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数十年来，研究人员一直在探索如何将数据存储在玻璃中，因为它具有在不需要电力的情况下长时间（数百万年）保存信息的潜力。一种在不同波长的光下会改变颜色的特殊玻璃，称为光变玻璃，未来有望成为稳定、可重复使用的数据存储介质。现在，研究人员已经开发出一种掺杂的光变玻璃，具有无限期存储可重写数据的潜力。根据发表在《ACS Energy Letters》上的研究，研究团队进展了这一目标，创造了可逆的、可调的图案在光变硅酸镓玻璃上。 某些类型的眼镜在暴露于太阳发出的光波时会变暗，而在室内不再接触这些光波时则会回到无色透镜，这一过程被称为可逆光变现象。同样，其他类型的光变玻璃也可以根据不同波长的光随之改变颜色，这使得此材料成为在小空间中存储大量信息的廉价且稳定的平台。然而，使用光变玻璃进行数据存储所面临的挑战不仅在于将信息写入玻璃，还包括无限次地擦除和重写信息。现在，Liao Jiayan、Zhou…

研究人员利用稀土离子实现了量子网络中个别存储量子比特之间纠缠多路复用的首次演示。 作为未来量子通信系统的基础，加州理工学院的工程师们成功展示了一个由两个节点组成的量子网络的操作，每个节点包含多个量子比特或量子比特——量子计算机的基本信息存储构建块。 为了实现这一目标，研究人员开发了一种以并行方式分发量子信息的新协议，有效地创建了多个发送数据的通道，或称为多路复用。这项工作是通过将镱原子嵌入晶体中并将其与光腔耦合来完成的——这些纳米级结构能够捕获和引导光。该平台具有独特的特性，使其非常适合使用多个量子比特并行传输携带量子信息的光子。 “这是量子网络中个别自旋量子比特的纠缠多路复用的首次演示，”加州理工学院应用物理和电气工程的威廉·L·瓦伦丁教授安德烈·法拉昂（Andrei Faraon）说。“该方法显著提高了节点之间的量子通信速率，代表了该领域的重大进展。”…

从集成光子学到量子信息科学，利用电场控制光的能力——这一现象称为电光效应——支持着诸如光调制和频率转换等重要应用。这些组件依赖于非线性光学材料，在这些材料中，通过施加电场可操控光波。 传统的非线性光学材料，如铌酸锂具有较大的电光响应，但与硅器件的集成较为困难。在寻找与硅兼容的材料时，铝钪氮化物（AlScN）脱颖而出，这种材料早已被认为是一种优秀的压电材料——指的是材料在施加压力时能够产生电力，或在施加电场时发生形变。然而，仍需更好地控制其性能以及提高其电光系数的方法。 加州大学圣塔芭芭拉分校的克里斯·范德瓦尔的计算材料组的研究人员现在发现了实现这些目标的方法。他们的研究成果发表在《应用物理快报》2023年1月27日的封面文章中，解释了如何通过调整材料的原子结构和成分来提升其性能。强电光响应需要较高浓度的钪——但钪原子在氮化铝晶格中的具体排列也很重要。 “通过使用尖端的原子建模，我们发现将钪原子沿特定晶体轴以规则阵列排列可以显著增强电光性能，”主导计算的博士生王昊辰解释道。 这一发现激励研究人员探索所谓的超晶格结构，其中交替沉积纳米级厚的ScN和AlN层，这种方法可以通过先进的生长技术进行实验实施。他们发现，精确导向的层结构确实在电光特性上提供了显著的增强。…

劳动市场政策塑造了公司的创新动态。一项新的研究首次表明，为低技能工作提高最低工资会推动公司开发自动化技术。相比之下，日益上升的高技能劳动力工资可能会阻碍这一效果。 增加的工资压力是否会促进自动化？经济理论认为会。工资上升驱动自动化技术的创新，因为公司寻求节约成本的创新来替代昂贵的劳动。但现实情况如何？企业是否真的会在面对外部压力（如高工资）时开发和实施自动化创新？由UZH经济学家进行的一项新研究提供了支持这一观点的首次强有力的实证证据。 专利数据和工资分析 为了进行他们的研究，作者们采用了一种创新的方法，将两个不同的数据集结合在一起。第一个是使用欧洲专利数据开发的新分类的自动化专利。这个新的数据集使研究人员能够通过跟踪公司层面的与自动化相关的专利来衡量公司的创新活动。研究人员专注于机床、纺织机械和造纸机械的专利。 这个专利数据集随后与覆盖41个国家的宏观经济数据集结合，重点关注面对全球市场力量的创新企业。因此，UZH的研究人员能够计算工资水平并分析工资波动如何驱动自动化创新。首席作者、UZH创新与创业经济学副教授David…

一项新的研究表明，一种富含水的矿物可能解释该星球的颜色——并暗示其更湿润、更适宜居住的过去。 火星几个世纪以来吸引了科学家和公众的关注。其中一个最大的原因就是这颗行星的红色调，使得这颗来自太阳的第三颗行星获得了其最流行的昵称之一——“红色星球”。那么，到底是什么赋予了这颗星球其标志性的颜色呢？科学家们一直对这个问题感到好奇，直到他们开始研究这颗星球。今天，他们可能终于找到了一个具体的答案，这个答案与火星的水质过去紧密相连。 发表在期刊《自然通讯》上的一项新研究，由布朗大学和伯尔尼大学的研究人员主导，结果显示，富含水的铁矿物铁水合物(ferrihydrite)可能是火星红色尘埃的主要原因。他们通过分析来自火星轨道器、探测器和实验室模拟的数据得出了这一理论，这一理论与主流观点相悖，后者认为，干燥的、类似锈的矿物赤铁矿(hematite)才是火星颜色的原因。 “为什么火星是红色的这一根本问题几乎被思考了几百年甚至上千年，”布朗大学的博士后研究员阿多马斯·瓦兰蒂纳斯(Adomas Valantinas)说道，他在伯尔尼大学攻读博士学位时开始这项工作。“通过我们的分析，我们认为铁水合物通常存在于尘埃中，也可能存在于岩石构造中。我们并不是第一个考虑铁水合物为火星呈红色原因的研究团队，但我们用观测数据和新颖的实验室方法证明这一点的方式之前从未出现过，这几乎是在实验室中重新制作了火星尘埃。”…

硅是最著名的半导体材料。然而，受控的纳米结构化会严重改变材料的性质。使用一种专门开发的刻蚀装置，HZB的一个团队现在生产了具有无数微小孔洞的介孔硅层，并研究了它们的电导率和热导率。研究人员首次阐明了这种介孔硅中的电子传输机制。该材料在应用方面具有巨大潜力，也可以用于为量子计算机的量子比特提供热绝缘。 介孔硅是具有无序纳米级孔洞的晶体硅。该材料具有巨大的内部表面积，并且生物相容性良好。这为潜在应用打开了广阔的前景，从生物传感器到电池阳极和电容器。此外，材料的极低热导率表明其在热绝缘方面的应用潜力。 理解硅纳米结构中的传输特性 尽管介孔硅已知数十年，但迄今为止对电荷载流子的传输和晶格振动（声子）的可能参与缺乏基本理解。“然而，为了有针对性地开发该材料，需要对传输特性和过程有准确的理解，”HZB量子材料动态与传输（QM-ADT）部门负责人Priv. Doz.…

镉硒纳米片为创新电子材料的发展提供了一个有希望的基础。自千禧年之交以来，世界各地的研究人员对这些只有几原子厚的小片材表现出特别的兴趣，因为它们提供了非凡的光学和其他特性。来自德累斯顿-罗斯托克亥姆霍兹中心（HZDR）、德累斯顿工业大学（TU Dresden）和德累斯顿莱布尼茨固态与材料研究所（IFW）的团队已经向系统生产此类纳米片迈出了重要一步。研究人员能够获得关于结构与功能之间相互作用的基本见解，并在期刊《Small》中进行了报告。 基于镉的纳米结构非常适合开发二维材料，这些材料可以通过吸收、反射或发射光线，或展示其他光学特性，与近红外光（NIR）进行特定的相互作用。这个光谱范围对许多技术非常重要。例如，在医学诊断中，这种材料能够提供对组织的更深入见解，因为NIR光比可见光散射得更少。在通信技术中，NIR材料被用于高效的光纤系统。在太阳能领域，它们可以提高光伏电池的效率。 “能够特定地修改材料以呈现所需的光学和电子特性对所有这些应用来说至关重要，”HZDR离子束物理与材料研究所的Rico Friedrich博士说，他也是德累斯顿工业大学理论化学的主任。德累斯顿工业大学的物理化学教授Alexander…

研究人员发明了一个全新的显微镜领域——核自旋显微镜。该团队可以利用显微镜可视化核磁共振的磁信号。量子传感器将信号转换为光，从而实现极高分辨率的光学成像。 慕尼黑工业大学（TUM）的研究人员发明了一个全新的显微镜领域——核自旋显微镜。该团队可以利用显微镜可视化核磁共振的磁信号。量子传感器将信号转换为光，从而实现极高分辨率的光学成像。 磁共振成像（MRI）扫描仪以其能够深入观察人体并形成器官和组织图像而闻名。这种新方法在《自然通讯》期刊上发表，将这一技术扩展到微观细节的领域。“所使用的量子传感器使得将磁共振信号转换为光学信号成为可能。这些信号被相机捕捉并显示为图像，”量子传感与慕尼黑量子科学与技术中心（MCQST）研究员Dominik Bucher教授解释道。 钻石芯片充当量子传感器…

全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其极端的持久性而被称为永远的化学物质。这些化合物具有耐用和防水等有用特性，因此它们通常用于食品包装、化妆品等消费品以及工业过程。但PFAS对人类健康的潜在负面影响正在推动人们寻找更安全的替代品。现在，研究人员在ACS的《环境科学与技术》上提出了许多应用的替代方案。 全氟和多氟烷基物质（PFAS）因其极端的持久性而被称为永远的化学物质。这些化合物具有耐用和防水等有用特性，因此它们通常用于食品包装、化妆品等消费品以及工业过程。但PFAS对人类健康的潜在负面影响正在推动人们寻找更安全的替代品。现在，研究人员在ACS的《环境科学与技术》上提出了许多应用的替代方案。 “我们新的在线数据库展示了PFAS用途的替代品，突出了530种潜在替代品，并揭示了需要进一步创新的领域，”研究的共同作者伊恩·库辛斯说。 关于PFAS替代品的先前研究相对零散，因为永远化学物质在其预定用途上表现得非常出色。但越来越多的证据表明，它们对人类的潜在影响，例如胆固醇水平增加、儿童疫苗有效性降低和某些类型癌症风险增加。因此，包括欧盟成员国和美国的一些州在内的多个地区已开始对PFAS使用进行限制。为了支持那些希望摆脱永远化学物质的行业和公司，罗曼·菲吉尔、库辛斯及其同事希望分析 readily可获得的替代品，并突出安全替代品匮乏的潜在空白。…

灌浆是一种广泛使用的建筑技术，涉及将稳定材料注入土壤以确保结构稳定性，这在地震多发地区尤为有利。现在，来自日本的科学家们开发了一种创新的碳中性灌浆材料，由地热能采集系统的废液制成。他们的新材料与传统灌浆材料相比，液化抗性提高了50%，同时也解决了与建筑行业相关的环境问题。 灌浆是一种广泛使用的建筑技术，涉及将稳定材料注入土壤以确保结构稳定性，这在地震多发地区尤为有利。现在，来自日本的科学家们开发了一种创新的碳中性灌浆材料，由地热能采集系统的废液制成。他们的新材料与传统灌浆材料相比，液化抗性提高了50%，同时也解决了与建筑行业相关的环境问题。 在现代建筑项目中，通过灌浆改善地基是常用的方法，以确保结构的稳定性和安全性。这种涉及将稳定材料注入土壤的技术对于地震多发地区和土壤条件不利的地区的建筑至关重要。从确保基础的稳固和防止土壤侵蚀到加固地下结构，灌浆在创建能够承受环境压力和地质挑战的韧性基础设施中发挥着重要作用。 然而，传统的灌浆方法长期以来给环境带来了重大挑战。建筑行业对以二氧化硅为基础的化学灌浆材料的高度依赖，这些材料通过能源密集的过程生产，显著增加了全球二氧化碳（CO2）排放。在减少环境影响的日益压力下，开发可持续替代传统灌浆材料的方案已成为全球科学家和工程师的当务之急。 在这种背景下，来自日本芝浦工业大学的研究团队开发了一种可能彻底改变灌浆地基改善的创新解决方案。研究小组由工程学院的稻村真也教授领导，开发了一种名为“从地热液体回收的胶体二氧化硅（CSRGF）”的碳中性新型灌浆材料，该材料增强了土壤的稳定性，同时减少了建筑和地热能采集的环境影响。他们的研究于2025年1月22日在线发布，并将于2025年7月在《建筑材料案例研究》第22卷中发表。…

2024 YR4的新观察结果是通过欧洲南方天文台的甚大望远镜（ESO的VLT）和世界各地的设施进行的，几乎排除了这颗小行星与地球碰撞的可能性。这颗小行星在过去几个月中得到了密切监测，因为其在2032年撞击地球的几率上升到约3%，这是迄今为止大型小行星达到的最高撞击概率。在最新的观察之后，撞击的几率降至近乎零。 2024 YR4的新观察结果是通过欧洲南方天文台的甚大望远镜（ESO的VLT）和世界各地的设施进行的，几乎排除了这颗小行星与地球碰撞的可能性。这颗小行星在过去几个月中得到了密切监测，因为其在2032年撞击地球的几率上升到约3%，这是迄今为止大型小行星达到的最高撞击概率。在最新的观察之后，撞击的几率降至近乎零。 小行星2024…

利用詹姆斯·韦伯太空望远镜，天文学家们正在研究系外行星LTT 9779 b的极端天气模式和大气特征。新的JWST观测结果显示，NIRISS揭示了一个动态的大气：强大的风在行星周围肆虐，形成矿物云，当它们凝结成亮白色的弧线时，这些弧线位于稍微凉爽的白天侧西侧。随着这些云向东移动，它们在强烈的热量下蒸发，使得东侧白天的天空晴朗。 LTT 9779…