中科大团队研发的钙钛矿电池稳态效率26.7% 创造新世界纪录

中科大团队研发的钙钛矿电池稳态效率26.7% 创造新世界纪录 徐集贤团队创造钙钛矿电池最新认证纪录26.7%登上太阳能电池效率表的截图。中国科大供图这是徐集贤团队继2022年、2023年之后代表中国科大第三次更新该世界纪录榜。2023年，团队创造了反式器件认证效率26.1%，实现了钙钛矿电池效率超越26%、打破传统正式器件垄断世界纪录的双重突破。本次成果是在此基础上持续攻关的又一引领性突破，对于构建叠层电池具有积极推动作用。太阳能电池效率表由澳大利亚先进光伏中心联合美国、日本、意大利等多国科学家统一审核和发布，具有近30年历史，其客观性和荣誉为国际光伏学术界和工业领域所公认，代表了光伏各细分领域的最前沿技术动态，具有重要指导意义。本次收录代表着中国科大在光伏前沿研发的突破和引领能力。此次研究是团队在新型钙钛矿单结、下一代晶硅-钙钛矿叠层电池方面的最新成果，已申请多项核心技术专利，为进一步产业化落地奠定了坚实的基础。 ... PC版： 手机版：

3D打印 「人造海绵体」问世！中国 团队 成功 修复 动物 勃起 功能 （有救了）

3D打印 「人造海绵体」问世！中国 团队 成功 修复 动物 勃起 功能 （有救了） 华南理工大学团队在《自然·生物医学工程》发表突破性 研究 利用3D打印技术构建出包含复杂血管网络的水凝胶 阴茎海绵体 模型。该模型通过模拟静脉血流阻断机制，成功在体外复现勃起过程当液体以每分钟90毫升高速灌注时，海绵窦膨胀挤压静脉，实现与真实器官相似的「充血-维持」状态。 在兔子和巴马猪的海绵体缺损修复实验中，植入载有内皮细胞的3D打印模型后，12周内勃起时海绵体内压/平均动脉压比值恢复至正常水平的90%。更令人惊叹的是，修复组动物成功通过交配诞下健康后代，怀孕率与健康组无显著差异。研究还构建了动脉硬化性勃起障碍和佩罗尼病模型，为病理研究提供可视化工具。 该技术不仅能定制化修复损伤，未来还有可能为阴茎移植开辟新道路。团队指出，当前模型尚无法重建尿道和神经，下一步将探索干细胞诱导分化与微型血管整合以探究更好的模拟真实情况。

密苏里大学研发的新型多材料激光3D打印机可一站式制造复杂设备

密苏里大学研发的新型多材料激光3D打印机可一站式制造复杂设备 密苏里大学的研究人员开发出一种新型3D打印方法，可在单一流程中制造复杂的多材料设备，从而简化制造流程并提高环境的可持续性。图片来源：Sam O'Keefe它被称为自由形态多材料组装工艺，有望彻底改变新产品的制造工艺。通过打印嵌入结构中的传感器，该机器可以制造出能够感知环境条件（包括温度和压力）的东西。对于其他研究人员来说，这可能意味着拥有一个自然外观的物体，例如可以测量海水流动的岩石或贝壳。对于公众来说，其应用可能包括监测血压和其他生命体征的可穿戴设备。其他技术在材料的多功能性以及如何精确地将较小的部件放置在较大的3D结构中方面存在不足。团队的方法是利用特殊技术来解决这些问题。团队成员制造了一台有三个不同喷嘴的机器：一个喷嘴添加类似墨水的材料，另一个喷嘴使用激光雕刻形状和材料，第三个喷嘴添加额外的功能材料，以增强产品的功能。它首先用普通的 3D 打印丝（如聚碳酸酯，一种透明的热塑性塑料）制作基本结构。然后，改用激光将某些部分转化为一种名为激光诱导石墨烯的特殊材料，并将其准确地放置在需要的地方。最后，再添加更多材料，以增强最终产品的功能。这项工作得到了美国国家科学基金会（NSF）先进制造计划的资助，NSFI-CorpsTM计划为探索商业化提供资金。"I-Corps 计划正在帮助我们确定市场利益和需求，"Lin 说。"目前，我们认为其他研究人员也会对它感兴趣，但我们相信它最终会让企业受益。它将缩短设备原型的制造时间，使企业能够在内部制造原型。这项仅在密苏里大学拥有的技术，为改变产品制造和生产方式带来了巨大的希望。""这是首次使用这种工艺，它开启了新的可能性，"该研究的第一作者、密苏里大学机械工程专业博士生 Bujingda Zheng 说。"我对这种设计感到非常兴奋。我一直想做一些前人没有做过的事情，而我在 Mizzou 就能做到。"其中一个主要好处是，创新者可以专注于设计新产品，而不必担心如何制作原型。密苏里大学机械与航空航天工程系副教授 Jian"Javen"Lin 说："这为全新的市场提供了可能。它将对可穿戴传感器、可定制机器人、医疗设备等产生广泛影响。"目前，制造多层结构（如印刷电路板）是一个涉及多个步骤和多种材料的繁琐过程。这些工艺成本高、耗时长，而且会产生对环境有害的废弃物。这种新技术不仅对地球更有益，其灵感还来自大自然中的系统。"自然界的一切都由结构材料和功能材料组成，"Zheng 说。"例如，电鳗的骨骼和肌肉使它们能够移动。它们还有专门的细胞，可以放出高达 500 伏特的电压来击倒捕食对象。这些生物学观察启发了研究人员开发新的方法来制造具有多功能应用的3D结构，但其他新兴方法存在局限性。"编译自/ScitechDailyDOI: 10.1038/s41467-024-48919-5 ... PC版： 手机版：

中国首次完成星地100Gbps激光通信试验超越美国星链

中国首次完成星地 100Gbps激光通信试验超越美国星链 综合香港《南华早报》和北京日报客户端报道，长光卫星技术股份宣布，该公司使用自研车载激光通信地面站，与“吉林一号”平台02A02星星载激光终端开展首次星地激光100Gbps超高速高分辨遥感影像传输试验。 该公司介绍，这一成绩是此前纪录的10倍，是在一辆搭载地面站的卡车与吉林一号星座卫星之间完成的。报道称，与常规地面接收装置不同的是，中国团队将观测站设置在卡车上，使其具有移动性，这种做法可以加快应用速度。 长光卫星激光通信地面站技术负责人王行行说，这项技术可将传输速率提升至100Gbps，“相当于一秒钟内传输10部完整电影”，标志着中国在星间、星地融合构建超高速光网传输领域迈出重要一步。 他说，全球首富马斯克的星链系统虽然已展示星间激光通信系统，但尚未部署星地激光通信。 报道称，长光卫星团队先后攻克大气信道补偿技术、高精度时频同步技术、多普勒频移动态校正技术等，解决了大气湍流引起的信号畸变、星地高速相对运动导致的频率漂移、弱光信号检测以及波束高精度跟踪等难题。 据悉，此次试验的激光通信装置已搭载在“吉林一号”卫星星座中。该星座目前共有117颗卫星在轨运行，计划到了2027年扩展至300颗卫星，成为全球最大规模的亚米级商业遥感卫星星座。 新技术的应用将显著提升数据回传效率，用于国防安全、灾害监测、智能城市等领域，并为6G发展提供技术支撑。 《南华早报》报道称，此次突破让中国在激光通信技术上超越美国。虽然美国洛克希德马丁与威瑞森合作开发类似技术，但仅能在100公尺距离内实现30毫秒延迟的资料传输。

人工智能和3D打印如何改变我们种植食物的方式

人工智能和3D打印如何改变我们种植食物的方式 甜菜的 3D 打印参考模型被纳入田间试验。图片来源：哥廷根甜菜研究所除了利用遗传信息指导智能育种之外，三维植物模型还捕捉到了甜菜植物地上部分的基本特征，可用于人工智能辅助作物改良管道。甜菜植物模型具有可重复性，适合田间使用。所有研究信息、数据、方法以及 3D 打印文件均可免费获取。作物管理获得了急需的工具，当然，现在每个人都可以打印自己的三维甜菜植物！(最低维护要求）。现代植物育种是一项以数据为中心的事业，涉及机器学习算法和复杂的成像技术，以选择理想的性状。"植物表型"是一门收集植物精确信息和测量数据的科学，在过去几年中取得了巨大进步。过去，表型分析依赖于人类乏味的测量。如今，表型分析管道的自动化程度越来越高，采用了最先进的传感器技术，通常还有人工智能辅助。测量内容包括大小、果实质量、叶片形状和大小以及其他生长参数。将测量工作移交给自动化流水线不仅能提高效率，计算机辅助传感器通常还能捕捉到人类难以大规模收集的植物复杂信息。在这个由传感器驱动的作物育种新世界中，一个至关重要的方面就是精确参考材料的可用性。传感器需要获得包含所有相关特征的"标准植物"的数据，包括更复杂的三维特征，如叶子的方向角度。因此，有一个实际的"人造植物"作为真实尺寸的参照物，要比仅有计算机中的数据或平面、二维的表示更可取。例如，还可以将实际模型作为温室或试验场中真实植物的参考和内部控制。新的甜菜植物 3D 打印模型就是在考虑到这些应用的情况下生成的，它还有一个额外的优势，即打印文件可供免费下载和重复使用。这样，其他科学家（以及任何甜菜爱好者）就可以重新制作参考甜菜的精确副本，从而使世界各地不同实验室所做的研究更具可比性。3D打印技术的可负担性还意味着这种方法可以在资源匮乏的环境中使用，例如在发展中国家。为了为他们的现实模型收集精确的数据，作者约纳斯-伯默（Jonas Bömer）及其来自哥廷根甜菜研究所和波恩大学的同事使用了激光雷达（光探测和测距）技术。简而言之，通过激光扫描真实的甜菜植物，从 12 个不同的视角创建三维数据。经过处理步骤后，这些数据被输入商业级三维打印机，以创建实际大小的甜菜模型。作者随后在实验室和实地测试了该模型的预期用途。Jonas Bömer 解释说："在三维植物表型领域，利用传感器系统、计算机算法和捕获的形态参数进行参照是一项具有挑战性但又非常重要的任务。应用快速成型技术生成可重现的参考模型，为开发客观、精确的标准化参考方法提供了新的机遇，从而有利于科学研究和实际植物育种。"当然，这种方法并不局限于甜菜，GigaScience的这项新研究展示了人工智能、3D 打印和传感器技术的结合如何促进未来的植物育种，从而帮助世界人口获得健康、美味的作物。GigaScience 数据科学家 Chris Armit 补充说："可打印三维模型的价值在于您可以打印多份，每块作物田打印一份。作为一种低成本表型策略，其主要成本是激光雷达扫描仪，如果能在水稻或非洲孤儿作物等其他需要低成本表型解决方案的作物上测试这种方法，那将会非常棒。"编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

科学家开发出突破性微型光纤激光器 更锐利、更小巧、更智能

科学家开发出突破性微型光纤激光器 更锐利、更小巧、更智能 基于氮化硅光子集成电路的全封装混合集成铒激光器的光学图像，可提供光纤激光器相干性和以前无法实现的频率可调谐性。资料来源：Andrea Bancora 和 Yang Liu（洛桑联邦理工学院）光纤激光器使用掺杂稀土元素（铒、镱、钕等）的光纤作为光增益源（产生激光的部分）。光纤激光器能发出高质量的光束，输出功率高，效率高，维护成本低，经久耐用，而且体积通常比气体激光器小。光纤激光器也是低相位噪声的"黄金标准"，这意味着它们的光束可以长期保持稳定。尽管如此，人们对芯片级光纤激光器微型化的需求仍在不断增长。基于铒的光纤激光器尤其令人感兴趣，因为它们符合保持激光器高相干性和稳定性的所有要求。但是，要实现光纤激光器的微型化，就必须在小尺度上保持其性能。现在，EPFL的刘洋博士和 Tobias Kippenberg 教授领导的科学家们制造出了首台芯片集成的掺铒波导激光器，其性能接近光纤激光器，将宽波长可调谐性与芯片级光子集成的实用性相结合。这一突破发表在《自然-光子学》（Nature Photonics）上。制造芯片级激光器研究人员采用最先进的制造工艺开发出了芯片级铒激光器。他们首先在超低损耗氮化硅光子集成电路的基础上构建了一个一米长的片上光腔（一组提供光反馈的反射镜）。刘博士说："尽管芯片尺寸小巧，但我们却能将激光腔设计成米级长度，这要归功于这些微oring谐振器的集成，它们能在不增大设备物理尺寸的情况下有效延长光路。"然后，研究小组在电路中植入高浓度铒离子，选择性地产生激光所需的有源增益介质。最后，他们将电路与 III-V 族半导体泵浦激光器集成，以激发铒离子，使其发光并产生激光束。基于掺铒光子集成电路的混合集成激光器的光学图像，该激光器具有光纤激光相干性和以前无法实现的频率可调谐性。资料来源：Yang Liu（洛桑联邦理工学院）为了完善激光器的性能并实现精确的波长控制，研究人员设计了一种创新的腔内设计，其特点是基于微孔的 Vernier 过滤器，这是一种可以选择特定光频的光学过滤器。滤波器可在很大范围内对激光波长进行动态调整，从而使其在各种应用中都能发挥作用。这种设计支持稳定的单模激光，其内在线宽仅为 50 Hz，非常窄，令人印象深刻。它还具有显著的边模抑制功能激光器能够以单一、稳定的频率发光，同时将其他频率（"边模"）的强度降至最低。这确保了高精度应用在整个光谱范围内的"干净"和稳定输出。这种芯片级铒光纤激光器的输出功率超过 10 mW，边模抑制比超过 70 dB，性能优于许多传统系统。它还具有非常窄的线宽，这意味着它发出的光非常纯净和稳定，这对于传感、陀螺仪、激光雷达和光学频率计量等相干应用非常重要。基于微光的 Vernier 滤波器使激光器在 C 波段和 L 波段（用于电信的波长范围）内具有 40 nm 的宽波长可调谐性，在调谐和低光谱尖刺指标（"尖刺"是不需要的频率）方面都超越了传统光纤激光器，同时与当前的半导体制造工艺保持兼容。将铒光纤激光器微型化并集成到芯片级设备中可降低其总体成本，使其可用于电信、医疗诊断和消费电子等领域的便携式高度集成系统。它还可以缩小光学技术在其他各种应用中的规模，如激光雷达、微波光子学、光频合成和自由空间通信。"这种新型掺铒集成激光器的应用领域几乎是无限的，"Liu 说。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：