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新型无辐射磁粉成像扫描仪面世

科技日报2023 年7 月30 日报道，在一项最新研究中，德国物理学家和医生团队成功开发出一种便携式扫描仪，可借助新的无辐射成像技术——磁粉成像，可视化人体内的动态过程，例如血流情况。科学家们表示，这是迈向无辐射干预的重要一步。相关研究刊发于最新一期《科学报告》杂志。

磁粉成像是一种基于对磁性纳米颗粒直接可视化的技术。这种纳米颗粒不是在人体内自然产生的，必须作为标记物给药。最新研究负责人、朱利叶斯-马克西米利安-维尔茨堡大学物理研究所的沃尔克·贝尔教授解释道，与依赖放射性物质作为标记物的正电子发射断层扫描一样，他们开发出的磁粉成像技术具有灵敏快速的优势，不会“看到”来自组织或骨骼的干扰背景信号。

论文第一作者、物理学家帕特里克·沃格尔解释称，纳米颗粒的磁化强度在外部磁场的帮助下被专门操纵，因此不仅可检测到这些纳米颗粒的存在，还可检测到它们在人体内的空间位置。

在最新研究中，贝尔等人开发出了一款新的介入磁粉成像扫描仪，其体积小、重量轻，几乎可带到任何地方。他们在逼真的人体血管模型上进行了测量，并拍摄出了第一批图像。

研究团队表示，这是迈向无辐射干预的第一个重要步骤，有可能彻底改变这一领域。他们正在进一步提升这款扫描仪的性能，以提高图像质量。

（来源：科技日报）

首个微波量子雷达实现“量子优越性”

法国国家科学院里昂高等师范学院的科学家最近开发出了首个基于微波的量子雷达，其性能比现有传统雷达高20%，实现了所谓的“量子优越性”。2023 年6 月29 日，相关研究发表于《自然·物理学》杂志。

最新研究负责人之一本杰明·华尔德指出，2020 年他们发明了一种超导电路，其能够纠缠、存储和操纵微波量子态，并计算微波场中的光子数量，有望应对微波量子计量领域最大的挑战之一：在雷达传感中展示量子优越性。

此前已有科学家试图开发出性能优于传统雷达的量子雷达，并通过光学系统实现了量子优越性。但在最新研究中，华尔德及其同事开发出了首个基于微波的量子雷达，该雷达的性能明显优于迄今已知所有经典雷达。最新量子雷达是利用两种微波辐射之间的关联来工作的，这种关联超出了经典物理理论的范围。

过去的研究表明，在信号功率和目标噪声相当的情况下，量子关联可将雷达的检测速度提高4 倍。在最初的评估中，研究人员开发的新型微波量子雷达与经典雷达相比，探测速度提高了20%。而且，华尔德团队开展了一系列测试，测量了其量子雷达在广泛参数范围内的量子优越性。

（来源：科技日报）

防水且透明柔性有机发光二极管制成

由韩国科学技术院电气工程学院和国家纳米制造中心科学家领导的联合研究团队宣布，他们使用MXene纳米技术，成功开发出了一款防水且透明的柔性有机发光二极管（OLED），新材料即使暴露在水中也能发光和透光，有望应用于汽车、时尚和功能性服装等领域。2023年6月13日，相关研究刊发于美国化学学会ACS Nano杂志。

透明柔性显示器在汽车显示器、生物保健、军事和时尚等多个领域备受瞩目。但众所周知，当发生小变形时，它们很容易断裂。为解决这个问题，科学家们正在积极对许多透明的柔性导电材料，如碳纳米管、石墨烯、银纳米线和导电聚合物等开展研究。

MXene 是一种具有高电导率和透光率的二维材料，具有优异的电化学和光电性能，可通过溶液加工实现大规模生产。尽管拥有这些诱人特性，但其电性能很容易因空气中的湿气或水而劣化，因此其商业化备受挑战。

为解决这一问题，研究团队使用了一种封装策略，可保护MXene 材料免受湿气或氧气引起的氧化，进而开发出一种寿命长、抗外部环境因素稳定性高的MXene 基OLED。新设计的双层封装薄膜，可阻挡水分并具有柔韧性。其顶部还贴有厚度为几微米的塑料薄膜，使其可在水中洗涤而不会降解。

这款基于MXene 的OLED，亮度达到1 000 坎德拉/平方米或更高，即使在阳光直射的户外也可拥有清晰的显示效果。此外，即使在水下浸泡6 小时，该OLED的性能也能保持稳定。

研究人员指出，最新研究将成为MXene应用于电气设备领域的指导方针，可应用于其他需要柔性透明显示器的领域。

（来源：科技日报）

全国首台矿用液态二氧化碳输送设备研制成功

日前，西安科技大学文虎教授科研团队金永飞、吴建斌及于志金等人开发研制了矿用液态二氧化碳输送泵，这是全国首台取得矿用产品安全标志证书并应用于煤矿井下环境液态二氧化碳输送的关键设备。标志着煤矿井下特殊环境下，液态二氧化碳的长距离、稳定、直接、连续、快速的输送成为现实，为我国高瓦斯矿井应用煤层压注液态二氧化碳驱替瓦斯促抽技术，以及开采自燃/容易自燃煤层矿井应用液态二氧化碳防灭火技术提供了重要装备保障。

此外，在此基础上还形成了煤矿液态二氧化碳相变驱替瓦斯成套装备和煤矿长距离液态二氧化碳直注防灭火成套装备，并配合国家矿用产品安全标志中心制定了《矿用液态二氧化碳输送泵安全技术要求（试行）》和《矿用液态二氧化碳输送泵安全标志管理方案（试行）》。

该团队研制的矿用液态二氧化碳输送泵能够实现泵注作用下液态CO2低压3.8 MPa、中压10 MPa、高压15 MPa 向煤层的恒压、稳流输送，以及实现井下CO2恒压（最高3.8 MPa）长距离液相输送（灌注最大流量100 L/min）。

据了解，瓦斯与自燃火灾是煤炭开采过程中的主要灾害，我国90%以上的煤矿都存在不同程度的瓦斯和煤自燃灾害，高效防治瓦斯和煤自燃是保障煤矿安全生产的重要工作。在现有的煤矿防灭火技术方法中，液态CO2方法由于在惰化的基础上能够实现汽化快速降温，在煤矿防灭火工作上表现出极大的优势。

但由于CO2特殊的物理性质，一旦煤矿井下液态CO2输送过程失压，其会瞬间在管路内发生相变形成干冰，堵塞管路，甚至产生爆管，因此，如何实现长距离、连续、稳定、直接将液相的CO2输送至井下防灭火区域或需抽采煤层中一直是煤矿现场面临的技术难题。

（来源：中国科学报）

国内首条粉煤灰提取氧化铝工业化生产线贯通

记者2023 年7 月23 日从内蒙古科学技术厅获悉，国内首条粉煤灰提取氧化铝工业化生产线全线贯通，该生产线采用的技术实现了粉煤灰作为工业废渣的全部利用转化。

据介绍，该生产线由内蒙古蒙西集团和鄂尔多斯国投集团共同进行技术攻关并投资建设，隶属内蒙古鄂尔多斯蒙西铝业有限公司，该企业是内蒙古最早探索利用火力发电厂废弃物——高铝粉煤灰为原料提取氧化铝技术的企业之一，早在2003 年就在中试生产中实现了粉煤灰提取氧化铝半连续化生产，相关技术课题获得国家863计划支持。

20年来，技术攻关团队在借鉴波兰成熟生产工艺和经验的基础上，先后经过机理研究、中试试验和2 次工业化试验，取得了具有完全自主知识产权的专利技术；通过对生产线进行长时间反复调试验证，掌握了氧化铝熟料自粉化的微观机理，攻克了熟料自粉化率持续偏低的技术难题，探索出一整套适用于粉煤灰提取氧化铝工业化生产的配料、煅烧、熟料自粉化及高温粉料输送等工艺、技术、生产方法。

同时，技术攻关团队经过与下游的蒙西水泥公司联合攻关，解决了废渣应用问题，提取氧化铝过程中产生的硅钙渣全部用于联产水泥熟料和其他建材产品，最终形成了绿色、低碳、循环的产业链条。

据该公司负责人介绍，该项目已被国家发改委确立为利用非铝土矿发展我国氧化铝工业的示范项目，企业将以此为基础着力推动打造“高铝煤电—粉煤灰提取氧化铝—电解铝—铝深加工—废渣综合利用”完整产业链，为实现粉煤灰等固废资源综合利用探索出成熟的道路。

（来源：科技日报）

国内首台氢能源地铁作业车下线

2023 年7 月21 日，记者从中铁武汉电气化局获悉，国内首台氢能源地铁施工作业车在湖北襄阳下线。与传统燃油作业车相比，该车全生命周期可累计减少碳排放225 吨。

这台氢能作业车采用氢燃料电池与锂电池混合动力系统提供牵引动力，设计时速80 公里。一次加氢30 分钟，即可让该车连续运行32 小时。同时，该车运行时不用架设电网，没有废气和噪声，可被广泛应用在地铁、隧道、矿山等作业领域。

“氢能具有零排放、无污染、能量密度大等优势，被广泛认为是最具应用前景的清洁能源之一。”中国城市轨道交通协会副会长丁树奎认为。当前，全国地铁运营里程已达1 万公里，在建里程6 000 多公里。地铁施工、运维车辆正在加速推广普及新能源车，市场前景巨大。国内首台氢能源地铁作业车的下线，对于推动行业绿色创新具有积极意义。

据介绍，该车由中铁武汉电气化局与西南交通大学科技成果转化企业四川荣创新能公司联合研制。而襄阳作为全国新能源汽车产业聚集区、湖北先行区新能源新材料产业前沿阵地，拥有湖北首条氢燃料电池示范性生产线项目、百亿级氢能项目建设优势，可为氢能源作业车的规模化发展提供肥沃土壤。

（来源：科技日报）

我国自研柔性太阳翼平板式通信卫星发射成功

2023 年7 月23 日，银河航天灵犀03 星在太原卫星发射中心成功发射升空。这颗卫星由银河航天公司自主研制，配置了数十吉比特每秒容量的毫米波多波束数字载荷，用于验证下一代低轨宽带卫星通信及超大能源、主动热控、工业一体化成型结构、多星堆叠压紧释放等技术。

“这是我国首次在轨对多星堆叠发射技术进行验证，将为我国巨型低轨通信星座的快速部署提供技术支撑。”银河航天首席技术官朱正贤告诉《中国科学报》，“这颗卫星也是我国首款使用柔性太阳翼的卫星。”

朱正贤进一步介绍道，“柔性的翅膀”非常薄，单层柔性太阳板厚度仅1 毫米左右，可以像古代的“奏折”一样折叠，装在火箭里时，为折叠状态，主体厚度不到5 厘米；在轨工作时，“翅膀”拉开长度约9米，宽度超过2.5 米。这种“柔性翅膀”可以吸收更多太阳能，适合卫星大批量堆叠发射。

“从外形来看，卫星的构型犹如汽车的底盘，它也是我国首款卫星主体结构采用一体化成型的卫星，采用整体铸造技术，更容易后续批量生产。”朱正贤告诉记者，卫星采用开放式结构，单机设备直接暴露在太空环境中，没有“外壳”包裹，这对于卫星电子产品的空间环境防护、温度控制等有较高要求。

据了解，银河航天将加速可堆叠平板卫星的批量研制，面向手机直连卫星的相控阵天线、星上大能源、数字处理载荷等核心技术攻关，携手产业链上下游，加速卫星互联网建设。

（来源：中国科学报）

我国高速电力线载波技术获突破

人民网2023 年7 月26 日报道，中国能源研究会近日公布首届能源行业高价值专利（技术）成果评选名单，共评出核心型高价值专利10 件、重要型高价值专利40 件、高价值专利89 件，其中“高速电力线载波通信成果转化典型案例”入选核心型高价值专利，标志着我国高速电力线载波技术（HPLC）取得重要突破。

据了解，电力线载波通信是利用电线来发送和接收信号的通信技术，在国际上多用于电力抄表。尽管电力线载波通信技术具有无需布线、成本低廉等优点，但电力线信道中存在高强度的噪声、干扰、多径和衰落，通信性能一直受到调制方式及信道的制约，因此难以支撑基于高速、稳定传输的深化应用业务。

中国电力科学研究院计量所采集室主任祝恩国介绍，该院针对传统电力线载波的痛点，突破时频分集拷贝、时序优化、多网络协调等关键技术，形成高速电力线载波技术体系。项目团队提出基于正交频分复用的高速电力线载波通信方法，解决电力线信道中存在高强度的噪声、干扰、多径和衰落问题；设计高速电力线载波测试体系及测试系统，为高速载波产品提供检测手段。项目成果实现了3.7 亿电力用户电表的高速稳定通信，并依托相关核心技术专利实现成果转化3.9亿元。

（来源：人民网）

离子型二维材料用于神经形态计算获新进展

大数据时代，具有强大的计算能力和低功耗的硬件成为人们所需，基于离子迁移的神经形态忆阻器近年来引起了广泛关注。目前，基于块状材料的忆阻器可以通过金属离子或空位的调制实现多态操作，但仍面临集成度低、柔性差等挑战。

具有原子级厚度的二维（2D）材料有望用于制造具有高集成密度和良好柔性的忆阻器。此外，电导变化的高线性度、可操作的组态数、器件均一性及工作电流对2D 材料基忆阻器的应用有重要影响。

为了提高2D 材料基忆阻器的性能，使用具有内部功能成分的离子型2D 材料以代替外部离子赋予功能成分的材料成为一个潜在的解决方案。

近日，清华大学深圳国际研究生院成会明、刘碧录团队的最新研究成果于2023 年6 月15 日发表在期刊《今日材料》（Materials Today）上，并被当选为亮点文章。

研究团队提出了一种基于离子型二维CuInP2S6的高性能忆阻器。CuInP2S6（CIPS）是一种具有本征可移动离子的层状材料，电场作用下内部铜离子的迁移可将CIPS 的电阻从绝缘状态切换到导电状态。

由于其本征离子和材料有较好的适配度，有望通过控制CIPS 中内部离子的迁移而获得高性能忆阻器。在该研究中，研究人员在原位扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）测试中发现，CIPS 内部的铜离子可以在电场的作用下迁移，并且铜离子迁移过程可以通过改变电场的极性来调控。

研究人员通过控制内部离子输运，CIPS器件的电导呈现出高达1 350 个连续的线性变化状态。CIPS忆阻器的操作电流约100 pA，比大部分基于导电细丝的忆阻器低7个数量级。此外，多个CIPS忆阻器在同一条件下的电学性能具有良好的均一性。该研究在基于CIPS 忆阻器的模拟系统中实现了高精度的模式识别，并通过CIPS 器件阵列实现了多个神经元之间的复杂信号传输行为。这些结果表明，离子型CIPS 忆阻器在未来神经形态计算应用中有很好的潜力，并为制备高性能神经形态忆阻器的材料选择提供了新思路。

（来源：中国科学报）