科学家成功解码“材料基因组”

科学家成功解码“材料基因组” 来自原子探针的模拟二维原子图像。图片来源：悉尼大学这一突破对于开发创新材料至关重要，将推动人们开发用于航空航天业的更坚固且更轻的合金、用于电子设备的新一代半导体以及用于电动机的改进磁铁。该研究利用原子探针断层扫描（APT）技术来解开短程阶（SRO）的复杂性。SRO工艺是了解局部原子环境的关键。SRO经常被比作“材料基因组”，即晶体内原子的排列或构型。其重要性在于不同的局部原子排列会影响材料的电子、磁性、力学、光学和其他特性，这些特性对之后产品的安全性和功能性有极大影响。此次研究的重点是钴-铬-镍高熵合金，这类合金在高级工程应用中非常有前途。团队利用复杂的APT成像数据，并结合先进的数据科学技术，实现了以3D形式可视化原子，从而观察和测量SRO，并比较在不同加工条件下合金的变化。该研究为SRO如何控制关键材料特性研究提供了模板，也为科学家提供了一双新“眼睛”，从而可以看到原子级架构的微小变化，是如何导致材料性能的巨大飞跃的。至关重要的是，SRO提供了详细的原子级蓝图，增强了人们对材料行为的计算模拟、建模和最终预测的能力。 ... PC版： 手机版：

中国科学家研发出弹性铁电材料

中国科学家研发出弹性铁电材料 据中国科学院宁波材料技术与工程研究所网站介绍，该研究所的研究团队研发出了兼具弹性回复与铁电性的新型高分子铁电材料，有效解决了传统铁电材料在可穿戴领域难以在大形变下保持稳定性能的难题。该成果于8月4日在国际顶尖学术期刊《科学》上发表。 铁电材料是一种神奇的绝缘性功能材料，有记忆能力，可用在计算机存储器、高精度电机、超敏感传感器和声纳设备等电子产品中，也是日常使用的手机、平板电脑等电子设备中必不可少的材料之一。 用该材料做成的传感器将更随和，具有更高测量精度、更好的穿戴舒适性，未来或能实现手机柔软贴身，可任意弯折。这种材料的拉伸率高达125%，不但能保持原有的铁电性，还能在外力撤除后迅速恢复原状。 来自：雷锋 频道：@kejiqu 群组：@kejiquchat 投稿：@kejiqubot

科学家们正在退出 Twitter 并寻找替代品

科学家们正在退出 Twitter 并寻找替代品 今年早些时候，皮尤研究中心报道称，大多数美国推特用户表示，自从去年马斯克接管以来，他们在该平台上的使用时间有所减少。现在，新数据表明，另一个重要的用户群体也在退出推特。 根据《自然》杂志对数千名科学研究人员进行的调查，超过一半使用推特的科学研究人员报告称他们在平台上的使用时间减少了，或者干脆就离开了这个平台。并且近一半接受调查的人表示，他们已经转向了 Mastodon 等替代社交平台。 在接受调查的 9200 名研究人员中，超过47%的人表示他们减少了在该网站上的使用时间，而近7%的人报告称他们已经完全退出了该网站。值得注意的是，几乎相同数量的人表示，他们在过去一年里已经在至少一个新平台上开设了账户。 《自然》杂志指出，推特在历史上一直是研究人员和科学家的重要平台。它被用于宣传研究和促进科学辩论。但现在情况已经改变。许多用户现在感觉在这个优先考虑付费验证用户内容的平台上，他们的声音被淹没了。 而且这家公司将其供研究人员使用的API变得非常昂贵，大多数人现在无法再访问。因此，虽然并非所有接受《自然》杂志采访的研究人员都准备完全放弃推特，但该公司的策略似乎确实疏远了科学界的大部分人。

来自蜥蜴的灵感 科学家设计抗震安全建筑

来自蜥蜴的灵感 科学家设计抗震安全建筑 这些悲剧不断地提醒我们，提高建筑物的抗震性能刻不容缓。接下来，让我们一同揭开新型抗震建筑的神秘面纱！蜥蜴启发的新型建筑系统设计2024 年 5 月 15 日，我国科学家在《自然》杂志上发表了一篇关于受蜥蜴启发的建筑系统的文章，这种建筑的问世有望规避地震等外界撞击可能导致的建筑坍塌风险，为我们的生命安全筑起一道坚实的防线！研究成果发表于《自然》杂志 图片来源：参考文献 1在地震发生时，地震波会产生周期性振动。这些地震波与建筑物的固有振动频率相接近时，就会引发共振现象，导致建筑物产生更大的振动幅度，加剧建筑物的损坏程度。在建筑物设计中，一个常见的挑战是如何在建筑发生初始损坏时，防止损害进一步扩散到整个结构，从而避免引发灾难性的全面坍塌。因此，在建筑物设计中，关键问题是在建筑物受到外部冲击时，如何像蜥蜴一样迅速做出反应，防止损坏进一步扩散，并避免更大的破坏。蜥蜴尾部的软骨组织中有许多预定的断裂点，当蜥蜴感到危险时，它们会收缩尾部肌肉，使尾巴迅速折断在这些预定点上。在尾巴折断后，蜥蜴的身体会分泌出一种黏液来掩盖断裂处，以防止感染和减少失血。这种黏液还能够迷惑捕食者，让蜥蜴有更多的机会逃脱。受到这种行为的启发，科学家将提出了“倒塌隔离”概念，并将其应用于新型建筑系统的设计中。“倒塌隔离”概念的应用为了防止地震或外界撞击等情况下，建筑物中损坏部分进一步扩散，科学家们应用“倒塌隔离”概念，通过控制结构系统的失效层级，以隔离由初始大失效引发的崩塌。科学家在建筑物的关键部位设置了特定的断裂点结构。当建筑物受到损坏时，这些部位会按照预定的方式断裂，确保特定元素在最关键的组件失效之前先行失效。这样一来，整个建筑会被隔离成不同的单元，从而增强其抗损性。同时，新型建筑系统的不同单元之间具有足够的连通性，可以彼此重新分配荷载，进一步隔离崩塌传播。基于层级结构的倒塌隔离设计（a、基于分层优化的梁柱连接；b、基于层级结构的建筑部分倒塌隔离模拟；c、常规建筑倒塌场景模拟）图片来源：参考文献 1现场测试与结果验证为验证这种“层级式倒塌隔离”设计在实际地震发生中的抗倒塌效果，研究者用混凝土建造了一个长 15 米、宽 12 米的双层建筑，与现行的楼房标准层高类似，双侧建筑的每层高 2.6 米。研究者进行了双重测试，首先验证了建筑物在受到小范围冲击后连锁结构防止崩塌的能力，接着验证了建筑物的崩塌隔离效果。在第一轮测试中，研究者去掉了建筑转角的两根柱子中的一根，结果发现，建筑物未出现大面积的崩塌，仍能提供传统的结构支撑。在第二轮测试中，研究者采用了更极端的初始破坏，他们去掉了转角剩下的那根柱子。结果显示，基于“层级式倒塌隔离”设计概念制造的建筑成功避免了整个结构的坍塌，只有沿着加载路径的部分建筑发生了崩塌。这证明了此种建筑设计可以将崩塌限制在限定区域内。建筑设计和测试（a、在不同测试阶段拆除的全尺寸预制混凝土和柱结构；b、施工过程中的一层连接；c、施工中预制梁放置后的二层连接；d、在第一阶段测试中用于准静态去除的两柱装置；e、角柱拆除采用的三铰机制）图片来源：参考文献 1结语随着科技的飞速发展，新型抗震建筑技术应运而生。这些技术不仅颠覆了传统建筑的设计理念，更在材料、结构、施工等多个方面实现了革命性创新。它们不仅能够显著减少地震对建筑物的破坏，还能在灾难发生后提供更为安全的避难场所，构筑了守护我们生命安全的重要屏障。相信在不久的将来，新技术将广泛应用于各类建筑中，让我们的城市更加安全、坚固！ ... PC版： 手机版：