内容摘要：

新型等离子体发动机可实现更持久高效的低成本太空任务

发光硅 可将芯片通信速度提高倍

受自然生物启发的下一代智能传感器

韩开发增强柔性电子器件耐用性新方法

美开发不含有*元素的新型量子点太阳能电池

3D打印具有多轴结构的人造纳米膜

日开发低成本氢燃料电池固体玻璃膜

新型等离子体发动机可实现

更持久高效的低成本太空任务

与化学燃烧火箭相比，如今的等离子发动机消耗的推进剂更少，能够执行更轻的太空任务，因此成本更低。但与等离子体接触的金属电极随着时间推移会腐蚀设备导致运行停止。为此，西班牙马德里卡洛斯三世大学研究人员制造出一种新型空间等离子体燃料发动机，并获得了专利。新型发动机用U形电离腔室和与之相适应的磁场设计代替圆柱形的腔室，可 地减少等离子体在壁上的损失。这种发动机能够用于卫星和航天器的推进，其磁场的几何形状和配置可将壁面损失和腐蚀降至 ，从而解决目前在轨道上运行的发动机的效率偏低、耐久性不够和运行限制多等问题，并且通过使等离子体流发生磁性偏转可为任务提供更大的灵活性，而无需使用移动部件。因此，它将以更低的成本、更有效和更持久的方式满足在不同地球轨道（如月球或火星轨道）执行空间任务时的推进需求。

（Phys.org网站5月20日消息）

发光硅 可将芯片通信速度提高倍

使用光在处理器芯片及其互连中传输数据不仅可极大提高计算机的速度（芯片上和芯片间通信的速度可提高倍），而且还可以降低其运行功率。但芯片中的硅由于其晶体结构不能很好地处理光，因此光子尚未取代计算机中的电子。为了打造出可与硅兼容的激光器，科学家们需要制造出一种能够发光的硅。为此，埃因霍温理工大学、奥地利林茨大学以及慕尼黑大学的研究人员合作研发出一种新型的硅和锗发光 ，光学性能几乎与 铟和砷化镓相当。科学家正在研究如何将该六边形硅 集成至方形硅微电子设备中，并计划在年打造出一种硅基激光器，从而能够在主流电子设备平台上紧密集成光学功能，实现芯片光学通信以及基于光谱学的经济型化学传感器。通常，电气通信向光学通信的转变将推动许多领域的创新，如自动驾驶用激光雷达、可用于医疗诊断或实时空气污染检测的传感器等。

（Phys.org网站5月15日消息）

受自然生物启发的下一代智能传感器

英国萨里大学和萨塞克斯大学的研究人员受到自然生物蝴蝶翅膀和孔雀羽毛的启发开发出类似蛋白石的胶体晶体。类蛋白石材料在自然光下呈绿色，拉伸时可变为蓝色，加热后可变得透明。胶体晶体由软性聚合物胶体自组装而制成，并含有极少量的石墨烯，晶体可以机械变形，也可以根据其温度可逆地改变颜色，有望作为下一代智能传感器的基石。研究团队与先进材料开发公司（AMD）合作，希望将该技术商业化。

（英国萨里大学网站5月19日消息）

韩开发增强柔性电子器件耐用性新方法

从可穿戴式智能设备到太阳能电池和健康监测传感器，柔性器件弯曲会诱发微观裂纹的传播，最终导致器件失效。近日，韩国大邱庆北科学技术院（DGIST）的研究人员从带孔钢板中汲取灵感开发出一种增强柔性电子器件耐用性的新方法，可承受高达30万次弯曲测试。研究人员使用的方法很简单，取标准的柔性导电膜，用微米级锯齿形孔填充，以形成微孔阵列，使得裂纹只在孔边缘附近的特定位置形成，并在短距离内扩散。通过模拟和实验证明，采用这种方法可以使柔性金属电极能够承受成千上万次的弯曲运动，器件的电导率在30万次弯曲循环内能够保持，意味着如果每天弯曲80次能持续使用10年。与其他提高柔性电子器件耐久性的方法相比，该方法成本低廉且易于与已经在显示行业中使用的设备兼容。

（Phys.org网站5月18日消息）

美开发不含有*元素的新型量子点太阳能电池

洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员开发一种新型的高效量子点太阳能电池，该电池不含任何有*元素，且效率与基于铅、镉元素的量子点太阳能电池相当。研究人员使用铜、铟、硒和锌制造出掺杂锌的量子点，随后加入到多孔 化钛薄膜的空隙中。当暴露于太阳光中，量子点吸收光子并向周围的 化钛释放电子从而产生电流。测试发现，每个的光子中含有95个光电子，意味着光子到电子的转化效率达到85%。虽然在实际测量太阳能转化效率只有大约9%，但也达到量子点电池的平均水平。研究表明，量子点太阳能电池在未来非常有用。除了无*性外，生产成本非常低且规模化生产相对容易。

（洛斯阿拉莫斯国家实验室网站5月18日消息）

3D打印具有多轴结构的人造纳米膜

现有许多光学设备，包括旧式电视中使用的液晶显示器（LCD），都依赖于沿相同方向排列的长针状分子，但要使同一设备上的光纤沿多个方向排列很困难。日本大阪大学科学与工业研究所使用一种新的液相3D图案化制备方法，可实现纳米 膜图案垂直和水平交替排列，生产出具有多轴结构、有序排列的人造纳米 膜。这种方法可以可靠、低价生产光纤，将加速低成本显示器乃至“纸电子产品”的生产，如能够按需使用可生物降解材料印刷的“纸计算机”。这种3D打印方法可增强控制能力，有助于开发更复杂、更便宜、更节能的下一代光学和热学设备、纸电子产品、显示器等。

（Phys网站5月19日消息）

日开发低成本的氢燃料电池固体玻璃膜

目前市场上大多数燃料电池都采用液膜，在干燥条件下不能有效工作，使导电膜的制备复杂且昂贵。日本集成电池材料科学研究所（iCeMS）开发出一种新的配位聚合物玻璃膜，由一种“质子离子液体”（酸碱混合的液体盐）与锌离子混合制成。这种由无水电解质制成的固体膜比液膜具有更好的机械和热稳定性，同时又具有成本效益并且仍能很好地传导质子。由其制成的氢燃料电池提供的能量与使用液膜的氢燃料电池一样，且强度和柔韧性增加。该配位聚合物玻璃的分子结构有利于质子在℃的干燥条件下沿其运动。当在氢燃料电池中进行测试时，它产生的高压（0.96V）完全在典型的聚合物电解质膜的范围内，其功率输出也与常用Nafion膜相似。研究人员正继续工作，以期获得具有更高性能和长期稳定性的燃料电池膜。

（日本京都大学网站5月14日消息）

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