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科普知识

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锂的“庐山真面目”首次揭示
2023-08-07

美国加州大学洛杉矶分校科学家首次揭示了锂的真正形状,最新发现有望帮助科学家研制出性能优于现有锂离子电池的锂金属电池,也将对高性能能源技术产生重大影响。相关研究刊发于最近出版的《自然》杂志。可充电锂离子电池广泛应用于智能手机、电动汽车及太阳能和风能存储等领域,其源于锂金属电池。虽然锂金属电池可存储...


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水泥和炭黑制成新型超级电容器
2023-08-02

美国麻省理工学院的一项新研究表明,人类拥有的最普遍且历史悠久的两种材料— —水泥和炭黑,可能是构成一种新的、低成本储能系统的基础。该技术可促进太阳能、风能和潮汐能等可再生能源的使用,使能源网络在可再生能源供应波动的情况下保持稳定。研究人员发现,这两种材料可与水结合制成超级电容器(电池的替代品)以存...


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“量子雪崩”解开绝缘体到金属转变之谜
2023-07-27

美国布法罗大学研究人员用“量子雪崩”解释了非导体如何变成导体,解开了绝缘体到金属转变之谜。相关研究发表在近期的《自然-通讯》杂志上。绝缘体受到强烈的电场冲击时可变成金属,这为微电子学和超级计算机提供了诱人的可能性,但科学家尚不清楚这种电阻开关现象背后的物理原理。研究人员表示,金属和绝缘体之间的区别...


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历经83年!一氧化硼结构终获确定
2023-07-21

美国埃姆斯国家实验室科学家确定了一氧化硼的结构。研究团队成员、埃姆斯实验室科学家弗雷德里克·佩拉斯指出,他们的初衷是研制出一种无碳共价有机框架。这是一种低密度多孔材料,具有周期性有序的晶体结构,由通过共价键连接在一起的有机分子组成。佩拉斯解释说,一氧化硼由一种前体分子制成,该前体分子的作用就像积...


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迄今最精确测量证实电子“非常圆”
2023-07-10

美国国家标准与技术研究院、科罗拉多大学天体物理联合实验室( JILA )等机构的研究人员,在7月6日的《科学》杂志上报告称,他们开展的一项精确度达到创纪录水平的新测量,证实了电子中电荷的分布基本上是完美的圆球形。在宇宙诞生的最初时刻,无数的质子、中子和电子与它们的反物质对应物一起形成。随着宇宙的膨胀和冷...


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通用生物传感器实现一“芯”多用
2023-06-28

研究人员开发了新的信号处理技术,与光流体生物传感器芯片一起使用,以检测浓度变化8个数量级的纳米珠混合物。图片来源:霍尔格·施密特/加州大学圣克鲁斯分校美国加州大学圣克鲁斯分校团队在用于检测或分析物质的芯片传感设备方面取得重大进展,为研制高灵敏度的便携式集成光流体传感设备奠定了基础。这一多类型分析测...


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新型计算机内存大幅减少能耗
2023-06-27

英国研究人员开发了一种新的计算机内存设计方法,可极大地提高性能并减少互联网和通信技术的能源需求。这种改变计算机存储设备电阻并允许信息处理和存储器存在于同一位置的方法,可能会导致密度更大、性能更高和能耗更低的计算机存储设备出现。计算机内存效率低下问题的一个潜在解决方案是一种称为电阻开关内存的新型技...


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物理学家发现超导“行为”开关
2023-06-26

据6月22日《自然·材料》杂志报道,美国麻省理工学院研究人员发现了超导体硒化铁转变为超导状态的新机制。与其他铁基超导体不同,硒化铁的转变涉及原子轨道能量的集体转变,而不是原子自旋。这一突破为发现非常规超导体开辟了新的可能性。在某些条件下(通常是极冷的条件),一些材料会改变其结构,以“解锁”新的超导行...


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微型神经形态设备模拟人类视觉和记忆
2023-06-16

这种神经形态设备是一种由掺杂氧化铟传感元件实现的单芯片,厚度仅为人类头发丝的数千分之一,不需要外部部件就能运作。该设备模仿了人眼捕捉光线的能力,像视神经一样预先打包和传输信息,并像人类大脑一样在记忆系统中存储和分类信息。这些功能可使其实现超快决策。与此前已知设备相比,新设备能够在更长的时间内保留...


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新材料“吃进”低能光“吐出”高能光
2023-06-15

美国得克萨斯大学奥斯汀分校研究人员领衔的团队创造了一种新型材料,可吸收低能量光并将其转化为高能量光。这种新材料由超小硅纳米粒子和有机分子组成,能有效地在其有机和无机成分之间移动电子,可用于更高效的太阳能电池板、更精确的医学成像和更好的夜视镜。研究成果发表在最新一期《自然·化学》杂志上。复合材料由...


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用于太空旅行的多边变形机器人问世
2023-06-14

多边形网格的数字世界和群集行为的生物世界为瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究人员带来了灵感。据最新一期《自然·机器智能》杂志报告,他们开发了一种可以改变形状、四处移动并能与物体和人互动的折叠式机器人,可以从2D三角形变形为几乎任何3D形状,开创了模块化机器人的先河。未来,这种机器人或在太空旅行中有广...


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“分裂”声子显现量子特性
2023-06-12

日前,美国芝加哥大学普利兹克分子工程学院(PME)安德鲁·克莱兰教授领导的团队使用了一种名为声学分束器的设备来“分裂”声子,从而展示了它们的量子性质。他们证明了分束器可用来诱导一个声子的特殊量子叠加态,并进一步在两个声子之间产生干涉。这一成果发表在最新一期《科学》杂志上,迈出了创造新型量子计算机的关...


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能效更高的新型超导二极管面世
2023-06-09

美国明尼苏达大学双城分校科学家开发出一种新型超导二极管,该器件更节能,可一次处理多个电信号,还包含一系列控制能量流动的门,而此前的超导二极管不具备这一功能。新型超导二极管有助扩大量子计算机的规模,提高人工智能(AI)系统的性能。相关论文发表于最新一期《自然·通讯》杂志。论文资深作者、物理与天文学院...


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国际团队开发3D光量子存储技术
2023-06-06

包括韩国蔚山科学技术研究院在内的国际联合团队最近开发出一种“ 3D光量子存储器”原创技术,在光射态纳米粒子( ANP )中发现了可控制无限反复闪烁的“纳米晶体双向光开关”现象。无限可重复的双向光开关将像过去的CD-ROM或CD-RW原理一样,今后将发展成为更快、更准确、更精密的光量子存储器技术和装置,以储存超高性能...


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原子间“呼吸”成量子技术新基石
2023-06-05

美国华盛顿大学的研究人员发现,通过观察原子在激光刺激下发出的光的类型,他们可以检测到原子的“呼吸”,即两层原子间的机械振动。这种原子“呼吸”的声音可帮助研究人员编码和传输量子信息。研究人员还开发了一种设备作为量子技术的新型构建块。研究成果发表在6月1日的《自然-纳米技术》杂志上。研究人员研究激子试图...


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光子芯片温控耗能减至目前的百万分之一
2023-06-02

美国俄勒冈州立大学和贝勒大学科学家在降低数据中心和超级计算机使用的光子芯片能耗方面取得了突破:他们开发出一种新型设备,控制光子芯片温度变化所需的能量仅为目前能耗的百万分之一,有望成为未来数据中心和超级计算机高速通信的骨干。鉴于此,俄勒冈州立大学工程学院约翰·康利团队研制出了一款新型设备,可通过门...


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1.48毫秒!迄今最“长寿”量子比特出现
2023-06-02

一种超导量子比特——磁通量量子比特保持量子特性的时间持续了约1.48毫秒,比量子计算行业目前看好的类似量子比特的“寿命”长很多,有望使未来的量子计算机更实用。相关论文刊发于最新一期《物理评论快报》杂志。构建量子计算机的第一步是选择如何制造其关键成分量子比特。迄今商业上最成功的超导量子比特是传输子。但...


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金属魔法:用半导体量子点打造梦想材料
2023-06-02

据最新一期《自然-通讯》杂志报道,包括日本RIKEN新兴物质科学中心研究人员在内的团队成功创造了一种由硫化铅半导体胶体量子点组成的“超晶格” ,研究人员在这种晶格中实现了类似金属的导电性,导电性比目前的量子点显示器高100万倍,且不会影响量子限制效应。半导体胶体量子点由于其特殊的光学性质而引起了人们极大的...


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柔性纳米电极可提供精准脑刺激
2023-06-02

为刺激大脑而设计的传统植入式医疗设备,对于身体最柔软、最脆弱的组织来说通常过于坚硬和笨重。为解决这个问题,美国莱斯大学工程师开发了微创、超柔韧的纳米电极,可作为植入平台,用于进行长期、高分辨率的刺激治疗。与来自传统皮质内电极的刺激相比,这些设备传递的电脉冲与神经元信号模式和振幅更接近。研究人员称...


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基于芯片的量子密钥分发系统制成
2023-05-30

研究人员开发了一种基于硅光子学的量子密钥分发( QKD )系统,可以前所未有的速度传输安全密钥。新研发的QKD系统使用发射器发送编码光子,并使用接收器检测它们。QKD接收器由二氧化硅制成,由光子集成电路和两个外部单光子探测器组成。对于发射器,使用带有光子和电子集成电路的外部激光器可以高达2.5吉赫兹的创纪录速度...