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NASA的欧罗巴剪刀手 spacecraft 上的紫外光谱仪（UVS）在2024年10月14日发射后成功完成了初步调试。该航天器预计将在2030年抵达木星系统，将围绕木星运行，最终多次近距离飞掠冰冷的月球欧罗巴。先前的观察显示，存在液态水的地下海洋的强有力证据，这可能为生命提供了有利的条件。 由西南研究院（SwRI）主导的NASA欧罗巴剪刀手航天器上的紫外光谱仪（UVS）在2024年10月14日发射后成功完成了初步调试。预计在2030年抵达木星系统，该航天器将围绕木星运行，并最终多次近距离飞掠冰冷的月球欧罗巴。先前的观察显示，存在液态水的地下海洋的强有力证据，这可能为生命提供了有利的条件。 欧罗巴-UVS是任务载荷中的九个科学仪器之一，包括另一个由SwRI主导和开发的仪器，适用于行星探索的质谱仪（MASPEX）。UVS仪器收集紫外光以创建图像，帮助确定欧罗巴大气气体和表面材料的成分。…

在“奇美拉项目”中，游戏实验室将虚拟现实计算机游戏与教育问题结合在一起，以便以一种激励的方式传达科学内容。 低门槛、富有趣味性的复杂科学内容交流是一项挑战。来自格拉茨大学技术学院（TU Graz）人本计算研究所的格拉茨游戏实验室的团队为此开发了解决方案。作为计算机游戏实施的学习环境“奇美拉项目”，使得用户能够通过游戏化、以故事为基础的方式学习更复杂的科学和技术内容。在软件和游戏开发商Epic Games（《堡垒之夜》，虚幻引擎）提供的Epic Mega…

位置数据被认为是特别敏感的——其不当使用可能导致严重后果。研究人员现在开发了一种方法，让个人无需透露其位置即可使用加密方式证明其位置。这种方法的基础是所谓的零知识证明，采用标准化浮点数。 许多智能手机应用程序持续跟踪位置信息——通常用户并不知情。基于运动档案，提供商可以推断工作场所、习惯和个人偏好。2019年《纽约时报》的调查突出了收集这种敏感信息的潜在后果。基于商业位置数据，属于特朗普总统随行人员的设备可在几分钟内被定位——包括他们访问敏感地点如马阿拉歌和五角大楼。 位置作为证明——不泄露坐标 为了提供一种在保护隐私的同时仍然提供可验证位置数据的方法，研究人员转向零知识证明。这些是可以在不透露基于数据的基础上验证声明真实性的数学证明。位置隐私的关键特征：该方法允许为特定应用量身定制可调精度。 “挑战在于以一种实际可用的方式将隐私和精度结合起来，”该研究的主作者延斯·恩斯特伯格解释道。嵌入式系统与物联网教授的研究团队通过结合零知识证明与六边形空间索引实现了这一点。为了使位置可验证但不可见，该方法使用分层的六边形网格系统。该网格将地球表面划分为可以以不同分辨率表示的单元——从宽泛的区域级别到单个街道段。例如，用户可以选择公开他们在某个城市，或者在需要更高精度时，公开在该城市的某个特定公园。在这两种情况下，他们的确切位置仍然是隐藏的。…

电荷转移，或电子的移动，可以发生在一个分子内或两个分子之间。结合这两种类型的电荷转移是具有挑战性的。现在，来自日本芝浦工业大学的科学家们利用一种新型的吡唑烯分子开发了一种混合电荷转移晶体。这种晶体能够与萘发生反应，产生可逆的颜色变化，从青蓝色变为红紫色。这种变色晶体在材料科学中具有各种潜在应用。 电荷转移是一种电子在分子内或两个分子之间移动的过程。这是一种关键的化学过程，可以应用于广泛的技术。分子内电荷转移（ICT）发生在通过一系列重叠的电子轨道在分子内的供体和受体团体之间进行电子交换时。这种交换使光波长向光谱的红色端（红移）发生偏移。由于ICT引起的可观察到的颜色变化在染料制造和有机发光二极管（OLED）中具有应用。 与此同时，分子间电荷转移（CT）在不同分子之间进行电子交换时，可以使用“π-共轭有机分子”来实现，电子移动从供体到受体。CT在光伏设备、半导体和其他应用中发挥着至关重要的作用。在单一混合系统中将CT与ICT结合可能会导致新材料的发展。然而，达到这一目标面临挑战，因为它需要对分子设计和分子间相互作用进行精确控制。此外，混合系统必须由在如此快速的转移条件下保持稳定的材料组成。 吡唑烯类分子（一类芳香（环状）分子）可能是这种任务的有前景的候选者。吡唑烯能够在供体和受体分子之间充当桥梁，促进CT。由于缺乏电子，吡唑烯使得电子能够在其环状结构内轻松移动，从而促进ICT。这可能导致电荷转移-分子内电荷转移混合系统的形成，尽管其有效性尚未经过测试。 现在，在一项新的研究中，来自芝浦工业大学研究生院的科学家——教授堀章子、筒井和志先生和加里·詹姆斯·理查兹博士——描述了一个新的CT-ICT系统（化合物1），该系统利用了新型的吡唑烯衍生物，6,7-bis{4-(二苯胺基)-苯}-吡唑[2,3-b]吡唑-2,3-二氰化物。这个吡唑烯核心将强电子供体三苯胺基团与电子受体氰基团连接在一起。该研究于2025年1月24日在线发表，并于2025年3月25日发布在《化学——欧洲杂志》第31卷第18期上。…

一支研究团队揭示了在提升锌空气电池（ZABs）性能方面的突破，该电池是一种重要的能源存储技术。这一突破涉及一种新催化剂，显著提高了氧还原反应（ORR）的效率，这是ZABs中的一个关键过程。这一发展可能导致更高效、持久的电池用于实际应用。 氧还原反应是许多能源转换设备中的关键步骤，包括ZABs。然而，该反应常常因动力学缓慢而受限，这限制了电池的性能。为了解决这个问题，通常使用基于铂的催化剂，但它们昂贵、稀缺，并且可能会被杂质中毒。研究人员一直在寻找既经济又高效的替代品。本研究集中在一种称为双原子催化剂（DACs）的新型催化剂上，它由两个紧密配对的金属原子组成，以增强催化活性。 该团队由东北大学先进材料研究所（WPI-AIMR）的助理教授张迪领导，使用了计算建模和实验技术相结合的方法，设计并创建了一种由铁（Fe）和钴（Co）构成的双原子催化剂，这两种金属与氮（N）和碳（C）结合形成多孔结构。这种名为Fe1Co1-N-C的催化剂被确定为在碱性条件下进行氧还原反应的最佳催化剂。材料的独特组合使得催化剂能够高效运作，使其成为在ZABs中使用的有前景的候选者。 研究人员通过首先使用模型预测pH（酸度）如何影响反应，从而设计了Fe1Co1-N-C催化剂。这指导他们创建具有最大效率的催化剂的理想特性。随后，他们采用一种涉及硬模板和二氧化碳活化过程的方法合成催化剂，以创造具有小孔的结构。这些孔对于允许反应物通过材料移动至关重要，从而提高整体催化性能。 研究结果令人印象深刻。Fe1Co1-N-C催化剂显示出显著高于常用铂催化剂（Pt/C）的氧还原活性。在实际应用中，基于Fe1Co1-N-C的锌空气电池表现出1.51伏的高开路电压，这意味着它们可以产生大量能量。此外，电池显示出1079瓦时每千克锌（Wh…

在人造膝关节和骨板、航空器组件以及催化转换器中发现的被称为多主元素合金（MPEA）的极强金属，即将通过人工智能变得更加强大。科学家们利用可解释人工智能（AI）的超级计算能力，设计了一种新的MPEA，具有优越的机械性能，其研究成果得到了国家科学基金会的资助，并近期发表于《自然》期刊的《npj Computational Materials》上。 “这项工作展示了数据驱动框架和可解释AI如何为材料设计开辟新的可能性，”德什穆克说。“通过结合机器学习、进化算法和实验验证，我们不仅加快了先进金属合金的发现，而且创造了可以扩展到复杂材料系统（例如糖材料——含有碳水化合物的聚合材料）的工具。” 元素协同，非凡特性…

研究人员发现了一种观察血液凝结活动的方式——无需侵入性程序。通过使用一种新型显微镜和人工智能（AI），他们的研究展示了如何在冠状动脉疾病（CAD）患者中追踪血小板聚集，为更安全、个性化的治疗开辟了道路。 东京大学的研究人员发现了一种观察血液凝结活动的方式——无需侵入性程序。通过使用一种新型显微镜和人工智能（AI），他们的研究展示了如何在冠状动脉疾病（CAD）患者中追踪血小板聚集，为更安全、个性化的治疗开辟了道路。 如果你曾经切伤过自己，你就会看到血小板在发挥作用——这些微小的血细胞就像紧急修复工人，急忙赶来堵住伤口并停止出血。但有时，它们会反应过度。在心脏病患者中，它们可能会在动脉内形成危险的血栓，从而导致心脏病发作或中风。 “血小板在心脏病，尤其是在CAD中的作用至关重要，因为它们直接参与形成血栓，”东京大学医院的助理教授、该研究的主要作者广濑和俊博士解释道。“为了防止危险的血栓，CAD患者通常会接受抗血小板药物治疗。然而，准确评估这些药物在每个个体中的效果仍然很具挑战性，这使得监测血小板活动成为医生和研究人员的重要目标。” 这一挑战促使广濑和他的合作伙伴开发了一种新的监测动态血小板的系统，利用高速光学设备和人工智能。…

一项突破性的研究揭示了新兴电动飞机发动机技术为何听起来如此令人烦躁——以及如何解决这一问题。 来自布里斯托大学与萨尔福德大学合作的科学家们发现了边界层摄取（BLI）发动机所产生的特别刺耳噪音的根本原因——这是一项未来电动和混合动力飞机的关键技术。 基于之前的工作，这些工作确定了BLI系统中的一般噪音源，这项最新研究今天在《自然npj声学》上发表，进一步探讨了气动声生成的物理学，揭示了湍流边界层流与旋转风扇和导管组件的相互作用，产生两种不同且感知上令人不快的声学特征。 这项研究的关键在于基于流体力学的评估，揭示了两种不同类型的宽带噪声模式的基本气动起源，这些噪声模式称为“干草堆现象”——这些光谱特征影响噪音的感知。在声学中，“干草堆现象”描述了湍流流动散射音调声场的效果，导致特定音调的能量分散到更广泛的频率范围。 研究表明，在低推力（巡航期间）时，较弱的风扇吸力使得机身边界层流保持基本不受干扰。在这种情况下，流动摄入受到机身曲率引起的流动失真影响，这仅使叶片尖端暴露于低动量的湍流结构中。由于导管的声学贡献在低推力时占主导地位，主要的噪声生成机制是湍流与导管内部声场的相互作用——导致了“导管干草堆现象”。…

一种新的无切口技术在弗吉尼亚大学医疗中心（UVA Health）开发出来，用于治疗称为脑海绵状血管畸形（cerebral cavernous malformations，CCM）或海绵状血管瘤（cavernomas）的虚弱脑病损，初步测试显示了巨大前景，几乎完全阻止了病变的增长。 一种新的无切口技术在弗吉尼亚大学医疗中心（UVA…

研究人员发现，在我们邻近的星系——小麦哲伦云中的造父变星沿着两个不同的轴向相反的方向运动。他们发现，距离地球较近的星星朝东北方向移动，而更远的星星则朝西南方向移动。这种新发现的运动模式与科学家之前在大质量恒星中观察到的西北-东南相对运动同时存在。 这些沿着两个不同轴的复杂双向运动表明，小麦哲伦云正受到多种外部引力的拉伸——一个方向是它的较大邻居，大麦哲伦云（LMC），而另一个方向是目前未知的机制。这些发现发表于期刊《天体物理学杂志快报》。 这项研究是首个通过考虑个别距离分析小麦哲伦云内恒星运动的研究。之前研究小麦哲伦云内恒星运动的研究假定所有恒星距离地球相同（20万光年），由于缺乏精确的距离测量——这是一种过度简化，可能导致错误。 研究人员使用了盖亚卫星的数据来分析超过4200颗造父变星——这些脉动恒星以节奏扩张和收缩，导致亮度变化。天文学家可以通过比较一个完整的亮度增强和减弱周期所需的时间来准确测量它们与地球之间的距离。通过考虑这些个别距离，研究人员能够比之前的研究更准确地分析恒星的运动。 同一组的先前研究报告显示，小麦哲伦云正在受到其更大邻居大麦哲伦云的拉伸。这两个星系在引力上是相互绑定的，并相互作用。这些相互作用可能影响了它们的结构和演化。…

科学家们成功地利用自主开放的潘宁陷阱将质子从反物质实验室迁移到外部。这一突破标志着将欧洲核子研究组织（CERN）生产的反质子运输到独立于研究设施的高精度实验室的重要一步。只有在远离加速器设施的地方，才能进行极其精确的物质和反物质比较测量。 BASE国际研究合作，海因里希·海涅大学杜塞尔多夫（HHU）强烈参与其中，首次利用自主开放的潘宁陷阱成功地将质子从反物质实验室迁移到外部。这一突破标志着将CERN生产的反质子运输到独立于研究设施的高精度实验室（如BASE-HHU）的重要一步。正如研究人员在科学期刊《自然》中所解释的，极其精确的物质与反物质比较测量只有在远离加速器设施的地方才能实现。 质子是物质的基本构成单元。与中子一起，它们形成原子核。这些微小的带正电粒子有一个反物质对应物，反质子。后者带有负电荷，并反转磁矩，但在其他方面与质子相同——至少根据粒子物理的标准模型。 基于CERN的BASE合作（重子-反重子对称实验）正在寻找质子与反质子之间的微小差异。海因里希·海涅大学的物理学家、BASE合作的创始人及发言人斯特凡·乌尔默教授解释说：“我们需要极高的测量精度，以识别磁矩或电荷与质量比的可能差异。然而，在CERN加速器附近几乎无法实现这一目标，因为那里的磁干扰实在太强。因此，我们希望将CERN生产的反质子带到杜塞尔多夫，在一个新的、极其良好屏蔽的实验室中进行测量。” 这种高精度测量需要低能量反质子，而低能量反质子只能在CERN生产。具体来说，就是在反质子减速器（AD）的反物质工厂（AMF）中进行实验。反质子已经在所谓的潘宁陷阱中成功减速和被限制（HHU新闻，2024年8月2日）。…

一项新的研究揭示了微型沙丘在海滩和沙漠上形成的奥秘。 一项由南安普顿大学和法国研究机构领导的新研究揭示了微型沙丘在海滩和沙漠上形成的奥秘。 虽然大型沙漠沙丘的形成已经得到很好理解，但科学家们无法用相同的理论解释如何在海滩度假时可见的小规模沙丘的出现。 这些研究成果今日（2025年5月12日）发表于期刊《PNAS》，不仅揭示了这些所谓的“原型沙丘”在地球上的形成过程，还可能为它们在火星和其他行星上的形成提供线索。 来自南安普顿大学的乔·尼尔德教授表示：“这些是人们在海滩上目睹的较小规模的沙床形态，风停止或波浪洗去之前，它们会在你眼前形成。”…