境相似的‘地面空间站’，相当于把空间站‘搬’到地球上。”李立毅表示，“未来，许多需要抵达太空才能进行的实验，在这里就可以完成。届时，科学家们开展空间实验将不再‘难于登天’。未来，航天员们还可以在这里体验和适应月球、火星等星球的表面环境。”

空间环境地面模拟装置是航天技术和空间科学领域的基础科学研究平台，包括空间综合环境模拟与研究系统、空间磁环境模拟与研究系统、空间等离子体环境模拟与研究系统、数值仿真与中央监控系统、建安工程与配套公用设施等，可为研究空间环境与材料、器件及生命体的相互作用等提供重要支撑，对于保障人类太空探索活动的顺利开展、突破地面单因素模拟的局限、全面了解空间环境综合因素对物质的作用和影响等具有重要意义。

这个大科学装置位于哈尔滨新区里，大约50 个足球场大小的“空间环境地面模拟装置建设园区”内，分布着“一大三小”外表普通但里面却别有洞天的实验楼，“一大”即空间综合环境实验楼，“三小”即空间等离子体科学实验楼、空间磁环境科学实验楼、动物培养室。

“在这里可以立足地面模拟九大类空间环境因素开展试验。”哈工大空间环境与物质科学研究院党委委员、空间环境地面模拟装置器件离子辐照研究系统设计师马国亮详细介绍说，空间环境地面模拟装置通过模拟真空、辐照、弱磁、等离子体等9 大类空间因素，在地面构建了综合环境因素多，具有原位/半原位动态测量分析能力，可实现材料、器件、系统及生命科学领域多尺度、跨尺度环境效应研究的综合性研究装置。

空间环境地面模拟装置早在2005 年开始调研、分析和系统论证，经过相关领域科学家和有关部门反复论证、审慎决策，于2017 年底开始动工建设，目前已基本建成进入试运行。

“‘地面空间站’工程兼具科学研究与工程建设的特性，科研探索始终贯穿建设之中，需要不断攻关、不断调试、不断改进，有一些全球都很少碰触的尖端科研难题，更需要以‘钢牙啃硬骨头’的劲头，反复进行研究试验。”李立毅介绍，在这里，科研与建设实现了同步推进，哈工大有关科研建设团队联合其他协作单位一起攻克了多项关键核心技术。“未来，‘地面空间站’还将在脑科学、生命健康、高端仪器研发等方面发挥重要作用。”

“装置建设的溢出效应非常明显，围绕空间环境模拟的许多关键技术在建设需求牵引下得到突破。目前，我们已累计申请国际和国内发明专利120 余项。”李立毅介绍到，国内外的科学家们已经迫不及待地想要进入“地面空间站”开展科学实验。目前，已有国内外110余家高校和科研院所与该装置签署了用户协议。

李立毅表示，空间环境地面模拟装置既是国之重器，也是科研利器。“未来，我们会努力把‘地面空间站’打造成空间科学、航天技术、物质科学等领域最先进的技术研究与工程应用平台。让这套国之重器为加快建设航天强国发挥更大作用。”

（来源：科技日报）

国外研制出新型氧离子电池

奥地利维也纳技术大学与西班牙加泰罗尼亚能源研究所合作开发出一种新型陶瓷基氧离子电池，相关技术已申请专利。

新型氧离子电池使用陶瓷材料，该材料可吸收带双负电荷的氧离子并再次将其释放，基本原理与锂离子电池高度相似。相对于锂离子电池，这种氧离子电池的易燃性大幅降低，可从空气中补充氧离子损耗从而恢复电池容量，耐用性远高于前者。而且制造中使用常见元素，无需钴或镍，目前使用的镧元素也有望被成本更低的原料替代。此外，目前氧离子电池的能量密度约为锂离子电池的三分之一，且需在（200～400）℃条件下运行，更适用于大型储能设施建造，为可再生能源的有效储存提供了新的技术选项。

（来源：科技部合作司）

可在1 200 ℃环境中工作柔性温度传感器高温测量新突破

近年来，各大品牌的折叠屏手机、柔性可穿戴电子等智能设备层出不穷，成为行业热点。作为柔性电子设备的重要组成部分，柔性传感器用以测量温度，反映人体的各项指标。现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、敏感材料等限制，难以实现高温物理场的温度测量。因此，如何继承柔性薄膜传感器优势，实现柔性薄膜传感器在高温环境下的应用是一个值得关注的问题。

近日，来自微纳制造领域的一项最新研究成果，为柔性传感器突破高温应用瓶颈提供了新思路。西安交通大学机械工程学院精密工程研究所的刘兆钧博士、田边教授、蒋庄德院士及其合作团队首次制备出了具有良好温度敏感性的高温柔性温度传感器。

传统柔性温度传感器难以实现高温无损监测

柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器，具有良好的柔韧性、延展性，甚至可自由弯曲、折叠，而且结构形式灵活多样，可根据测量条件的要求任意布置，能够非常方便地对复杂表面进行检测。

在可穿戴方面，柔性的电子产品适合“人体不是平面”的生理特性，因此更易于测试皮肤的相关参数，其可将外界的受力或受热情况转换为电信号，传递给机器人的电脑进行信号处理，从而实时精准地监测出人体各项指标。

“柔性薄膜温度传感器能变形、易附着、轻薄等优点受到了研究人员的广泛关注。”田边说，“热电偶式传感器以结构简单、动态响应快、便于集中控制等优点脱颖而出。”

结合二者优势，热电偶式柔性薄膜温度传感器应运而生。“温度传感器主要由两部分组成，由两种不同材料制成的温度敏感层和柔性基板。温度敏感层常由金属以及金属化合物组成，柔性基材则选择已经商业化的聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺等高分子聚合物材料。”田边表示。

实际上，柔性传感器的优势使其能运用到多个领域当中，除了可穿戴设备，柔性传感器还在医疗电子、环境监测等领域显示出很好的应用前景。然而，现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、温度敏感材料等限制，难以在高温环境场中工作，更无法实现功能化应用。“因为柔性基板的熔点通常低于400 ℃，在高温环境中发生碳化后会变脆、变硬，因此，很难在高温环境下使用现有的柔性温度传感器。这一点也限制了它们在航空航天、钢铁冶金和爆炸损伤检测等极端环境中的应用。”田边解释道。

“现有的高温温度测量手段受限于设备尺寸大、需要破坏结构、破坏气流场、受环境干扰等，难以实现对温度场的无损实时温度监测。”博士生刘兆钧补充道。因此，如何继承柔性薄膜传感器的优势，实现柔性薄膜传感器在高温环境下的安装与应用是亟须解决的关键问题。

突破多项柔性温度传感器测量瓶颈

为了突破柔性温度传感器的温度测量瓶颈，田边教授团队创新性地选择了具有宽温域的铝硅氧气凝胶毡作为温度传感器的柔性基板。由于柔性基板表面不均匀、粗糙度较大，难以通过传统的微纳制造工艺实现薄膜沉积与功能化，因此团队选用了丝网印刷技术制备厚膜以克服上述困难。

在制备传感器的实际操作中，田边、刘兆钧等人使用有机黏合剂混合功能粉末完成浆料配置，利用高温热处理的方法去除薄膜中的多余有机物，如环氧树脂、松油醇等。同时，团队还针对不同应用表面，基于柔性材料可变形、可共形的优势，实现了功能薄膜的特定曲面化制备。“就像球鞋设计者根据球星脚底的尺寸大小来制定码数一样，这种‘独家订制’能有效解决一些问题。”田边表示，这样制备好的柔性温度传感器能够贴附于不同曲率曲面，例如叶片等。同时，其也具有超薄、超轻等优点。这项研究首次实现柔性传感器在零下190 ℃至零上1 200 ℃这一极广的温度范围内工作，测试灵敏度也达到了可观的226.7 μV/℃。这是现有所有柔性温度传感器难以实现的。扩大柔性传感器的工作温域，为柔性传感开拓了更广阔的应用领域，它在探险排难、航空航天、钢铁冶金等领域将呈现出巨大的应用潜力。

在被问及新型柔性传感器何时能够实现实际应用时，蒋庄德表示：“我们团队的研究人员对制备的柔性温度传感器已经进行了多种实验室级测试与实际测试。其中，包括对航模发动机的尾喷温度进行实时监控，小型物理爆炸场爆炸瞬时温度测量以及对坩埚中金属熔化过程进行温度监测等。传感器在整个测试过程都表现出了优异的测温能力。”

在蒋庄德看来，科技发展的目标始终围绕造福人类。他指出：“我们根据柔性温度传感器极轻、极薄的特点，创新性地将其应用于智能穿戴设备，如传感器与环保透明面罩相结合设计出的智能口罩，实现对人体呼吸状态的实时监测，有望惠及长期独居旅行者和慢性病患者。我们的科研成果可以给人们的生活带来便捷，这也让科研有了‘温度’。”

目前，柔性传感器许多技术仍停留在研究阶段，柔性传感器产业链整体能力亟待增强。就技术本身而言，传感器本身的稳定性、耐磨损性等还需要进一步提高。而从整个产业链的配套来说，柔性电路、柔性存储，以及软硬连接等环节也需要跟进步伐。在未来，团队也期望将制备的柔性传感器进一步优化，实现飞机表面、涡轮叶片等国之重器上的温度测量，为我国科技进步添砖加瓦。

（来源：中国新闻网）