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在远离加油站的偏远地区耗尽燃料是司机最大的恐惧。电动车车主面临着类似的担忧，称为“续航焦虑”，即担心他们的电动车在电池耗尽之前能够行驶多远。随着电动车在道路上变得越来越普及——预计到2030年年销量将达到720万辆——令人兴奋的新充电解决方案正被开发出来，以简化充电过程。 在偏僻地区缺少汽油对汽车车主来说是一场噩梦。电动车司机也有这种担忧，称为“续航焦虑”，它涉及到对他们的车辆在电池耗尽之前能够行驶多远的未知。 由于电动车在街头变得越来越普遍——估计到2030年年销量可能达到720万辆——新的创新充电技术正在出现。一个这样的技术是可以在行驶中充电的技术，这在德克萨斯大学埃尔帕索分校最近的一项研究中得到强调，该研究发表在IEEE Access期刊上。 UTEP的研究团队是一个由国家科学基金会和能源部资助的工程师联盟的一部分，正在研究一种名为动态无线电力传输（DWPT）的技术，该技术允许车辆在专门装备的道路上充电，而无需直接的电力来源，UTEP电气与计算机工程教授、该研究的首席研究员Paras…

一组研究人员推出了一种新的多维采样理论，旨在解决平面光学的缺陷。本研究不仅突出了传统采样理论在设计超材料时的局限性，还引入了一种突破性的抗混叠技术，极大地改善了光学性能。 该研究由POSTECH的Junsuk Rho教授领导，M.S./Ph.D.学生Seokwoo Kim、Joohoon Kim、Kyungtae…

物理学家在数据处理方面取得了重大进展，采用了一种称为“逆设计”的技术。这种创新的方法允许算法根据特定需求设置系统，消除了繁琐的手动设计和复杂的模拟需求。最终结果是一个智能的“通用”设备，利用自旋波（称为“激子”）执行各种数据处理任务，同时保持卓越的能量效率。这一发展代表了非常规计算的一个重大里程碑，未来在电信、计算和类脑系统中具有巨大的潜力。 由维也纳大学的物理学家牵头的国际研究小组，通过“逆设计”策略在数据处理方面取得了重大进展。这种创新的方法使算法能够根据特定功能配置系统，消除了繁琐的手动设计和复杂的模拟需求。最终结果是一个智能的“通用”设备，利用自旋波（或“激子”）以显著的能量效率执行一系列数据处理功能。此项创新发表在 自然电子学 上，标志着非常规计算的一个重要飞跃，对下一代电信、计算和类脑系统具有相当大的潜力。 现代电子产品面临着许多重大问题，例如高能耗和日益增加的设计复杂性。在这方面，激子学——使用存在于磁性材料中的激子或量子自旋波——提供了一种令人兴奋的替代方案。激子促使数据以最小的能量损失高效运输和处理。随着对创新计算解决方案的需求不断扩大，从5G到即将到来的6G网络和类脑计算（模仿大脑功能），激子学标志着设备设计和功能的根本转变。维也纳大学的纳米磁学和激子学小组的安德里·楚马克和他的同事们成功解决了开发先进激子处理器的挑战，该处理器支持高度自适应和能量高效的计算。…

将两种薄半导体薄膜结合成一个串联太阳能电池，可以实现高效率并减少对环境的影响。最近，研究人员揭示了一种新的CIGS-钙钛矿串联电池，达到了令人印象深刻的24.6%的效率，这是一个由独立机构验证的记录。 通过将两种半导体薄膜合并为一个串联太阳能电池，可以取得显著的效率，同时确保对环境的低影响。最近，来自HZB和洪堡大学柏林分校的团队揭示了一种CIGS-钙钛矿串联电池，设立了新的基准，效率高达24.6%，由独立的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所认证。 薄膜太阳能电池因其在生产过程中对能源和材料的低需求而闻名，从而具有相当小的环境足迹。除了广为人知的硅太阳能电池外，还有薄膜变体，如CIGS电池，采用铜、铟、镓和硒。值得注意的是，CIGS薄膜可以应用于柔性材料。 最近，来自HZB和洪堡大学柏林分校的专家们开发了一种先进的串联太阳能电池，将CIGS底电池与钙钛矿顶电池结合在一起。通过优化这两个电池之间的接触层，他们将效率提升到令人印象深刻的24.6%。这一成就已被位于德国弗赖堡的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所ISE认证为迄今为止的最高效率。 这一创纪录电池的开发是协作努力的结果：顶电池由柏林工业大学的硕士生Thede…

新的研究发现，煤电厂排放的二氧化氮污染对印度粮食安全至关重要的谷物生产造成了显著损害，造成各个地区的产量下降10%或更多。这些作物损害的年财务影响超过8亿美元。 斯坦福多尔可持续发展学院的研究人员最近的一项研究表明，在印度的许多地区，煤电站排放的有害污染物二氧化氮导致小麦和稻米产量每年减少超过10%。 小麦和稻米对印度的粮食安全至关重要，尤其是该国是全球第二人口最多的国家，拥有全球四分之一的营养不良人口。 “我们的目标是评估印度煤电发电排放对农业产量的影响，因为在满足日益增长的电力需求与确保粮食安全之间可能存在显著的权衡，”多尔可持续发展学院环境资源博士生Kirath Singh表示，他是2月3日在《国家科学院院刊》上发表论文的主要作者。…

一个研究小组揭示了一种人工智能系统，旨在评估霍尔效应离子推进器，这是用于卫星和太空探测器的引擎。 霍尔推进器是太空任务中的关键技术，例如SpaceX的Starlink和NASA的Psyche小行星探险。这些设备是高效能的电推进系统，利用等离子体技术。来自KAIST的团队宣布，一种针对立方卫星的AI设计霍尔推进器将在KAIST霍尔效应火箭轨道器（K-HERO）立方卫星上发射。此次发射是即将到来的韩国发射载具任务的一部分，该任务被称为Nuri火箭（KSLV-2），预计在今年11月进行。 *等离子体代表了物质的四种状态之一，是在气体被加热到极高温度时生成的，导致电离为带电离子和电子。这种物质状态不仅在太空电推进中得到应用，还在半导体生产、显示技术和消毒设备中应用。 在2月3日，KAIST核与量子工程系电推进实验室在崔元浩教授的指导下，报告了在使用AI精确预测卫星和太空探测器中使用的霍尔推进器性能方面取得的突破。 霍尔推进器因其出色的燃料效率而闻名，能够使航天器和卫星以最小的推进剂实现显著的加速，同时相对于其能耗产生可观的推力。由于这些优势，霍尔推进器被广泛应用于各类太空任务，例如协调卫星星座、进行去轨操作以减少太空垃圾，并开展深空任务，如小行星探测。…

光合作用，主要由植物进行，依赖于一种极为有效的能量转换机制。为了创造化学能，首先必须捕获并传输阳光。这个过程发生时损失极小，且速度惊人。最近的一项研究突出显示了量子机械效应在这一转换中所扮演的重要角色。 将太阳能有效转化为可储存的化学能，是许多工程师所追求的目标。自然在数十亿年前便发现了应对这一挑战的理想方法。这项新研究揭示了量子力学，常常被认为仅属于物理学领域，在生物学领域也至关重要。 执行光合作用的生物，例如绿色植物，利用量子机械现象来捕捉阳光，尤金·豪尔教授解释道：“当一片叶子吸收光时，激发电子的能量在每个激发的叶绿素分子的多个状态上扩散；我们称之为激发态的叠加。这是几乎无损能量传输的初始阶段，发生在分子内外，促进了太阳能的高效转移。因此，量子力学在理解能量传输和电荷分离的早期阶段中是基础性的重要。” 这一过程无法仅用经典物理完全解释，持续在绿色植物及各种光合生物（如光合细菌）中进行。然而，这些机制的细节仍未得到充分理解。豪尔和首位作者艾丽卡·凯尔将他们的研究视为揭开叶绿素（叶片中的绿色颜料）如何发挥作用的一项重要进展。将这些见解应用于设计人工光合作用系统可能会增强利用太阳能发电或用于光化学过程的效率，达到前所未有的水平。 在他们的研究中，科学家们调查了叶绿素捕获能量的光谱中两个特定部分：较低能量的Q区域（从黄光到红光）和较高能量的B区域（蓝光到绿光）。Q区域由两个量子机械上相互关联的不同电子态组成。这种关联使得分子内的能量传输变得无缝。随后，系统通过“冷却”来放松，这涉及到将能量以热的形式散失。他们的研究结果表明，量子机械效应可以显著影响与生物学相关的过程。

合成生物学家创造了一个突破性的生物传感器原型，可以识别稀土元素并适应于各种其他用途。 昆士兰科技大学（QUT）的研究人员设计了一个能够检测稀土元素并适应多种应用的尖端生物传感器原型。 镧系元素（Lns）是电子产品、电动机和电池中的关键组成部分。然而，挑战在于我们无法提取出足够的这些元素来满足日益增长的需求，并且当前的提取方法既昂贵又对环境有害。 昆士兰科技大学农业与生物经济中心的基里尔·亚历山德罗夫教授及其团队成功地工程化了蛋白质，以创造出分子纳米机器，当它们选择性地附着在Lns上时，会产生易于检测的信号。 在亚历山德罗夫教授的带领下，国际研究团队包括昆士兰科技大学的研究人员郭钟博士、帕特里夏·沃尔登和崔振玲博士，并与澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）先进工程生物学未来科学平台和美国克拉克森大学的研究人员合作。…

纳米技术的进展可能为沿海地区的石油泄漏清理提供更高效、更安全和更快速的解决方案，正如最近的一项研究所详细说明的那样。该研究汇编、评估和评估了大约40到50项关于这一主题的研究，提供了纳米技术在解决沿海油污方面当前状况的综合概述。此外，研究人员提出了自己的建议，并指出了从实验室到实际应用中纳米材料应用的研究空白。 在一次重大油泄漏后进行清理是一项漫长且昂贵的工作，往往对沿海生态系统造成重大伤害。这在北极尤其关键，因为新的航运路线可能因海洋活动的增加而增加泄漏的风险。 即使在人口稠密的地区，当前的石油泄漏响应方法也存在一些重大缺陷，例如油吸收能力低、可能对海洋生物造成伤害以及清理时间延长。 尽管如此，纳米技术的进步为可能比传统方法更高效、安全和快速的技术带来了希望。这一观点在由康考迪亚大学的一组研究人员发表的新研究中得到了强调，该研究发表在环境科学：纳米杂志上。 主笔胡芳比（Huifang…

工程师们针对一个许多人每天依赖的实用技术——无线耳塞中电池退化这一熟悉的问题进行了研究。 你有没有想过，为什么你电子设备中的电池似乎没有以前那么持久了？ 由德克萨斯大学奥斯汀分校主导的全球研究小组采用不同的方法解决了这一电池退化的普遍问题。他们的重点是我们经常使用的无线耳塞。他们利用X射线、红外线和其他成像技术深入了解这些小设备内部的复杂技术，并理解其电池性能随时间下降的原因。 “一切始于我个人的耳机；我只使用右耳塞，而我注意到，经过两年后，左耳塞的电池寿命仍然明显更长，”最近在Advanced Materials上发表研究的机械工程沃克系的副教授Yijin…

  物理学家进行了一项卓越的模拟，提供了关于一种神秘现象的新见解，该现象可能决定宇宙的最终命运。 大约五十年前，量子场论的创新研究指出，宇宙可能陷入了一个虚真空状态—看似稳定，但可能随时准备转变为一个更稳定的真正真空状态。这种转变可能导致宇宙结构的灾难性变化。尽管专家们发现很难预测时间，但他们相信这样的事件将发生在一个极其漫长的时间框架内，可能是数百万年。 涉及三家研究机构的集体努力导致了对虚真空衰减的重要发现—这一现象与宇宙的起源及亚原子粒子的行为有关。此次合作由利兹大学的扎尔特科·帕皮奇教授和德国于利希研究中心的雅卡·沃德布博士主导。 帕皮奇教授是主要作者，同时也是理论物理学教授，他解释道：“这一过程可能从根本上改变宇宙的结构。基本常数可能会突然变化，导致我们所知的现实完全崩溃，就像一座纸牌屋。我们需要控制实验来研究这一过程并确定其时间框架。”…

一组国际研究人员模拟了宇宙中最强磁场的形成与演化过程。 一组国际研究人员模拟了宇宙中最强磁场的形成与演化过程。 该研究由纽卡斯尔大学、利兹大学和法国的科学家领导，研究结果发表在《自然天文学》期刊上。团队发现，由超新星材料回落而产生的泰勒-斯普鲁特发电机负责创建低场磁星。这项研究揭示了低场磁星的形成，这一难题自2010年首次识别这些天体以来就吸引了科学家的关注。 研究人员利用先进的数值模拟，探讨了这些星体的磁热发展，揭示了原始中子星中特定发电机过程导致这些较弱磁场的产生。 该研究的主要作者，纽卡斯尔大学数学、统计与物理学院的研究员安德烈·伊戈谢夫博士表示：“中子星是由超新星爆炸产生的。尽管大多数大质量恒星的外层在超新星期间被抛出，部分材料回落，导致中子星旋转得更快。我们的研究表明，这种现象对通过泰勒-斯普鲁特发电机机制形成磁场至关重要。这个概念大约在25年前理论上提出，但仅最近才通过计算机模型准确模拟。由此过程产生的磁场非常复杂，内部磁场显著强于外部磁场。”…