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计算机内存可能最终能够耐受聚变反应堆、喷气发动机、地热井和极热行星中发现的高温，这要归功于一项由密歇根大学的工程师团队创建的新型固态存储设备。 计算机内存有可能在未来能够承受聚变反应堆、喷气发动机、地热井和炎热行星的极端温度，这得益于密歇根大学工程师创造的一种新固态存储设备。 与传统的基于硅的内存不同，这种创新设备能够在超过1100华氏度（600摄氏度）的温度下存储和修改信息——这比金星表面和铅的熔点还要热。这项技术是与桑迪亚国家实验室的研究人员共同开发的。 密歇根大学材料科学与工程助理教授、该研究的高级作者Yiyang Li解释说：“这可能为在高温环境下从未可能实现的电子设备铺平道路。”…

物理学家们创建了一种算法，为理解在称为机械神经网络的结构中学习是如何发生的奠定了基础。 许多人认为机器学习完全依赖于数字技术，由模仿人脑行为的计算机和算法驱动。然而，最初的机器是模拟机器，新的研究表明机械系统也可以“学习”。密歇根大学的一个物理学家团队对此领域的研究做出了贡献。 该大学的研究人员李帅锋和毛小明开发了一种算法，为称为机械神经网络的晶格结构中的学习过程建立了数学基础。 “我们观察到材料可以自主学习任务并执行计算，”李说道。 团队展示了他们的算法可以“训练”材料来应对诸如识别不同种类鸢尾植物等挑战。在未来，这些材料甚至可能形成能够解决更复杂问题的结构——例如飞机翼可以根据变化的风条件调整其形状——而无需人类或计算机的干预。…

自1960年代以来，研究X射线、闪电及相关现象的科学家们观察到一个奇特的现象：在模拟这些事件的实验室环境中，在两个电极之间加速的电子能达到超过施加电压的能量水平。宾夕法尼亚州立大学的研究人员指出，这与物理学中的一个基本原则相矛盾，该原则说明电子的能量应与施加的电压一致。尽管研究人员意识到这种不一致已有许多年，但他们仍然难以理解其背后的原因。 最近，宾夕法尼亚州立大学的一组研究人员利用数学建模阐明了这一现象背后的机制。他们的研究结果发表在《物理评论快报》上。 自1960年代以来，研究X射线、闪电和类似现象的科学家们观察到了一些有趣的现象：在复制这些事件的实验室中，在两个电极之间加速的电子的能量高于施加的电压。宾夕法尼亚州立大学的研究人员表示，这违背了物理学中的一个假设，即电子的能量应该与施加的电压相对应。尽管对这种明显的矛盾有数十年的认识，研究人员仍无法弄清楚为何会发生这种情况。 最近，宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组使用数学建模解释了潜在机制。他们在《物理评论快报》上发表了结果。 “在这些实验室实验中，电压施加在两个电极之间，这些电极是电导体。然后，带负电的电子通过一个间隙被加速，这个间隙可能是气体或真空。”宾夕法尼亚州立大学电气工程教授、该研究的通讯作者维克托·帕斯科（Victor…

研究人员发现，MXenes是一种以其优越的电导性而闻名的独特材料，但实际上具有非常低的热导率。这一意外的发现与通常认为电导率高的材料也能有效导热的假设相悖。这个发现为建筑材料、高性能服装和能源存储技术等领域的激动人心的可能性打开了大门。 在我们的日常生活中，我们常常看到像金属这样的良好电导体通常也能很好地导热。例如，如果你把一根金属勺子放在热茶杯里，勺子就会变热，而陶瓷杯保持凉爽。这种现象发生的原因是优秀的电导体通常在热导率方面也表现出色。然而，来自德雷克塞尔大学和比利时鲁汶天主教大学(UCLouvain)的一个研究小组发现，MXenes展现出优异的电导性，但热导率却非常低。这个发现打破了对电导和热导关系的传统理解，可能导致建筑材料、性能服装和能源存储解决方案的进步。 在最近在期刊ACS Nano上发表的一项研究中，研究人员报告称，MXenes是一组于2011年在德雷克塞尔大学首次识别出的二维材料，显示出高电导性与低热导率的异常组合。这些材料在各种应用中已经显示出卓越的品质，例如它们的强度、选择性吸收和捕获辐射的能力以及过滤化学物质的能力。根据研究小组的说法，作为一种非常薄的热绝缘体，其潜力可能是未来用途中最令人兴奋的特征。 德雷克塞尔大学工程学院的杰出教授Yury…

借助人工智能工具的帮助，最初用于寻找肿瘤、出血或感染的CT扫描也显示出动脉中钙的积累，这是心血管疾病进展的一个指标。 尽管最初旨在检测肿瘤、出血或感染，计算机断层扫描（CT）也通过人工智能工具揭示了动脉中的钙沉积——这表明心血管健康恶化。 来自NYU Langone Health的一项新研究展示了这种方法，称为“机会筛查”，它涉及放射科医生利用现有医学图像来检测超出其预期用途的额外健康问题。…

一种新的AI系统可以预测原子在晶体形态中的位置。 一种能够预测晶体结构中原子排列的创新人工智能模型可以加速对适用于太阳能电池板和计算机芯片的新材料的搜索。 这项名为CrystaLLM的技术由雷丁大学和伦敦大学学院的研究人员创建。它的运作方式类似于AI聊天机器人，通过分析数百万个已知的晶体结构来学习晶体的“语言”。 今天（12月6日，星期五）在《自然通信》上发布，这一突破性系统将向科学界开放，以促进新材料的发现。 在雷丁大学进行博士研究的路易斯·安图尼斯博士表示：“预测晶体结构类似于拼凑一个复杂的多维拼图，拼图的部分是模糊的。预测晶体结构的过程需要强大的计算能力来评估无数潜在的原子排列。”…

一支研究团队推出了一种被称为纳米农药的革命性农药递送系统，具有改变农药应用方法的潜力。 由德克萨斯农工大学化学工程教授穆斯塔法·阿克布鲁特博士领导的最近研究发现，增强农药如何附着在植物表面上可以使其更有效和环保。 阿克布鲁特和他的团队创造了一种称为纳米农药的先进农药递送方法。这项技术是在德克萨斯农工大学的工程和农业部门的合作下开发的，并得到了来自加利福尼亚大学河畔分校的路易斯·西斯内罗斯-泽瓦洛博士和闵勇进博士的贡献，可能会彻底改变农药的使用。 阿克布鲁特表示：“美国在全球农业产出中发挥着关键作用，不仅在国内供应食物，也在全球范围内。然而，我们的农药使用做法并不可持续，导致大量农药未能达到预期目标。”他指出：“我们的研究表明，通过改善农药载体的表面化学特性，我们能增强这些农作物保护工具的重要性。” 研究团队评估了各种类型的纳米农药载体，检验它们在辣椒叶子上的附着效果，辣椒叶子被作为多种重要农作物的模型。他们的发现表明，载体的表面化学特性显著影响纳米农药在植物上的附着效果。…

研究人员创造了一种创新设备，该设备将磁场与切纸设计技术结合起来，可以远程控制一个柔性凹凸表面。这使得该表面能够在不实际抓取物体的情况下操控物体，这对于处理精细物品、凝胶或液体特别有用。这项技术在传统机器人手臂或类似工具无法使用的狭小空间中显得尤为有前景。 研究人员创造了一种创新设备，该设备将磁场与切纸设计技术结合起来，可以远程控制一个柔性凹凸表面。这使得该表面能够在不实际抓取物体的情况下操控物体，这对于处理精细物品、凝胶或液体特别有用。这项技术在传统机器人手臂或类似工具无法使用的狭小空间中显得尤为有前景。 “我们的目标是解决两个主要挑战，”该研究的合著者、北卡罗来纳州立大学机械和航空工程副教授Jie Yin解释道。“第一个挑战是找出如何移动那些无法用常规夹具抓起的物体，比如脆弱的物品或者在狭小空间里的东西。第二个挑战是发现如何利用磁场从远处提升和移动非磁性物体。” 为了应对这些挑战，团队开发了一种由弹性聚合物制成的“超材料薄膜”，里面掺有磁性微粒。然后，他们在薄膜上切割出特定的图案，并将边缘牢固地固定在一个坚固的框架上。…

一组研究人员开发了一种创新的聚合物，它能够改变形状，未来可能会彻底改变软材料的构造。 一组研究人员开发了一种创新的聚合物，它能够改变形状，这可能会在未来彻底改变软材料的创造方式。 这种新聚合物由一种液晶弹性体（LCE）制成，这是一种柔软、橡胶状的材料，能够对热或光等外部刺激做出反应，使其能够朝不同方向移动。 根据《研究》共同作者、俄亥俄州立大学化学与生物分子工程的助理教授王晓光的说法，这种聚合物可以通过扭曲、倾斜、收缩和扩展来模拟动物的运动。 “液晶具备其他材料通常不具备的独特特性，”王说。“与它们合作真的很有趣。”…

多尺度复杂系统在免疫学、生态学、经济学和热力学等多个学科中普遍存在。然而，这些系统在有效建模方面尤其具有挑战性。传统的方法论要么采用自下而上的方法，要么采用自上而下的方法。然而，在火灾后的森林或疫情期间等混沌系统中，这些单维模型未能考虑粒状行为与整体系统特性之间的相互作用。SFI的外部教授、加州大学伯克利分校的研究人员约翰·哈特博士及其团队通过创造一种混合方法来解决这一问题，该方法将自下而上的行为与自上而下的影响整合为一个统一的理论。 在近期于12月6日发表在PNAS上的一篇论文中，哈特及其团队深入探讨了他们的方法论，并展示了四个应用可能性的简化示例。 “在过去的14年中，我们发表了许多研究，展示了生态学中自上而下方法的强大力量，揭示了生态系统中的关键模式，”哈特提到。“这种方法成功预测了生态趋势，包括物种-面积关系（生物多样性与面积大小的关系）以及物种丰度和大小的变化。然而，六年前，我们发现，在遭受重大干扰的生态系统中——当系统级特性发生变化时——自上而下的方法显得不足，”他继续说道。因此，哈特及其合作者旨在制定一种理论，能够涵盖复杂系统中系统级动态与其组成部分的概率分布。 干扰及其导致的反馈循环可以在众多系统中表现出来。例如，在疫情场景中，传统的自下而上的易感-感染-恢复（SIR）模型通过个体与感染者的接近程度来估计其感染疾病的可能性。然而，这一框架未考虑微观与宏观层面之间的相互作用；随着宏观层面病例数量的增加，个体可能会改变其行为，从而可能导致病例数下降。 类似地，在经济环境中，个体关于就业或消费决策的选择往往受到更广泛的因素（如国民生产总值增长和通货膨胀率）的影响。相反，消费者支出等方面可以显著影响经济表现，推动增长或衰退。…

一组多样化的科学家创造了具有自我修复、发光和磁性特征的柔性纤维。这种创新的可扩展水凝胶包裹的离子电子镍核发光 (SHINE) 纤维具有极高的柔韧性，能够产生明亮的光，并在被切割后具备自我修复的能力，几乎恢复其原始亮度的所有部分。此外，这种纤维还可以通过无线方式供电，并使用磁力进行物理控制。 来自新加坡国立大学 (NUS)…

最近的一项研究表明，从剩余脂肪中生产燃料的一种创新方法可以生成与柴油性能相当的生物燃料，其效率比现有技术高出1000倍。 最近的一项研究表明，从剩余脂肪中生产燃料的一种创新方法可以生成与柴油性能相当的生物燃料，其效率比现有技术高出1000倍。 在《绿色化学》杂志上发表的一项研究中，来自伦敦国王学院和巴西生物可再生国家实验室的研究人员使用酶将食用油中的脂肪酸转化为烯烃，这些烯烃是汽油和柴油等燃料的基本成分。科学家们旨在利用这种源自未使用的食品废料的新型可再生燃料，减少对化石燃料的依赖。 生物燃料涵盖了由植物或动物的可再生有机材料生成的多种能源，例如植物油。能够有效替代标准内燃机中的汽油或柴油的生物燃料被推广为化石燃料的可持续替代品，来自食品废弃物的燃料可能将温室气体排放减少多达94%。 通常，这些燃料含有高含氧分子，这导致燃烧效率低下。由于这一低效性，过去曾阻碍其广泛应用，因为燃烧来源于脂肪酸的生物燃料所产生的能量仅为柴油的90%。为了生产相当于柴油的燃料，需要额外的原材料，导致成本可能是化石燃料的两倍。…