高空續航五天的無人機、光學「深度學習」、納米級超彈性合金、量子納米鏡、碳納米管電子皮膚

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先進材料

堅硬如岩石但彈性像橡膠的新形式碳

據Nanowerk網站2017年6月9日報道，美國華盛頓卡內基研究所、芝加哥大學、賓夕法尼亞州立大學組成的研究團隊，對玻璃碳施加約25萬個標準大氣壓的壓力，並將其加熱到1800華氏度左右，創造出一種新的強彈性碳。這種碳由石墨狀和類金剛石鍵合基序組成，具有獨特的組合性能。在高壓合成條件下，玻璃碳內的無序層以各種方式扣合、合并和連接，形成缺乏大範圍空間順序的整體結構，但在納米尺度上具有小範圍空間組織。這種材料可用於從航空航天工程到軍事裝甲的各個領域。

用於石墨烯內的二維電子顯微鏡

據Nanowerk網站2017年6月9日報道，丹麥科技大學和德國亞琛工業大學組成的國際研究團隊，提出使用石墨烯作為二維真空室，並建立一個二維電子顯微鏡，電子從電子槍飛向靶材，而不會離開石墨烯片。模擬表明，高性能石墨烯器件和現有的電子元件足以使其在實際中發揮作用，聚焦的電子束可用於探測形狀、邊緣的電子特性以及石墨烯上的沉積物體。它可改進室溫彈道電子設備，並提供更快的切換和更複雜的功能。

自主系統與機器人

自主機器將具有更大的獨立性

據Eurekalert網站2017年6月8日報道，西班牙國立大學等機構的研究人員開發了一種用於自主智能系統學習的離散時間公式。為了增大其自主性，研究人員建立了延遲動力學和系統性能的反饋迴路。延遲動力學提供有關係統過去的信息，從而顯示其結構與性能之間的以往關係。他們將其方法應用於進行幾種模式分類的神經網路，產生了66％的魯棒性。這種方法可應用於納米技術、生物系統等領域。

工程師設計出可在高空續航五天的無人機

據MIT News網站2017年6月6日報道，像大多數美國空軍自主監視飛機一樣，無人機（UAVs）僅能在空中續航一兩天時間。麻省理工學院的研究人員設計、製造並測試了一架類似於具有24英尺翼展的薄滑翔機的無人機。在15000英尺高度飛行情況下，無人機可攜帶10至20磅的通信設備。該無人機重量不足150磅，由5馬力的汽油發動機提供動力，可在高空保持五天以上。

大數據

大數據預測

據ArXiv網站2017年5月31日報道，義大利的研究人員評估了大數據在重塑預測方面上的作用，和「更大的數據可帶來更準確的預測」的論斷。以具有代表性天氣預報為例，他們認為情況並非如此。他們的結論是，建模和定量分析之間的巧妙和背景相關的折中可作為最佳的預測策略，正如理查森和馮·諾依曼在近一個世紀前所預測的一樣。

信息技術

納米光子系統或可實現光學「深度學習」

據Nanowerk網站2017年6月12日報道，為了提高某些深度學習計算的速度和效率，美國麻省理工學院等研究人員開發了一種他們稱之為可編程納米光子處理器的設備，該設備使用多個方向的光束，使它們的波相互作用，產生傳達預期操作結果的干涉圖。波導陣列以可根據需要進行修改的方式相互連接。處理器通過一系列耦合的光子波導引導光。經驗證，它們能夠達到77％的準確度，而傳統系統的準確度約為90％。據研究人員稱，精度還可以進一步提高。

表示信息的新方式可使數字技術發生變革

據DARPA News網站2017年6月2日報道，DARPA的電子拓撲激勵項目旨在研究新的方法，來排列比傳統並行排列更穩定的新型幾何體的力矩。如果成功，這些新配置就可使數據位遠小於現在的尺寸，從而可在晶元上實現100倍的存儲量。它還可能用於設計全新的計算機邏輯概念，甚至是拓撲保護的量子位。

材料科學

首次報道納米級超彈性合金

據Nanowerk網站2017年6月9日報道，西班牙的研究人員建立了直徑範圍為2μm-260nm的銅-鋁-鎳合金微型柱和納米柱，並施加應力測量其行為。他們確認並量化得知，在直徑小於1微米的納米柱中，與超彈性臨界應力有關的性能發生了相當大的變化。他們提出了一個原子模型，幫助人們認識施加壓力時這些納米柱的原子結構如何變化。該研究開創了微系統應用的新途徑，涉及柔性電子和可植入人體的微系統。

物理學家終於制出二維磁體

據Nature News網站2017年6月7日報道，美國麻省理工學院、華盛頓大學研究人員組成的研究團隊，種植出了三碘化鉻晶體，並剝離了單層和多層薄片。他們發現三碘化鉻的單一原子層在大約-228℃溫度下具有磁性，還發現這種材料的兩層薄片不具有磁性，但是當添加第三層時，該物質再次成為鐵磁體。如果添加第四層，該物質仍然具有磁性，但獲得了其他性質，研究人員稱仍在對這些其他性質開展研究。這一發現最終可能導致量子計算機新型數據存儲設備和設計的出現。就目前而言，二維磁體將使物理學家能夠執行以前不可能的實驗，並測試磁性的基本理論。

微電子

更便宜、更易於實現的晶元標準電阻

據IEEE Spectrum網站2017年6月6日報道，美國國家標準與技術研究院、卡內基梅隆大學等機構的研究人員，在碳化硅上沉積了石墨烯薄膜，產生了量子化的片上歐姆。它有望成為一個實用的電阻測量設備，與目前製造砷化鎵和砷化鎵鋁的標準相比，這種設備更容易製造，成本更低，操作也更容易。

利用光學微諧振器中產生的孤子頻率梳實現創記錄的高速光通信

據Physorg.com網站2017年6月8日報道，德國卡爾斯魯厄理工學院和西班牙維多利亞大學組成的研究團隊使用內部具有孤子連續循環的氮化硅微諧振器，獲得了寬頻光頻梳。他們使用兩個交錯頻率梳在179個單獨光載波上傳輸數據，這些數據完全覆蓋光通信C和L波段，並允許在75公里的距離上以每秒55兆比特的速率傳輸。梳狀信號源顯著提高了相應系統的可擴展性，並實現了與光的高度並行相干數據傳輸。據研究人員介紹，這是向未來千兆網路高效晶元級收發器邁出的重要一步。

量子科學

量子納米鏡

據Nanowerk網站2017年6月8日報道，西班牙巴塞羅那科技研究所、美國哥倫比亞大學等組成的研究團隊，使用在表面上方几納米距離處掃描的特殊光天線，激發出超高品質石墨烯中的等離子體，並對其進行成像。藉助這個納米鏡，他們看到石墨烯上等離子體的移動速度為光的三百分之一，與經典物理學規律的預測相差甚遠。該技術為探索許多新型量子材料（包括超導體和拓撲材料）鋪平了道路，可能開啟近場納米鏡的新時代。

准粒子成像或可實現更高的帶寬、更快響應的電路系統

據Science Daily2017年6月7日報道，美國愛荷華州立大學、華盛頓大學、橡樹嶺國家實驗室等組成的研究團隊，通過在納米成像系統的尖端照射激光來發射激子-極化子，目的在於得到二硒化鉬薄片，並在室溫下測得其傳播長度大於12微米。該發現對於開發未來的准粒子應用非常重要，並且可用於構建納米光子電路，以替代納米級能量或信息傳遞的電子電路。

圖13

科技政策

超音速武器的早期

據Next Big Future網站2017年6月8日報道,俄羅斯、美國等國超音速導彈和反導彈的持續成功測試，可預見在2020年前將有幾十種短距離超音速導彈和反導彈得到部署，它們主要是5-10馬赫的導彈，射程250到600英里。2022-2030年間將出現更多射程更大的超音速導彈。

感測器

高性能寬頻帶石墨烯光電探測器的研製

據Nanowerk網站2017年6月9日報道，美國紐約州立大學、加州大學洛杉磯分校等機構組成的研究團隊開發了基於石英烯范德瓦爾異質結構及其氟官能化衍生物的光電探測器。與原始石墨烯光電探測器相比，其對紫外線（255nm）到中紅外（4.3μm）範圍均有光響應，響應率提升了三個數量級。所提出的方案為在監視、醫療診斷、生物成像、導航輔助和消費電子領域實現高性能寬頻石墨烯光電探測器鋪平了道路。

用於運動探測的碳納米管電子皮膚

據Nanowerk網站2017年6月7日報道，美國杜克大學等機構的研究人員基於聚合物和定向少壁碳納米管陣列（AFWCNTs）的複合材料開發出壓阻電子皮膚（E-skin）。他們證明，這種材料可作為有效的各向異性導電填料，比隨機分散的CNTs更好。電子皮膚具有高疲勞耐久性、高精度、低功耗（

作者：北京海鷹科技情報研究所 李磊葛悅濤

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