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【意元】一周科技概览(2/2)20170412

作者:时间:2017-04-12

【新材料】    

1、新材料能让显示屏自我修复 

2、海上浮油,石墨烯海绵一吸就得 

【节能环保】        

1、我国研发“全天候”太阳能电池 

【信息通讯与智能制造】    

1、第四范式推出了“先知”平台      

2、微芯片能实时检测油气井甲烷泄漏      

3、科学家用有机材料制成了人工突触,可模仿神经元之间的信息传递      

4、中睿设计发布 无人机通信行业应用套装     

【新材料】

1、新材料能让显示屏自我修复

美国加州大学河滨分校的科研人员开发出一种具有延展性并能导电的透明聚合物材料,可实现电子设备和机器人的自我修复,特别适用于手机屏幕和手机电池。可以让摔裂的手机屏修复如新,或让摔断的电池恢复供电功能。自我修复的关键是化学键。材料中存在两种类型的键:一种是较强的共价键,一旦断裂不容易重新整合;另一种是较弱的非共价键,非常有活性,比如氢键。大多数自我修复聚合物主要依靠氢键或金属配体构成,但这些非共价键并不适合制造离子导体。此次,研究人员采用了离子偶极相互作用的非共价键,其具备一种特殊的黏合力,这种力存在于带电离子和极性分子之间。离子偶极相互作用此前从未应用于设计自我修复聚合物,新实验证明,其特别适合离子导体。新的自我修复材料由一种极性可延展的聚合物——偏氟乙烯和六氟丙烯聚合物以及离子盐构成,可以拉伸到正常尺寸的50倍,其断为两半后,能在一天之内实现完全自动对接。为了测试新材料,研究人员利用它制作了一种“人造肌肉”,在两层离子导体间放置了一个绝缘膜。结果显示,新材料可对电信号作出反应,带动人造肌肉移动。目前,研究人员正在高湿度环境等恶劣条件下对此材料进行测试。此前的自修复聚合物在高湿度环境下表现不佳,因为材料进水后,会改变机械性能。他们正在对聚合物进行微调,以使其更接近实际应用。(科技日报)

2、海上浮油,石墨烯海绵一吸就得

中国科学技术大学化学与材料科学学院教授俞书宏团队设计出一种具有原位加热和油水分离功能的石墨烯海绵,可快速吸附高黏度浮油。因具有成本低、吸附效率高、操作简单、环境友好等诸多优势,近年来多孔疏水亲油材料成为业界研究热点。然而,此前该材料仅对低黏度油品具有较高的吸附效率。海上石油泄漏时,短短几小时内,石油黏度就会增加上百倍,该材料难以快速吸附浮油。为此,该团队采用离心辅助浸渍涂覆技术,在商业海绵表面,均匀地包裹上石墨烯涂层,得到的石墨烯海绵不仅导电,还具有疏水亲油特性。他们研究发现,在石墨烯海绵上施加电压后,产生的焦耳热会迅速降低石油的黏度,从而提高石油在石墨烯海绵内部的扩散系数,大大提高石墨烯海绵对高黏度石油的吸附速度。为提高电能的利用率,他们将加热区域限制到石墨烯海绵的底部,顶层的海绵和水面的浮油相当于隔热层,缓解热量向空气和水体中扩散,提高热量向石油传递的效率。在这种限域加热设计下,电能消耗降低了65.6%,石墨烯的用量降低了50%,吸油时间也只有常温石墨烯海绵的5.4%。(科技日报)

【节能环保】

1、我国研发“全天候”太阳能电池

中国海洋大学唐群委教授团队联合云南师范大学杨培志教授团队研发了一种“全天候”发电的太阳能电池。“全天候”太阳能电池的工作原理是:当太阳光照射到太阳能电池时,并不是所有的太阳能都能被电池所吸收并转换为电能,只有部分可见光被有效转换为电能。为此,他们在电池中引入一种关键材料。在白天太阳光照时,这一太阳能电池光电转换效率略有提高,同时还能把未被吸收的可见光和近红外光的能量储存在这种材料中,并在夜晚以单色可见光释放。此时,单色可见光又被光吸收剂吸收并转换为电能,从而实现了太阳能电池在白天和夜晚都可以发电。他说,优化的全天候太阳能电池太阳光照时的光电转换效率为10%,在夜晚的光电转换效率为25%以上。同时,这一类太阳能电池在夜晚的发电时间可以持续数小时。这一研究有助于延长太阳能电池的发电时间,有望实现在任何时段、任何天气下发电。有关成果已在国内申请了发明专利。(新华社)  

【信息通讯与智能制造】

1、第四范式推出了“先知”平台

“先知”平台是人工智能应用者开发平台,它简化了人工参与的特征工程和模型训练过程,还能提供自动或者半自动的特征工程、模型选择调参工具,降低使用者对专业数据工程师的依赖。目前,第四范式的主要客户是互联网公司和金融公司。因为这两个行业的数据准备,最为完善。但是人工智能并非灵丹妙药,它不能解决所有问题。创始人戴文渊强调,现在做AI需要满足五个前提条件。前四者是必备:数据、计算资源、可被清晰定义的数学目标以及算法。第五个算是一个“有了更好、没有也无妨”的条件,即生成的模型在应用中产生新的数据,这些数据又反过来继续优化这一模型,形成闭环。第四范式想希望通过先知降低人工智能的使用门槛。(科技日报)

2、微芯片能实时检测油气井甲烷泄漏

IBM与哈佛大学、普林斯顿大学研究人员合作,设计了一个5毫米见方的微型传感器芯片,可持续实时检测甲烷排放。目前,油气行业通过人工手持红外摄像机来检测甲烷泄漏,这一方法昂贵且低效。如果对整个工厂进行气体泄漏检测,需要专门派人用一整天的时间操作这种手动扫描设备。一般而言,公司每季度进行一次整体检测,因此,有些泄漏可能要几个月后才被发现。另外,这种红外摄像机虽对大的泄漏源足够敏感,但对小的泄漏点很容易“视而不见”。IBM研发的微型芯片,其安装在小硅晶片上的传感器包含激光和玻璃缆线通道。激光从光缆向空气中发射,当甲烷分子飘过传感器上方时,会吸收特定波长的光线,产生一种独特的特征;芯片将其转化成电信号,再通过绘制光吸收图谱来测算甲烷泄漏量。石油和天然气公司将这些传感器嵌入井壁或压缩机站周围,光吸收中非常微小的变化数据可自动发送到IBM的云计算机,结合风力、湍流、适度、温度等复杂动力模型,就能判断甲烷泄漏源。一旦确定,公司可立即派人前去修复。据了解,这款芯片可以提供实时警报,并标记时间和位置等信息,最关键的是,所有芯片都是无线连接。市场上甲烷检测传感器非常昂贵,规模巨大且需要电力,而IBM这款不需太阳能供电的芯片设计成本较低,每个芯片只要200美元。(科技日报)

3、科学家用有机材料制成了人工突触,可模仿神经元之间的信息传递

近日,斯坦福大学和桑迪亚国家实验室的研究人员们构建出了一种人工突触,这种突触提高了计算机模拟人脑的效率,有力地促进了该领域的发展。该种新型人工突触是人工设计的有机电子器件,不但成功地模仿了人脑中的突触传递信号的方式,而且能效也超过了传统计算机。计算机处理信息和存储信息是利用不同器件分别进行的。而在大脑中,进行信息处理的同时也自动储存了记忆。将来,这种突触不但可能成为高仿人脑计算机中的一部分,而且还尤其适用于通过采集视觉和听觉信号来工作的计算机。这方面已有应用实例,如声控界面和无人驾驶汽车。未来,人工突触可以和活神经元通信,进而促进脑机接口技术的发展。这种柔软而灵活的材料适用于生物环境。然而,在应用于生物体之前,研究团队打算利用人工突触搭建真正的神经网络阵列,以便进行更深入的研究和测试。(科技日报)

4、中睿设计发布无人机通信行业应用套装

从无人机大范围进入市场开始,航拍就不再是无人机唯一应用方向,能源、安防、测绘以及电力行业已开始大规模采用无人机。日前,中睿通信规划设计有限公司在广州召开新品发布会,推出SkyCells无人机通信应用套装。中睿设计以现有通信基站建设工作流程为切入点,设计出一种降本增效的创新方案支撑通信网络建设,完成了SkyCells通信应用套装的研发。该应用套装包括智能飞行定制地面站、无人机与负载、云处理服务。按照场景划分为基站规划、通信巡检以及基站测试三个套装,客户可通过PC或智能终端登录云平台,获取通信基站相应报告。产品的核心是运用无人机以及云处理技术,以智能化手段代替现有人工方式,更高效与精准地完成任务。据介绍,利用SkyCells通信行业应用套装,规划及审核人员可快速查看基站所在位置是否有空余杆塔可用、覆盖环境是否有阻挡,楼宇天面是否有空间资源,快速评估及锁定选址位置;巡检人员就算在偏远山区、灾后倒塌、物业受阻等复杂场景也可轻松实现安全、高效、零阻挠巡检;优化人员能实现自动飞行测试功能,替代传统人工步行排查测试方式,大大提高工作效率。(科技日报)

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