科学家提出用液晶构建计算机的新构想

科学家提出用液晶构建计算机的新构想两位科学家在最新一期《科学进展》杂志上撰文提出了一种新的计算机制造方法：用液晶构建计算机，这种计算机将使用分子的朝向来存储数据，其计算方式类似量子计算机，但比量子计算机更容易构建，有望比传统计算机处理更多信息。来自斯洛文尼亚卢布尔雅那大学的伊格·科斯和美国麻省理工学院的约恩·邓克尔提出了一个使用向列型液晶而非电子器件作为基本构件建造新型计算机的方案。他们认为，液晶中的涟漪和瑕疵，可用来制造这种新型计算机。液晶由棒状分子组成，这些分子能像流体一样晃动，但在向列型液晶中，这些分子大多彼此平行。对于电视屏幕等设备，在制造过程中必须去除朝向错误方向的奇怪分子，但这些缺陷是构建液晶计算机的关键。研究人员指出，在普通计算机内，信息被存储为一系列1和0，而在液晶计算机中，信息将被转换成一系列有缺陷的朝向，根据朝向的不同，液晶缺陷可编码为不同的值。电场可用来操纵分子进行基本计算，类似于普通计算机内简单的逻辑门电路的工作方式，在所提出的新型计算机上，这些计算将显示为在液体内传播的波纹。因为液晶计算机不会只使用0和1，所以它的一些计算将类似于量子计算机的工作方式，量子计算机的基础存储单位量子比特可以为叠加状态，因此可同时处理比传统计算机更多信息。而且，由于液晶技术相当先进，用它们来构建计算机或不会像构建量子计算机那样耗时。研究人员指出，其他实验中已成功地用电场将液晶缺陷移动并组装成图案，因此构建向列型液晶计算机最基本的技术已经存在。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307469.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307469.htm

新型硅基"元表面"可快速检测毒素、病毒、癌症和其他疾病

新型硅基"元表面"可快速检测毒素、病毒、癌症和其他疾病研究人员已经成立了一家新公司（PumpkinseedBio），以便早日将上述技术推向市场。该技术由斯坦福大学的科学家开发，用于快速检测COVID-19病毒（SARS-CoV-2）的基因片段，采用了由微型硅盒阵列制成的"元表面"。这些盒子高500纳米，长600纳米，宽160纳米，可以在其表面聚焦近红外电磁辐射。这种聚焦光为光学显微镜检测来自每个盒子的波长偏移提供了一种更简便的方法，而波长偏移会因"坐在"上面的分子不同而变化。研究人员将含有22个核苷酸的基因片段系在硅盒上，将阵列浸泡在缓冲溶液中，以此测试他们的元表面。被拴住的基因片段随后能与加入溶液中的"互补"DNA片段结合。这些DNA链通过影响每个硅盒表面的电磁波长来显示它们的存在。斯坦福大学应用物理学家詹妮弗-迪昂（JenniferDionne）说，这种新型生物芯片可以检测到每微升中只有4000个拷贝的目标基因。研究人员说，这种装置不需要像众所周知的聚合酶链反应（PCR）那样耗时的复制技术，因为它的灵敏度足以检测到鼻腔样本中典型浓度的SARS-CoV-2病毒片段。这种生物芯片能在几分钟内检测出DNA链和蛋白质，还能提供有关感染强度的信息。研究人员说，这项技术既可用于临床诊断，也可用于实验室外的分子追踪，为环境科学家提供了一种"改变游戏规则"的基因探测解决方案。迪翁和同事们成立的PumpkinseedBio计划迅速将他们的研究成果商业化，目标是制造出一种能同时检测多种疾病生物标志物的生物芯片。据分子生物学家、蒙特雷湾水族馆研究所首席执行官克里斯-肖林（ChrisScholin）说，这项技术可以在环境探测方面发挥更大的作用，而在临床诊断方面，它还需要与几种竞争解决方案进行斗争。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377255.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377255.htm

科学家在小行星表面发现水分子

利用NASA现已退役的索菲亚平流层红外天文台（SOFIA）提供的数据，美国西南研究所科学家首次在两颗小行星的表面探测到水分子。这一发现为揭示太阳系中水的分布提供了新线索。研究团队利用SOFIA收集的数据研究了4颗富含硅酸盐的小行星。SOFIA上的“暗天体红外相机”提供的观测结果显示，其中两颗小行星Iris和Massalia发射出特定波长的光，表明其表面存在水分子。虽然科学家此前已在返回地球的小行星样本上探测到水分子的存在，但此次是首次在小行星表面发现水分子。SOFIA对月球的观测显示，一立方米土壤内可能蕴藏着12盎司水，这些土壤遍及月球表面。研究表明，Iris和Massalia上水的丰度与月球上的相似，这些水也可能与月球表面的矿物结合，或附着在硅酸盐中。Iris和Massalia的直径分别为199公里和135公里，与太阳的平均距离为2.39天文单位。via匿名标签:#NASA#小行星频道:@GodlyNews1投稿:@GodlyNewsBot

中国科学家“看到”冰表面原子结构

中国科学家“看到”冰表面原子结构北京大学物理学院、北京怀柔综合性国家科学中心轻元素量子材料交叉平台（简称轻元素平台）组成的研究团队，利用自主研发的国产qPlus型扫描探针显微镜，在国际上首次“看到”冰表面的原子结构，并揭示其在零下153摄氏度即开始融化的奥秘。该成果22日晚发表于国际学术期刊《》上。冰表面的研究对探索生命起源和物质来源具有重要意义，但因缺乏原子尺度实验工具，科学界对冰表面结构的基本问题一直未有明确解答。据介绍，团队利用qPlus型扫描探针显微镜，开发出可分辨氢原子和化学键的成像技术，实现冰表面水分子氢键网络的精确识别和氢原子分布的精准定位。探测发现，冰表面结构同时存在六角密堆积和立方密堆积两种排列方式，且拼接堆砌形成稳定的网络结构。轻元素平台负责人江颖教授表示：“我们通过变温实验，首次在原子尺度上‘看到’冰表面预融化的过程，发现其在零下153摄氏度时就开始融化，这对理解冰面的润滑现象、云的形成及冰川的消融过程等至关重要”。来源，频道：@kejiqu群组：@kejiquchat

韩国科学家开发出创新型月球表面模拟舱

韩国科学家开发出创新型月球表面模拟舱在地球上模拟月球静电环境方面取得的突破为未来的月球探索奠定了良好的基础。通过精确复制和评估月球尘埃的影响，这项技术为克服太空任务中的主要障碍之一提供了重要见解，为先进的月球研究和原地资源利用计划铺平了道路。光电电流测量装置照片。资料来源：韩国土木建筑技术研究院（KICT）执行月球任务的最严重威胁之一是月球表面带静电的环境。由于月球大气层极其稀薄，月球直接暴露在太阳紫外线、X射线、太阳风、地球等离子体等的照射下。因此，月球上的尘埃云呈现出强烈的静电。月球的静电环境白天带正电，夜间带负电。由于月球上几乎没有大气层，空气阻力极小，即使是很小的撞击也能轻易吹走尘埃。带静电的碎石颗粒粘附在空间探索设备上时，可能会对其造成严重损害。例如，当粘附在光伏电池上时，这些颗粒会降低发电效率。在载人飞行任务中，它们会损坏保护宇航员的太空服，或穿透呼吸系统，造成危及生命的后果。KICT的研究小组由Shin,Hyusoung博士（与资深研究员Chung,Taeil和Park,Seungsoo博士一起）领导，开发了一个旨在模拟带电条件的试验室。其目的是实现类似月球表面的静电环境。附说明的设计测量单元原理图（不按比例）。资料来源：韩国土木建筑技术研究院（KICT）韩国信息和通信技术研究所开发的试验室集成了紫外线灯、电子束和等离子体发生器，可对测试物体表面进行正电或负电充电。该设备可用于利用紫外线辐射和电子束对月球土壤的复制品进行静电充电。这将有助于确定月球车上附着了多少材料，并预测潜在的问题。这项技术不仅仅是进行静电充电，还可以模拟月球在各种条件下的带电环境，如白天或夜晚环境，以及受地球等离子体影响的环境。这项研究工作的最大成就在于所开发的设备能够以定量和独立的方式测量所产生的光电流量，而光电流量对月尘在月昼期间的充电影响最大。这项研究获得的实验测量值与相应理论值之间的误差大约在5%以内，这证明了所开发技术的可靠性。因此，KICT的尝试不仅成功地再现了土壤尘埃仍带静电的类似月球的环境，而且还开发了相关的评估技术。这项研究工作为在大型脏热真空室（DTVC）中配备所开发的设备，以实现静电环境并进一步评估其性能奠定了基础。领导该项目的申博士说："我们的研究提出了将韩国在世界上首次开发的全尺寸DTVC与月球尘埃充电技术有效结合的可能性。这一解决方案将成为未来在月球上实施原地资源利用（ISRU）的一系列技术的试验台，解决并应对带电月球尘埃带来的一系列潜在技术挑战。"编译自:ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1427230.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1427230.htm

科学家利用模糊光三维打印高质量镜片

科学家利用模糊光三维打印高质量镜片访问：Saily-使用eSIM实现手机全球数据漫游安全可靠源自NordVPN研究人员开发了一种名为模糊层析成像的新型3D打印方法，可以快速生产出具有商业级光学质量的微透镜。他们使用这种技术打印了一个微型透镜阵列，图中的微型透镜阵列由一组镊子夹持。图片来源：加拿大国家研究理事会丹尼尔-韦伯在光学出版集团（OpticaPublishingGroup）的高影响力研究期刊《光学》（Optica）上，这些研究人员展示了这种新方法，用它制作了一个毫米大小的平凸透镜，其成像性能与市售玻璃透镜类似。他们还表明，这种方法可以在30分钟内生产出可以使用的光学元件。韦伯说："由于层析3D打印机和所使用的材料价格低廉，我们预计这种方法对于经济高效地快速制作光学元件原型非常有价值。此外，层析3D打印固有的自由形态特性可以让光学设计师用形状复杂的打印光学器件取代多个标准光学器件，从而简化设计。"这项新技术使用定制的投影透镜来模糊用于固化光敏树脂的激光束。这样就产生了光学上光滑的表面，从而可以打印出商业质量的镜片，如左下角所示的镜片。资料来源：加拿大国家研究理事会丹尼尔-韦伯断层体积增材制造是一种相对较新的制造方法，它利用投射光在特定区域固化光敏树脂。它可以在没有任何支撑结构的情况下一次性打印出整个部件。然而，现有的层析成像方法无法直接打印出成像质量的透镜，因为所使用的铅笔状光束会造成条纹，从而导致部件表面出现小棱角。虽然可以使用后处理步骤来创建光滑的表面，但这些方法增加了时间和复杂性，从而失去了与断层打印相关的快速原型制作优势。韦伯博士说："光学元件的制造成本很高，因为一个正常的透镜需要严格的技术指标，而且制造过程复杂耗时。模糊层析成像技术可用于以低成本的方式进行自由形态设计。随着技术的成熟，它可以更快地制作出新光学设备的原型，这对从商业制造商到车库发明家的任何人都非常有用。"为了测试这种新方法，研究人员首先制作了一个简单的平凸透镜，结果表明它的成像分辨率与具有相同物理尺寸的商用玻璃透镜相当。它还表现出微米级的形状误差、亚纳米级的表面粗糙度和接近玻璃透镜的点展宽函数。他们还利用模糊层析技术制作了一个3×3的微透镜阵列，并将其与用传统层析3D打印技术打印的阵列进行了比较。他们发现，由于表面粗糙度较大，用传统方法打印的阵列无法对名片成像，但用模糊层析成像技术打印的阵列却可以。此外，研究人员还演示了将球透镜叠印到光纤上，这在以前只能通过一种称为双光子聚合的增材制造技术来实现。目前，他们正致力于通过优化光图案设计方法和将材料参数纳入打印过程来提高组件精度。他们还希望实现打印时间的自动化，使系统足够强大，使其能够用于商业用途。韦伯说："断层三维打印技术是一个迅速成熟的领域，在许多应用领域都得到了应用。在这里，我们利用这种三维打印方法的内在优势来制造毫米级的光学元件。这样，我们就为光学制造技术增加了一种快速、低成本的替代方法，有可能对未来技术产生影响。"编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1430282.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1430282.htm