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科学家们可能已经解开了为什么月球显示出古老的磁性迹象的谜团，尽管它今天没有磁场。一场冲击，例如来自大型小行星的撞击，可能产生了一团带电粒子，暂时包围了月球并增强了其微弱的磁场。 月球的磁性去哪了？科学家们对这个问题困惑了数十年，自从轨道飞行器在月球表面岩石中发现高磁场的迹象。如今，月球本身没有固有的磁性。 现在，麻省理工学院的科学家们可能已经解开了这个谜团。他们提出，古老的微弱磁场和大型等离子体产生撞击的组合，可能暂时在月球的背面创造了一个强磁场。 在《科学进展》期刊上发表的一项研究中，研究人员通过详细的模拟表明，来自大型小行星的撞击可能产生了一团带电粒子，短暂包围了月球。这些等离子体会环绕月球流动，并集中在与初始撞击相对的位置。在那里，等离子体会与月球的微弱磁场相互作用，并短暂增强它。该地区的任何岩石都可能记录到增强的磁性迹象，然后该磁场迅速消失。 这些事件的组合可以解释在月球远端南极附近检测到的高度磁性岩石的存在。恰好，一个最大的冲击盆地——阴影盆地——位于月球近端的正对位置。研究人员怀疑，造成那次撞击的事件可能释放了引发他们模拟场景的等离子云。…

研究人员揭示了固态冷却技术的一项突破，使当前商业系统的效率提高了两倍。该创新由实验室获得专利的纳米工程薄膜热电材料和设备驱动，为紧凑、可靠且可扩展的冷却解决方案铺平了道路，可能在各行业取代传统压缩机。 约翰霍普金斯应用物理实验室（APL）位于马里兰州劳雷尔的研究人员开发了一种新型、易于制造的固态热电制冷技术，采用纳米工程材料，其效率是使用市售的块状热电材料制造的设备的两倍。随着全球对更节能、可靠和紧凑冷却解决方案的需求增长，这项进展为传统基于压缩机的制冷提供了一种可扩展的替代方案。 在5月21日发表在《自然通讯》上的一篇论文中，APL的研究团队和三星电子的制冷工程师展示了由于APL发明的高性能纳米工程热电材料所带来的制冷系统的热泵效率和容量的提升，这些材料被称为受控分层工程超晶格结构（CHESS）。 CHESS技术是APL在先进的纳米工程热电材料和应用开发方面进行了10年的研究的成果。最初为国家安全应用开发的这种材料还被用于假肢的非侵入性冷却疗法，并在2023年获得唯一的R&D 100奖。…

通过在平面表面上仔细放置纳米结构，瑞典林雪平大学的研究人员显著提高了所谓的导电塑料光学超表面的性能。这是可控平面光学的重要一步，未来的应用包括视频全息图、隐形材料、传感器以及生物医学成像。该研究已发表在《自然通讯》期刊上。 为了控制光，现在使用的是弯曲透镜，通常由凹面或凸面玻璃制成，以不同方式折射光。这些透镜可以在从高科技设备如太空望远镜和雷达系统到日常物品如相机镜头和眼镜的所有领域中找到。但是，玻璃透镜占用空间，且难以在不影响其功能的前提下将其缩小。 然而，使用平面透镜可能可以制造出非常小的光学，并找到新的应用领域。它们被称为金属透镜，是光学超表面的例子，形成了一个快速发展的研究领域，具有巨大潜力，尽管目前该技术具有其局限性。 “超表面的工作方式是，将纳米结构以图案的方式放置在平面表面上，成为光的接收器。每个接收器或天线以某种方式捕获光，这些纳米结构可以使光按照你想要的方式得到控制，”林雪平大学应用物理学教授马格努斯·约翰逊说。 今天，有由金或二氧化钛等材料制成的光学超表面。但一个主要挑战是，超表面的功能在制造后无法调整。研究人员和工业界都要求能够开关超表面或动态改变金属透镜的焦点等功能。…

科学家们展示了一种新的记录原理，通过将自旋扭矩与传统的热辅助磁记录（HAMR）相结合，提高了录音效率35%。这一进展预计将减少磁记录过程中的热能消耗，并增强硬盘驱动器（HDD）的耐用性和可靠性。 在传统的热辅助磁记录（HAMR）中，激光用于局部加热记录介质，以促进数据写入。然而，施加的热能在介质内部主要被耗散，并未直接贡献于记录效率。此外，这一高温过程消耗了大量能源，并引发了关于介质在重复使用过程中磁性和物理降解的担忧。 研究团队关注激光照射过程中记录介质内部产生的温度梯度。他们通过在铁铂（FePt）记录层下方插入抗铁磁锰铂（MnPt）层，开发了一种新结构。与传统的HAMR相比，这种结构在记录效率上实现了约35%的提升。这一增强源于温度梯度产生的自旋电流，它诱导的自旋扭矩有助于磁切换—有效增强了传统的热辅助效应。此外，研究表明自旋扭矩可以应用于硬盘驱动器（HDD），为一种新型记录技术铺平了道路。 在这些结果的基础上，团队旨在将该技术应用于FePt纳米颗粒介质，并推进TST-HAMR作为未来HDD的实用记录方法。这可能导致更高容量和更节能的HDD，从而推动下一代存储技术的发展。

科学家发现太阳活动如何影响氦拾取离子的速度分布和演变。 西南研究院的科学家发现太阳活动如何影响氦拾取离子的速度分布和演变。 拾取离子是当来自我们太阳系外的中性粒子被电离时产生的带电粒子。它们通过太阳紫外辐射被电离，并被星际磁场捕获。 由西南研究院的冈泽和幸博士领导的新研究表明，这些拾取离子是太阳能量粒子（SEPs）的源泉。这些高能加速粒子包括由太阳事件（如耀斑和日冕物质抛射（CMEs））产生的质子、电子和重离子。通过利用美国宇航局的太阳地球关系卫星的数据，西南研究院检测到了氦拾取离子通过几次 CME…

研究人员已经证明，通过使用具有柔性键的半导体，该材料可以通过纳米容器模塑成各种结构，而不改变其成分，这一发现可能会导致仅使用单一元素设计多种定制电子设备。 研究人员已经证明，通过使用具有柔性键的半导体，该材料可以通过纳米容器模塑成各种结构，而不改变其成分，这一发现可能会导致仅使用单一元素设计多种定制电子设备。 半导体在我们的日常生活中至关重要，因为它们存在于几乎所有的电子设备中。半导体的一个关键特性是它们的带隙，它决定了它们如何导电。带隙通常通过断裂化学键或向材料中引入额外元素为特定应用进行工程设计。然而，这些过程可能复杂且耗能。 来自诺丁汉大学、EPSRC SuperSTEM…

科学家开发了一种与智能手机兼容的乙醇传感器，采用一种称为Cu-MOF-74的金属有机框架。该传感器在不需要电子设备或实验室工具的情况下，能够直观地检测广泛范围内的乙醇浓度。这项技术在环境监测、医疗保健、工业流程和酒精呼气分析方面具有良好的应用前景。 确定饮品的酒精浓度不需要猜测或实验室工作。新的研究使得这一过程变得简单，如同检查消息一样——而且更为多彩。 大阪市立大学的研究人员开发了一种与智能手机兼容的酒精传感器，能够在没有复杂电子设备或实验室工具的情况下直观地检测全范围内的乙醇浓度。他们的技术为环境监测、医疗保健、工业流程和酒精呼气分析等广泛潜在应用提供了可能性。 乙醇广泛用于食品、药物和燃料中。它也是许多酒精饮料中的令人陶醉的成分。准确检测乙醇浓度，尤其是在同时含有乙醇和水的产品中，对于产品的卫生管理和质量维护至关重要。 “传统传感器通常需要电源和复杂的电子设备，限制了它们在日常使用中的可及性，”大阪市立大学工程研究生院副教授、该研究的主要作者冈田健二说。…

已经创造了一种新型昆虫赛博格，可以自主导航——无需电线、手术或造成压力的电击。该系统使用小型紫外线（UV）光头盔通过利用蟑螂自然回避明亮光线的倾向来控制它们，尤其是在紫外线范围内。这种方法不仅保留了昆虫的感官器官，还保持了长时间的一致控制。 传统的赛博格昆虫依靠电刺激，这通常涉及侵入性手术，并可能导致关键感官器官的损伤。随着时间的推移，这些电信号的效果也会降低，因为昆虫的身体会适应——这种现象称为习惯化。相比之下，大阪大学团队的系统使用负光趋性，这是一种昆虫本能地远离紫外线光线的行为。通过将光线照射到任意一只眼睛上，研究人员可以引导蟑螂向左或向右移动，而无需直接接触神经或肌肉。 该团队给蟑螂装上了紫外线光头盔和一个无线传感器背包，能够检测它们何时停止移动。如果动作停止，紫外线光会被激活以促使它们移动。这种智能控制减少了不必要的刺激，节省了能量。 在测试中，赛博格昆虫在150次试验中表现出一致的反应，没有习惯化。在迷宫式环境中，94%的蟑螂成功逃脱——相比之下，正常蟑螂只有24%成功逃脱。 据研究团队称，这项研究首次证明了仅使用昆虫的自然感官系统进行成功行为控制的昆虫赛博格——没有电刺激。新的生物智能赛博格昆虫（BCI）模型显著减少了对动物的身体负担，并在复杂环境中提高了运动控制的可靠性。…

自动驾驶汽车消除交通拥堵，能够在家中迅速获得医疗诊断，或者感受到跨越大陆的亲人触碰的体验，可能听起来像科幻小说的内容。然而，由于半导体技术的重大突破，新研究可能使这一切变得更接近现实。 自动驾驶汽车消除交通拥堵，能够在家中迅速获得医疗诊断，或者感受到跨越大陆的亲人触碰的体验，可能听起来像科幻小说的内容。 然而，今天发表在《自然电子学》期刊上的布里斯托大学主导的新研究，可能会使这一切以及更多的内容变为现实，这要归功于半导体技术的重大突破。 这些未来派概念依赖于能够比现有网络更快地通信和传输大量数据的能力。因此，物理学家们开发了一种创新的方法来加速这一过程，使全球数十名用户能够实现更快的连接。 共同发起作者、布里斯托大学物理学教授马丁·库巴尔表示：“在下一个十年，之前几乎难以想象的技术将会广泛可用，以改变各种人类体验。潜在的好处也非常深远，包括远程诊断和手术的医疗进步、虚拟课堂甚至虚拟假日旅游。”…

工程师们开发了一种膜，通过分子的大小过滤原油成分，这一进展可能会显著减少原油分馏所需的能量。 将原油分离成汽油、柴油和取暖油等产品是一个能量密集型的过程，占全球二氧化碳排放的约6%。其中大部分能量用于分离成分所需的热量。 麻省理工学院的工程师们开发了一种膜，可以根据分子的大小有效分离原油成分，这一进展有可能显著减少原油分馏所需的能量。 “这是重新构想分离过程的全新方式。与其加热混合物以进行纯化，为什么不根据形状和大小来分离成分呢？关键创新在于我们开发的过滤器能够在原子尺度上分离非常小的分子，”麻省理工学院化学工程副教授、该研究的主要作者扎卡里·P·史密斯说。 这种新的过滤膜可以有效分离油中的重组分和轻组分，并且其膨胀抗性优于其他类型的油分离膜。这种膜是一种薄膜，可以使用一种已经广泛应用于工业过程的技术制造，潜在的可以大规模使用。…

化学家们开发了一种高效的骨架编辑方法，适用于经常使用的杂芳香结构。这项技术可以作为化学修饰生物活性化合物的一种手段。 骨架编辑是一种现代化学合成的方法。通过在原子级别进行精确的改变，研究人员能够直接将现有的药物骨架转化为新的生物相关化合物。由明斯特大学的化学家阿米多·斯图德教授领导的一个团队基于这一技术开发了一种新的策略，用于交换碳原子与氮原子（“C到N原子交换”）。该过程在吲哚和苯并呋喃框架内进行。这些化学结构主要由碳组成，包含两个分子环，是药物和天然产物的常见构建块。 “这项技术扩展了可用于骨架编辑的合成工具箱，”大部分实验工作由博士生王哲解释道。这标志着从已知药效基团开发新分子的一步进展，即负责药理作用的分子成分。 这项研究发表在《自然》杂志上，表明吲哚可以通过交换C到N原子转化为吲唑。该转化通过开环中间体进行，从中也可以通过移动氮原子生产苯并咪唑。同样的策略适用于苯并呋喃，根据结构重组的方向，可以产生苯并异恶唑或苯并恶唑。这些化合物类——吲唑、苯并咪唑、苯并异恶唑和苯并恶唑——以其生物活性和在药物和天然产物中的广泛存在而闻名。

天文学家在早期宇宙中观察到了一种巨大的、极为活跃的棒旋涡星系，并发现它与现代星系之间有重要的相似之处和差异。这提高了我们对像我们自己的银河系这样的棒旋涡星系是如何生长和演化的理解。 一些螺旋星系，包括银河系，在螺旋图案内表现出一条直棒。这种棒结构有助于将气体引导到星系中心，在那里可以用来形成新星。但为什么只有大约一半的螺旋星系中形成棒，以及它们如何影响星系的演化，仍然是未解的问题。 为了研究早期宇宙中螺旋星系的演化，由日本国立天文台的项目研究人员黄硕领导的研究团队使用阿塔卡马大型毫米/亚毫米波阵列（ALMA）射电望远镜观察了一种名为J0107a的巨型棒旋涡星系，该星系存在于111亿年前。位于鲸鱼座的J0107a是一种“巨怪”星系，意味着在早期宇宙中迅速生长并形成许多新星。由于它们位于遥远的地方，观察巨怪星系的详细结构并确定驱动这种强烈星形成的因素一直很困难。最近，由詹姆斯·韦布太空望远镜提供的改进分辨率揭示了一些巨怪星系中的螺旋结构甚至棒结构。J0107a是迄今为止已知的最早和最大的棒旋涡星系，因此是研究早期宇宙中棒旋涡星系演化的最佳目标。 研究团队发现，J0107a中棒内的气体分布和运动与现代星系相似。但与现代星系相比，气体的浓度高出几倍，气体流动的速度更快，达到几百公里每秒。天文学家认为，这种大规模气体流入中心将为显著额外的星形成提供动力，帮助推动这个巨怪星系的演化。这是首次观察到这些特征，而这些特征并未在理论或模拟模型中被预测。 黄硕评论道：“我们希望通过这些观察获得的关于气体分布和运动的详细信息，将为探索星系多样性的起源以及更正常的棒旋涡星系的形成和演化提供重要线索。”