科 技 成 果

中科院研發(fā)出瞬時(shí)估算PM2.5濃度的新方法

據(jù)《北京日?qǐng)?bào)》2016年1月12日?qǐng)?bào)道，中科院遙感與數(shù)字地球研究所研發(fā)團(tuán)隊(duì)提出了一種PM2.5濃度遙感瞬時(shí)估算新方法，能在高污染狀況下實(shí)現(xiàn)快速、實(shí)時(shí)、區(qū)域覆蓋的PM2.5衛(wèi)星監(jiān)測(cè)。研究人員基于遙感方法和技術(shù)，研究了基于氣溶膠光學(xué)厚度、細(xì)模態(tài)比、氣溶膠層高、空氣相對(duì)濕度等遙感參數(shù)的PM2.5遙感（簡(jiǎn)稱PMRS）方法，可不依賴大氣化學(xué)模式模擬，能夠獲得高污染狀況下的遙感結(jié)果。初步地基驗(yàn)證結(jié)果顯示，PMRS方法能夠獲得平均精度約70%的近地面PM2.5瞬時(shí)遙感結(jié)果，尤其是在高污染區(qū)域優(yōu)于國(guó)際上其他相關(guān)模型。此外，研究團(tuán)隊(duì)還開展了傳感器設(shè)計(jì)、遙感方法、遙感反演技術(shù)、地面試驗(yàn)驗(yàn)證等方面的系統(tǒng)工作。

中國(guó)科技大學(xué)發(fā)現(xiàn)早期地球氧氣產(chǎn)生新機(jī)制

據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》2016年1月11日?qǐng)?bào)道，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)田善喜研究組的一項(xiàng)研究，揭示了早期地球上氧氣產(chǎn)生的全新機(jī)制，論文已發(fā)表在《自然·化學(xué)》雜志。研究組提出，二氧化碳分子可以捕獲低能電子，而后可能發(fā)生兩種解離反應(yīng)，即產(chǎn)生碳原子負(fù)離子和自由氧原子或者氧分子。他們利用自主研制的負(fù)離子速度時(shí)間切片成像譜儀，檢測(cè)到了上述兩個(gè)反應(yīng)，并發(fā)現(xiàn)在特定的能量范圍內(nèi)才能有效產(chǎn)生氧分子，而且作為反應(yīng)產(chǎn)物的自由氧原子也可能結(jié)合產(chǎn)生氧分子。“低能電子貼附或捕獲”過(guò)程對(duì)星際化學(xué)成分的演化至關(guān)重要。由于在許多星球的上空，存在大量二氧化碳?xì)怏w和低能量自由電子，研究組認(rèn)為，“電子貼附解離”對(duì)原始氧氣起源的貢獻(xiàn)，可能較以前公認(rèn)的“三體復(fù)合反應(yīng)”和新近發(fā)現(xiàn)的“光解反應(yīng)”過(guò)程更為重要。這一發(fā)現(xiàn)大大深化和拓展了人們對(duì)“星際介質(zhì)化學(xué)反應(yīng)”的認(rèn)識(shí)。

美研究人員將光子元件融入微處理器

據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》2016年1月11日?qǐng)?bào)道，近日，美國(guó)研究人員首次在微處理器集成電路芯片內(nèi)融入光子元件。這一處理器采用簡(jiǎn)化指令組計(jì)算機(jī)（RISC－V）架構(gòu)，包含超過(guò)7000萬(wàn)個(gè)晶體管和850個(gè)光子元件，而且是在一座現(xiàn)有芯片工廠內(nèi)制作，顯示出相關(guān)工藝與現(xiàn)有生產(chǎn)程序可以兼容。這項(xiàng)研究由加利福尼亞大學(xué)伯克利分校、麻省理工學(xué)院和科羅拉多大學(xué)博爾德分校的研究人員合作實(shí)施。研究人員表示，微處理器芯片呈長(zhǎng)方形，尺寸分別為3mm、6mm，其中光子元件充當(dāng)輸入／輸出端口。結(jié)果顯示：這一芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)通信帶寬為300Gbit／mm2，相當(dāng)于純電子微處理器內(nèi)通信帶寬的10～50倍。而且其耗電量很低，傳輸1000Gbit數(shù)據(jù)僅消耗功率1.3W。此外，光子輸入／輸出端口在試驗(yàn)中發(fā)出并接受數(shù)據(jù)的距離是10m，而高速電子數(shù)據(jù)線路的傳輸距離極限大約是1m。相關(guān)論文已發(fā)表在英國(guó)《自然》雜志。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)氫極端高壓下會(huì)形成固體金屬原子

據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》2016年1月8日?qǐng)?bào)道，英國(guó)的研究小組通過(guò)高壓試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氫存在一種新的物質(zhì)狀態(tài)——固體金屬氫原子。此前有試驗(yàn)證實(shí)，在接近室溫的條件下對(duì)氫施加230GPa的壓力，會(huì)得到一種氫分子和氫原子的混合狀態(tài)。英國(guó)愛丁堡大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)利用金剛石對(duì)頂砧（DAC）裝置，在27℃和325GPa壓力的條件下，找到了這種狀態(tài)存在的最低條件。研究人員推測(cè)，氫極有可能是人們尋找了很久的那種完全由氫原子構(gòu)成的金屬氫的前體。相關(guān)論文發(fā)表在《自然》雜志上。

新加坡研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)新方法可用二維材料控制電子

據(jù)《科技日?qǐng)?bào)》2016年1月4日?qǐng)?bào)道，新加坡國(guó)立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種控制電子的新方法，能把電子封閉在由原子厚度的材料制成的設(shè)備中。研究團(tuán)隊(duì)將原子厚度的兩種材料——鈦硒醚與氮化硼封裝在一起，僅將外部電子和磁場(chǎng)施加到組合材料上，起到化學(xué)摻雜物的作用，精確地控制電子的行為并使之可逆。其中，兩種材料的厚度很關(guān)鍵，將電子封閉到二維材料涂層內(nèi)部，電場(chǎng)和磁場(chǎng)就獲得了統(tǒng)一。這項(xiàng)技術(shù)給高溫超導(dǎo)和其他固態(tài)現(xiàn)象試驗(yàn)帶來(lái)了希望，待測(cè)材料種類繁多，大大拓寬了固態(tài)材料科學(xué)的可能性，但目前的材料需要－270℃的超低溫度來(lái)產(chǎn)生功能。研究團(tuán)隊(duì)下一步將開發(fā)高溫二維超導(dǎo)材料，如應(yīng)用于無(wú)損耗電氣線路和懸浮列車等。