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无铅太阳能电池光电转换效率实现突破
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:48
记者10月20日从复旦大学获悉,该校智能材料与未来能源创新学院青年研究员梁佳团队研发出锡基钙钛 矿太阳能电池,其实现全生命周期无害化,突破了该领域光电转换效率的世界纪录。这一创新成果攻克 了无铅、可持续绿色光伏技术领域的关键难题,标志着我国在清洁能源材料领域再获突破。相关论文日 前在线发表于《自然》。 长久以来,科研人员重点关注提升铅基钙钛矿太阳能电池效率,但其可能带来的铅污染始终如"达摩克 利斯之剑"般悬于头顶。锡基钙钛矿太阳能电池虽绿色无害,但器件的稳定性和光电转换效率却比较 低。 针对这一问题,梁佳团队提出了一种巧妙的"双层空穴传输层"结构。该结构以稳定性优异的氧化镍为底 层基底,并在其上构筑一层自组装单分子层,从而形成均一且功能协同的复合功能层。"氧化镍与钙钛 矿直接接触,表面的氧空位会引起锡基钙钛矿的分解,自组装的分子层能够分隔开氧化镍与钙钛 矿。"梁佳解释。 梁佳介绍,研究团队过去5年围绕缺陷调控、界面优化、载流子抽取等关键科学问题持续攻关,系统建 立了从材料生长到能带调控、界面工程的完整技术体系,最终成功制备出绿色环保和转换高效的锡基钙 钛矿太阳能电池。经第三方权威认证,该太阳能电池光电转换效率 ...
超快光热工艺0.02秒产生3000℃高温 能快速合成高性能催化剂
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:46
研究团队已制备出包括铂、钴、镍在内的8种高密度单原子催化剂。其中,铂-碳纳米洋葱催化剂的析氢 效率达到传统催化剂的6倍,且贵金属用量显著减少。这项技术展现了在规模化、可持续制氢领域的巨 大应用潜力。 (文章来源:科技日报) "碳纳米洋葱"由多层同心石墨壳构成,具有高导电性、大比表面积和优异化学稳定性,是理想的催化剂 载体。然而传统合成方法步骤繁琐、能耗高、耗时长,限制了其规模化应用。 为突破这些限制,研究团队将纳米金刚石前体与吸光炭黑混合,再用氙灯施加强脉冲光。分子动力学模 拟证实,仅需0.02秒,纳米金刚石就转化为"碳纳米洋葱"。 该技术的另一大亮点是实现了"碳纳米洋葱"合成与单原子催化剂功能化的同步进行。当混合物中加入铂 等金属前体时,它们会分解成单个原子,并牢牢锚定在新生成的"碳纳米洋葱"表面。随后的快速冷却过 程可有效防止原子团聚,完美实现了一步合成与功能化。 韩国科学技术院研究团队开发出一种直接接触光热退火平台,能在短短0.02秒内产生高达3000℃的超高 温,快速合成高性能催化剂。与传统方法相比,这项超快光热工艺不仅大幅降低了制氢能耗,更将制氢 效率提升了5倍,为清洁能源商业化铺平了道路。相关研究 ...
新方法利用食用真菌生成防渗膜
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:40
据最新一期美国化学会《朗格缪尔》期刊报道,美国缅因大学和辛辛那提大学研究人员开发出一种利用 食用真菌生成防渗膜的新方法。他们将真菌与木质纤维结合,在材料表面形成一层有效阻隔水、油及油 脂的保护膜。在概念验证实验中,这种防渗膜可在纸张、牛仔布、聚酯毡及薄木材等常见材料上生成, 显示出替代塑料涂层的潜力。 在真菌处理后的织物和纸张上,水滴会凝结成珠状滚落,而未处理材料上的水,则迅速摊开或被完全吸 收。此外,该真菌涂层还能有效阻挡正庚烷、甲苯和蓖麻油等多种液体渗透。 (文章来源:科技日报) 此次研究人员尝试让可食用的火鸡尾蘑与纤维共同生长,以在多种材料表面形成保护涂层。在制备过程 中,研究人员先将火鸡尾蘑菌丝与富含营养的纤维素纳米纤维溶液混合,再将混合液均匀涂覆在牛仔 布、聚酯毡、桦木贴面及两种纸张表面,并在温暖环境中促使真菌生长。随后,将样品置于烘箱中干燥 一天,以灭活真菌并固化涂层。 研究显示,真菌至少生长3天才能形成有效防渗屏障,新生长的薄膜几乎不会增加材料厚度,但会改变 材料颜色,呈现黄、橙或棕褐色斑驳图案。 近年来,研究人员利用真菌的纤维状网络开发出多种防渗材料,这得益于菌丝表面天然的疏水特性。此 外,研 ...
通过“时间反演”探测量子动态 科学家区分出真实量子效应和经典噪声
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:39
(文章来源:科技日报) 此次,研究团队在一个超导量子处理器中,使用"时间反演"方案,测量了高阶非时序关联子 (OTOC)。OTOC是量子物理中表征系统混沌行为的核心工具,也是研究量子信息如何在多粒子量子 系统中传播的工具。他们发现,实验可观察量,在足够长的时间尺度下对真量子效应保持敏感,足以在 传播与反演动态过程中采样处理器的很大部分。 研究团队说,通过测量OTOC可揭示经典计算无法获取的量子系统微观特性,他们认为,这提升了未来 使用此类多粒子测量实现稳健量子优势演示(如核磁共振)的可能性。团队同时提出,演示中使用的回 路属于简化模型,但其表明该方案可应用于真实物理系统。 《自然》杂志22日发表的一项研究,报告了科学家通过"时间反演"方案来探测量子动态的新进展。谷 歌"量子AI"团队与其合作者称,他们通过逆转信息置乱的方式操控量子回路,可以探测量子计算机的特 性并提升其性能。 量子计算长期以来的目标,就是打造性能足以实现量子优势的量子计算机,在特定和理想的实用任务中 超越经典计算机。要实现这一目标,需要通过降低噪声和克服缺陷来解决一系列难题。其中一个问题是 探测系统中众多组件的量子动力学,以区分真实量子效应和 ...
无人配送大规模上路有望实现
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:37
目前,四大平台已在西部(重庆)科学城示范区形成全链条解决方案。未来,重庆高新区将持续推广该 体系,为智能网联汽车产业升级和智慧城市建设注入新动能。 22日,中国汽车工程学会年会在重庆高新区举行。会上正式发布城市级无人运力网成果,为城市无人运 输场景提供标准化、规模化的一体化解决方案。 (文章来源:科技日报) 据介绍,该平台由重庆高新区联合高校、车企等共同打造,采用"台架+封闭场地+开放道路"三级考试 体系。针对重庆山城特色,平台将长隧道、陡坡路口等复杂路况纳入测试题库,无人车将依据测试结果 获得"精准匹配"的道路运营路权和牌照。为解决末端物流"人找货、车跑空、路线乱、仓库闲"的痛点, 平台打通人、车、线、货、仓资源链路,实现闲置仓库承接临时订单、顺路无人车合并配送、智能规划 路线避开拥堵,测试显示物流成本可降低10%以上,收货时间缩短三分之一。 "当前国内无人配送市场正以每年60%的增速爆发,未来三年其规模有望冲破5000亿元大关。"西部车网 (重庆)有限公司总经理朱聪介绍,目前无人配送主要在一些园区小范围实施,如果大规模上路,需要 确保运输安全合规、管控调度精准。对此,无人运力网以西部(重庆)科学城智能网联 ...
全球首个百亿级可部署基因组基础模型诞生
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:36
23日,华大生命科学研究院与之江实验室联合发布全球首个百亿参数可部署的基因组通用基础模型 Genos。该模型支持多达百万碱基对的超长上下文分析,并实现单碱基分辨率的精准识别。 人类基因组由30亿对碱基组成。"人类基因组计划"破译了序列,但序列上碱基的具体功能仍需要精准识 别和解析。 (文章来源:科技日报) 测试结果显示,Genos在直接面向临床应用的致病性突变解读任务中,准确率达92%;结合科学基础模 型后,准确率高达98.3%。多项综合评测结果也显示,Genos超越现有最佳水平模型。 华大生命科学研究院相关负责人说,Genos模型已在HuggingFace(抱抱脸)、魔搭等平台全面开源开 放,提供12亿和100亿参数两个版本,满足不同需求。 现有模型大多基于1—2个参考基因组开展训练,难以体现人类遗传资源的多样性。而Genos整合了人类 泛基因组参考联盟(HPRC)、人类基因组结构变异图谱计划(HGSVC)等多个权威公开资源,首次 将全球范围内636个"端粒到端粒"级别的高质量人类基因组作为训练数据。这些数据覆盖了全球不同人 群,有助更全面理解人类遗传多样性。 算法架构方面,Genos通过"混合专家"架构, ...
透明仿生水母机器人研制成功
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:36
记者22日从西北工业大学获悉,该校机电学院陶凯教授团队近日成功研制出一款通体透明、形似水母的 仿生机器人。这款被称为"水下幽灵"的机器人隐藏在水中时肉眼几乎无法分辨,能够实现水下环境的智 能探测与实时监测。 研究人员将人工智能(AI)技术深度集成于这一仿生平台。通过搭载微型摄像头模组和嵌入式AI处理 芯片,机器人已成功实现在动态水环境中的稳定悬停,并能精准识别特定水下目标。 陶凯表示,低功耗、低噪声和高仿生特性,使这款机器人在深海隐蔽监测、生态敏感区域观测及水下设 施精细巡检等场景中具有独特优势,为深海极端环境探测面临的关键技术瓶颈提供了创新解决方案。 (文章来源:科技日报) 该机器人直径仅120毫米,重量56克,由创新水凝胶电极材料制成,搭载团队自主研发的静电液压肌肉 驱动器,可精准模拟水母利用涡环推进的灵动姿态,在水下实现高效且近乎无声的"静默"运行。其整机 驱动阵列功耗极低,仅为28.5毫瓦,为长期隐蔽水下作业提供了可能。 ...
美日联手获取中微子更精确测量结果 助力解释宇宙中正反物质不对称之谜
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 23:05
中微子是有望揭示宇宙物质起源的微小基本粒子,但由于会与物质发生微弱的相互作用,所以很难研 究。中微子有不同的形式,或称"味",这些味会在中微子振荡过程中发生演化。研究这个过程能揭示中 微子质量的许多细节以及这些味如何混合,包括中微子或反中微子的振荡方式是否有差异,或不对称。 确定不对称或能解释当前宇宙中物质多于反物质的原因。近几十年的中微子振荡实验带来了一些见解, 但仍有很多问题有待解答。 科技日报北京10月22日电 (记者张梦然)位于美国的NOvA实验(费米国家加速器实验室主导的粒子物 理项目)和日本的T2K实验(日本主导的国际合作粒子物理学实验),获取了对中微子质量差异以及中 微子-反中微子振荡不对称的更精确测量结果,推进了对中微子行为的进一步认知。22日发表于《自 然》的这一成果,增进了人们对中微子振荡这一过程的理解,或能用于探索宇宙中的正反物质不对称。 研究人员表示,结合这些分析,能交叉互补两个实验的灵敏度,并彰显了合作的价值。 NOvA和T2K是两个现役的长基线中微子振荡实验,它们能探测从一个加速器设施到一个大型探测器、 穿过地球数百千米的中微子。研究人员对这两个实验的数据集进行了联合分析,发现了与 ...
集成创新助风电项目“开疆拓土”
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 22:25
"我国风电领域创新能力和综合竞争力进一步增强,大容量机组、叶片长度、轮毂高度均创出全球纪 录,技术进步推动风电投资建设成本持续下降,风电已成为最具综合竞争力的电源之一。"10月20日— 22日,2025北京国际风能大会暨展览会(CWP 2025)举行,国家能源局新能源和可再生能源司副司 长潘慧敏在大会上表示。 今年9月,我国宣布新一轮国家自主贡献目标:到2035年,风电和太阳能发电总装机容量达到2020年的6 倍以上,力争达到36亿千瓦。 大会发布的《风能北京宣言2.0》锚定国家自主贡献目标,提出我国风电"十五五"期间年新增装机容量 应不低于1.2亿千瓦,其中海上风电年新增装机容量不低于1500万千瓦,确保2030年,我国风电累计装 机容量达到13亿千瓦,到2035年累计装机不少于20亿千瓦,到2060年累计装机达到50亿千瓦。 为加快风电产业发展,《风能北京宣言2.0》倡议"政产学研携手加大技术创新力度""推动风电集成化融 合式发展"等。其中包括围绕基础理论、关键共性技术、前沿技术等开展联合攻关,加速成果转化。随 着风电成本持续下降,政府主管部门应着力完善绿色氢氨醇、绿电直连、零碳园区等方面的配套政策, 推 ...
2024年全球大气二氧化碳浓度创新高
Ke Ji Ri Bao· 2025-10-22 11:10
科学家特别强调,2024年厄尔尼诺现象不仅推升全球气温,更通过引发亚马孙等关键区域的高温、 干旱与火灾,严重削弱生态系统的固碳能力。研究显示,2024年热带森林损失量达2023年的两倍,这一 数据令人警醒。 世界气象组织警告,过量二氧化碳将在未来数百年持续对地球产生增温效应。温室气体捕获的热量 正不断加剧全球气候系统失衡,将引发更频繁的极端天气事件。 据英国《新科学家》杂志网站日前报道,世界气象组织最新报告显示,2024年全球大气二氧化碳平 均浓度较2023年激增3.5ppm,达到423.9ppm,刷新了历史纪录。 世界气象组织表示,最新数据印证了大气二氧化碳浓度年增速持续加快的态势。自20世纪60年代至 今,其增长率已翻了两番。地球二氧化碳上次出现类似浓度,还要追溯到300万至500万年前,那时人类 尚未登上历史舞台。 报告分析认为,化石燃料持续排放、野火肆虐释放大量二氧化碳,以及全球陆地与海洋碳吸收能力 减弱,是导致去年浓度骤增的三大主因。英国利兹大学学者皮尔斯·弗斯特强调,尽管国际社会持续呼 吁减排,但化石燃料排放量始终居高不下,这成为二氧化碳浓度攀升的根本症结。人类遏制化石燃料排 放的需求比以往任何时 ...