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编辑＼邹文静

智能传感器可预警地面和建筑物坍塌

韩国土木工程与建筑技术研究院开发了一种可检测地面或结构坍塌迹象的智能传感器和实时远程监控系统。

这一设备的开发始于要寻找一种即时感应地面运动引起的斜坡或建筑物倒塌的方法，以便立即作出反应。该传感器在检测到地面运动时会打开LED 警告灯。传感器可很容易地安装在易于坍塌的区域，检测到的坡度变化小至0.03°。一旦感觉到坍塌迹象，传感器会立即打开LED 灯发出警告。传感器采用高效光透射透镜技术，无论白天黑夜，即使在100 米的距离内，LED 警报也能肉眼可见。当警示灯亮起时，救援人员可远程实时了解受影响区域的情况，这有助于他们采取具体措施，与有关当局分享坍塌的进展情况。

与现有传感器相比，新传感器更易于安装且成本更低，安装和运行成本降低了50%以上。更重要的是，由于其超低功耗，它们可运行近一年而无需更换电池。这些传感器有望广泛应用于季节性变化明显的地区，因为它们即使在-30℃至80℃的极端温度下也能正常工作。

为防止误报，传感器中的算法会根据监控位置的情况分析和评估风险。传感器可用于建筑工地、公共工程、隧道工程、危房和历史建筑，以及矿山、地下结构、易发生山体滑坡的区域等。

（来源：《科技日报》）

新型植入式燃料电池可用血糖发电

瑞士研究人员研制出一种微型燃料电池，能用血液中多余的葡萄糖（血糖）发电，便捷可靠地为植入式医疗器械供电，无须外部电源。他们将这种电池与人工模拟胰岛B 细胞相结合，制造出利用多余血糖自动驱动胰岛素释放、电能自给自足的装置，在动物实验中取得成功。

新型燃料电池比人类指甲盖略大，其核心部件是由含铜的纳米材料制成的电极，能将葡萄糖分解成葡萄糖酸和质子，产生电能。纳米材料由无纺布包裹，表面涂有可医用的海藻酸盐。电池植入动物体内后，体液浸润海藻酸盐，使葡萄糖分子进入燃料电池。

研究人员说，这种燃料电池产生的电能不仅足以驱动体内医疗器械，还有余力与外部设备如智能手机联通，帮助患者和医生监测指标变化、调节体内装置运行。不过研究人员也表示，要将该技术应用于人体，还有很长的路要走。

（来源：新华网）

石墨烯智能“人工喉”或助失声者重获新“声”

从清华大学获悉，该校集成电路学院教授任天令团队首次将被称为“黑金”的石墨烯转换成“收发一体”的可穿戴智能“人工喉”，有望帮助语言障碍者重获新“声”。

在中国，每年有超过30 万人由于意外或者癌症等疾病手术而失去声音——人类最简单最快速的通信交流方式。虽然目前有传统人工喉可以使用，但它们成本高、消耗大，对于患者来说，还存在使用麻烦、体验感差、发音模糊等问题，尤其是特有的电子机器之声，带给人一种突兀冰冷的感觉。

“在医院调研时，让我们感触最深的是，失声患者宁愿选择痛苦化疗，也要保留声带功能。”众多患者的心声带给集成电路学院教授任天令团队很多触动和启发，使得他们在研究二维材料时更关注使用者的体验感，他们研发的集成AI 模型，实现了高精度识别，可满足患者的情感诉求。

石墨烯智能“人工喉”，在器件柔性可贴附、声音收发系统集成、动作监测系统、轻型可穿戴等方面均有重大突破，实现了声音输入到输出的闭环，并可以通过示波器实时观测喉部运动情况。这个体积小且功能集成更多的“人工喉”，其膜片通过导线与一个仅2 平方厘米大小的微控制器相连，可以放在口袋里，配备的电池只有一个纽扣大小，既简单又便捷。

新一代石墨烯“人工喉”可以基本恢复患者的语言交流能力，识别喉切除术患者模糊说出的日常词汇，准确率超过90%。甚至不同频率的耳语、尖叫和咳嗽都可以被其记录、编码并进行分类，“解码”出不同种类聋哑人的“语言”。经过训练后，有望让患者实现“吟诗作唱”的梦想。

（来源：《科技日报》）

受蝴蝶翅膀启发的最轻涂料制成

美国中佛罗里达大学的研究人员从蝴蝶翅膀中汲取灵感，开发出一种自然、环保的新型节能涂料，它能隔热，可以是任意颜色，保留时间长达几个世纪，它也是迄今为止创造的世界上最轻的涂料，这种颜料着色剂替代品有助于节能和减缓全球变暖。

这种涂料不是由颜料制成的，而是利用无色材料铝和氧化铝的纳米级结构排列来产生颜色的，因此十分环保。通过将它们以不同的方式排列在氧化涂层铝镜的顶部，可以控制光的散射、反射或吸收方式。蝴蝶翅膀的丰富色彩也是类似的原理。研究团队将其命名为“等离子涂料”。人造颜料的每种颜色都需要新分子，但两种无色材料的几何排列会产生所有颜色。

美国中佛罗里达大学纳米科学技术中心研究人员介绍说，正常的颜色会褪色，因为色素会逐渐失去吸收光子的能力。但结构色涂料不受这种现象的限制，一旦涂上，它应该会保留几个世纪。根据科学家们的计算，只需要1.4 公斤的等离子涂料就可覆盖一架波音747 的表面。而用传统商业涂料至少需要454 公斤才能得到同样的效果。这意味着它可显著减少航空涂料产生的温室气体排放。

此外，研究人员说，由于等离子涂料吸收的热量较少，因此其底层表面比商业涂料覆盖的表面温度要低。美国总发电量的10%以上用于空调的使用，这种温差等离子涂料有望显著节约能源，也会减少二氧化碳排放。

研究人员还特别表示，等离子涂料很轻。这是因为这种涂料的面积与厚度之比很大，在只有150 纳米的涂料厚度下就能实现完全着色，使其成为世界上最轻的涂料。不过，这种涂料距离大规模生产还有很长的路要走。

（来源：中国科普网）