科学家研发出旨在帮助农民节约宝贵水资源的高科技土壤传感器

科学家研发出旨在帮助农民节约宝贵水资源的高科技土壤传感器其底端的湿度感应元件被一层被称为金属有机框架（MOF）的合成材料薄膜所覆盖。此前，MOF被用于水过滤器、碳捕获介质和疫苗等应用中，它有一个开放的笼状内部微结构，使它们能够吸收某些类型的分子。虽然KAUST团队尝试了各种MOF，但发现其中一种--称为Cr-soc-MOF-1--对水有特殊的亲和力，能在液体中捕获其自身重量的两倍。科学家们在一个廉价的电极微型传感器上涂上一层该材料的薄膜，然后将该传感器插入潮湿的土壤中。当薄膜开始从土壤中吸水时，水就取代了MOF中的一些空气，按比例改变其电容量。这种变化可以被微型传感器检测到，从而提供一个关于土壤湿度的电子读数。该装置被发现可以在黄土和粘土样本中工作，在后者中表现出大约8分钟的响应时间。现在的计划是利用该设备的更便携版本对该技术进行实际的现场测试。Salama教授说："我们预计基于MOF的土壤湿度传感器将推动下一代土壤湿度传感器技术，提供自动化和精确的灌溉系统。"关于这项研究的论文最近发表在ACS应用材料与界面杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1348513.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1348513.htm

受生物启发的变色材料可让受损货物自行发出警告

受生物启发的变色材料可让受损货物自行发出警告新型传感器由瑞士Empa研究所的科学家开发，由GustavNyström博士领导。该技术的核心是一种被称为羟丙基纤维素（HPC）的物质，它已经被用作药品和食品等活性成分的载体。HPC与水混合时形成液晶。由于这些晶体的微观结构，它们只反射可见光光谱的某些波长，导致它们在被人眼看到时显示为这些颜色，外表鲜艳的蝴蝶翅膀自然也利用了同样的原理。只需改变液晶的温度，就有可能改变其"结构颜色"。考虑到这一事实，Empa的科学家在HPC/水的混合物中加入了少量的碳纳米管，提高了其导电性。因此，当对该材料施加电压时，其温度上升，晶体相应地改变颜色。科学家们制作的变色数字显示装置的两张图片在通过添加纤维素纳米纤维使可生物降解的混合物"膨胀"后，有可能在不改变其结构颜色或导电性的情况下对该材料进行3D打印。迄今为止，科学家们已经利用该技术生产了一个七段式数字显示器，以及一个应变传感器，该传感器会根据机械变形产生的压电电流而改变颜色。"我们的实验室已经开发了基于纤维素的不同一次性电子元件，如电池和传感器，"该研究的共同作者XavierAeby说。"这是我们第一次能够开发出基于纤维素的显示器"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369045.htm

高科技量子传感器：当GPS陷入失效时继续实现高精度惯性导航

高科技量子传感器：当GPS陷入失效时继续实现高精度惯性导航量子惯性传感器是一种非凡的科学仪器，它可以测量运动，比帮助今天的导弹、无人机和飞机导航的设备要精确一千倍。然而，其精致的、桌子大小的组件阵列，包括一个复杂的激光和真空系统，基本上使该技术被禁锢在实验室的控制环境中。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1331081.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1331081.htm

新发明的膀胱传感器会向患者的智能手机发送"小便时间"警报

新发明的膀胱传感器会向患者的智能手机发送"小便时间"警报考虑到上面所说的和其他缺点，美国西北大学的一个科学家小组开始研发一种替代品。结果是，一个柔软、可拉伸、薄薄的应变仪传感器通过手术连接到了膀胱外部。事实上，膀胱器官上放置了多个这样的传感器，它们都与一个小型植入式"基站"硬连接，该基站装有电池、蓝牙模块和其他电子设备。当膀胱充满尿液并膨胀时，传感器也会随之拉伸（但不会影响其功能）。这将导致每个传感器产生应变信号，并将信号传输到基站。基站会将这些数据传输到患者智能手机上的一个应用程序，使他们能够跟踪自己的膀胱充盈情况--医生也可以远程访问这些信息。在对非人灵长类动物进行的测试中，该技术成功提供了长达八周的读数。科学家们目前正在研究一种刺激膀胱的方法，以诱导按需排尿。这样，当患者收到膀胱充盈警报时，他们只需前往最近的卫生间，就能正常排尿。与约翰-罗杰斯（JohnA.Rogers）教授和阿伦-夏尔马（ArunSharma）教授共同领导这项研究的吉列尔莫-阿米尔（GuillermoA.Ameer）教授说："这项工作是同类研究中首次按比例放大供人类使用。我们展示了这项技术潜在的长期功能。根据不同的使用情况，我们可以将该技术设计成永久性地留在体内，或者在病人完全康复后无害地溶解。"研究人员还在开发一种可生物降解的合成"膀胱补片"，并在其中植入患者自身的干细胞。设想是，一旦将补片植入患者功能障碍的膀胱，邻近的膀胱细胞就会迁移到补片中，最终使其成为健康的新膀胱组织。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1425158.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1425158.htm

特斯拉似乎又重新开始为其车辆安装超声波雷达传感器

特斯拉似乎又重新开始为其车辆安装超声波雷达传感器这家豪华电动车制造商长期以来一直声称，它可以通过一种"仅有视觉"的方法达到完全自动驾驶，这种方法避开了激光雷达和雷达等其他传感器，而采用摄像头和深度神经网络，快速处理车辆的周围环境并作出实时反应。特斯拉首席执行官埃隆-马斯克曾承诺在今年年底前"解决"完全自动驾驶问题（他还承诺特斯拉每年都会实现这一目标，至今已有大约九年时间）。他最近承认这个问题将需要更长的时间来解决。而且，也许正如其他每一位自动驾驶汽车技术专家所说的那样，仅通过摄像头实际上还无法实现。该公司去年5月开始从其车辆中移除雷达。10月，特斯拉从为北美、欧洲、中东和台湾制造的Model3和ModelY汽车上拆除了12个超声波传感器。超声波传感器通过超声波测量距离，并被用作接近传感器，以支持防撞安全系统，特别是在停车用例中。现在看来，雷达又回来了，目前还不清楚哪些车型将获得新的雷达。生产超高分辨率4D成像雷达的ArbeRobotics公司首席商务官拉姆-马赫尼斯（RamMachness）说，特斯拉打算明年上市的雷达类型是FCC分配给ADAS使用案例的频率。特斯拉最初于6月向FCC申请在其车辆上使用这种新雷达--在文件中被描述为"76-77GHz汽车雷达"。半导体公司Ambarella的副总裁兼雷达技术总经理StevenHong介绍，"从工作频率（76-77GHz）以及特斯拉FCC文件中传感器的机械设计来看，这种雷达似乎将被用于ADAS应用。"他指出，虽然这种"边缘"雷达传感器的性能将是有限的，但这是一个积极的发展，意味着特斯拉正在寻求将雷达添加到其感知堆栈中，以获得关键的安全性能。今年早些时候，联邦通信委员会曾给予特斯拉保密待遇，以便对新雷达的细节进行保密。上个月末，特斯拉申请将该保密待遇从到期日（即12月7日）起再延长60天。给联邦通信委员会的授权书中写道。"......该设备将在2023年1月中旬之前不会上市。为了避免在我们的产品推出之前出现任何不必要的披露和竞争伤害，我们想请求将上述展品再保留60天，直到2023-02-07。"联邦通信委员会的文件显示，监管机构已经批准了特斯拉延长保密期的请求。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334711.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1334711.htm

钻石量子传感器可更精准监测电动车电池

钻石量子传感器可更精准监测电动车电池东京工业大学研究人员提出了一个解决电动汽车低效的方案。在发表于6日《科学报告》杂志上的研究中，该团队报告了一种基于钻石量子传感器的检测技术，该技术可以在测量电动汽车大电流时，以1%的精确度估计电池电量。电动汽车低效的一个主要原因是对电池电量估计不准，电池的充电状态是基于电池的电流输出来测量的，据此可估计车辆的剩余行驶里程。通常情况下，电动汽车电池的电流可达到数百安培，能够检测到这种电流的商用传感器无法测量毫安级别的电流的微小变化，导致在估计电池电量时约有10%的模糊性，这意味着电动汽车的续航里程可延长10%。此次研究中，该团队使用两个钻石量子传感器制作了一个原型传感器，这两个传感器放置在汽车母线（进出电流的电子接头）的两侧。他们使用了“差分检测”技术，消除了两个传感器检测到的共同噪声，只保留了实际信号，从而能在背景环境噪声中检测到10毫安的小电流。研究团队对两个微波发生器产生的频率进行了模拟—数字混合控制，以在1千兆赫的带宽上追踪量子传感器的磁共振频率。他们发现，磁共振频率可实现±1000安的大动态范围（检测到的最大电流与最小电流之比）。此外，该传感器在-40℃—85℃的宽工作温度范围涵盖一般的车辆应用。最后，该团队对这一原型进行了全球统一轻型车辆测试循环（WLTC）驾驶测试，这是一种电动汽车能耗的标准测试。该传感器准确跟踪了-50安到130安的充放电电流，电池电量估计精度在1%以内。研究人员称：“将电池使用效率提高10%，这将使2030年2000万辆新型电动汽车的运行能耗减少3.5%，生产能耗减少5%。这又相当于2030年全球运输领域二氧化碳排放量减少0.2%。”研究团队表示，希望这一突破能让人类离碳中和社会更近一步。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1313269.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1313269.htm