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科学家们创建了一种新的优化模型，旨在提高微电网的运行。这一创新模型能够应对电力供应和需求的意外变化，确保能源系统的稳定和高效。它解决了电力中断和波动的能源需求等问题，显著提高了微电网的可靠性和可持续性。这使得它在电网不可靠的地区特别适合实际应用。 仁川国立大学的科学家们创建了一种新的优化模型，以增强微电网的运行。该模型有效地适应电力供应和需求的惊人波动，确保能源系统稳定高效地运行。通过解决电力中断和不一致的能源需求等问题，这种方法提升了微电网的可靠性和可持续性，使其非常适合在电网不稳定的地区实施。 微电网是本地化的能源系统，旨在提供稳定的电力供应，尤其是在偏远地区或容易发生灾害的地区。随着全球向太阳能和风能等可再生能源的转型，微电网的重要性日益增加。然而，由于不可预测的能源供应和需求因素，包括电力中断和使用波动，以及随机孤岛效应，即电网的某些部分突然隔离，导致能源交付中断，管理这些系统面临挑战。 为了解决这些问题，仁川国立大学的研究团队在助理教授李宗贤的领导下，开发了一种新的优化模型，以增强在不确定情况下的微电网运行。该模型不仅提高了微电网的效率和可靠性，还提供适用于现实场景的可扩展解决方案。他们的研究结果在2024年8月2日在线共享，并于2024年11月15日发表在《应用能源》374卷上。 传统的微电网优化方法，如多阶段模型，通常资源密集且不适合日常使用。尽管这些模型考虑了多个时间阶段的各种情景，但其复杂性显著增加，使得在更大规模上实施存在挑战。研究人员通过减少潜在情景并引入重新规划过程，简化了这些模型，同时保持其有效性。这使得优化模型可以随着新信息的出现而调整，从而显著减轻计算负担，并使模型在现实应用中更加实用。…

在创造功能涂层的创新材料方面，日本的一支研究团队揭示了一项将结构色涂层与卓越的防水性能相结合的技术。与传统油漆不同，结构色涂层保持其鲜艳的色彩，并具备自清洁能力。这是通过利用疏水性黑色素颗粒实现的，这些颗粒赋予了结构色和防水性。这一突破标志着涂层和油漆先进材料领域的重要进展。 您是否曾对孔雀羽毛的惊艳蓝色或甲壳虫上闪闪发光的几丁质感到惊讶？这些自然现象被称为结构色——微观结构创造出令人惊叹且持久的色彩。在这些自然奇观的激励下，日本的一组研究人员一直在研究结构色。他们之前的工作揭示了利用黑色素颗粒创建结构色材料模仿孔雀羽毛中的着色技术。在掌握这一知识后，团队旨在生产一种涂层材料，通过黑色素颗粒展示结构色的辉煌，产生多角度可见的非虹彩色彩。 研究团队包括千叶大学研究生院的小林道成教授和前岛由衣女士，与武田胶体技术咨询有限公司的武田新一博士，以及国家材料科学研究所的藤泽宏士博士合作。他们的发现发表于2024年12月18日的高分子反应工程期刊上。小林教授分享了他的研究动机，"我们花费了多年时间研究受到自然启发的黑色素基结构色材料。我们的目标是通过快速创建结构色，同时结合诸如防水性等功能特性，来增强这些材料的实用性。" 为了实现这一目标，团队开发了三种不同尺寸的聚苯乙烯颗粒。他们用聚多巴胺（这会修改黑色素颗粒）对这些颗粒进行涂层，然后通过迈克尔加成反应添加疏水性十八烷基团——由18个碳原子组成。该反应促进了将负化学基团引入到α、β-不饱和羰基化合物中的过程，从而在不使用对环境有害的氟化合物的情况下增强了水抵抗性。 颗粒的新发现的疏水性通过时间域核磁共振（TD-NMR）技术进行了验证。处理后，颗粒在己烷中悬浮，便于快速高效地应用到玻璃和三聚氰胺层压板等表面上。干燥后，涂层的接触角超过160度，色彩鲜艳，并呈现出一种自清洁效果，称为莲花效应，使水珠能够滚落而不留下任何残留物。

巴塞尔大学的研究人员开发了一种技术，可以同时检查超过1500种活性化合物对细胞代谢的影响。这项突破性的分析还揭示了著名药物背后的新机制。这种方法可以帮助科学家预测副作用并识别现有药物的额外用途。 巴塞尔大学的研究人员开发了一种技术，可以同时检查超过1500种活性化合物对细胞代谢的影响。这项突破性的分析还揭示了著名药物背后的新机制。这种方法可以帮助科学家预测副作用并识别现有药物的额外用途。 活性物质如何影响细胞内的代谢过程？找到这个问题的答案可以为创造新的治疗方案提供重要的见解。以前，研究这种物质在整个化合物库中的影响将是非常消耗资源的。 巴塞尔大学生物医学系的研究人员最近介绍了一种技术，可以同时评估数千种活性化合物的代谢影响。他们在科学期刊自然生物技术上发布了这一方法的研究结果，称之为高通量代谢组学。 预测副作用和相互作用…

随着人类设想在地球之外——在月球、火星及更远处生活，维持生命所需的基本元素如氧气、食物和水变得越来越重要。虽然我们已经确认月球上存在水，但挑战在于定位这些水。冰冷的沉积物是在 隐藏在陨石坑内，藏在阴暗的地方，还是存在于两极？了解这些地点对于旨在使月球上的生活成为现实的宇航员至关重要，而这个前景在很大程度上仍然停留在科幻的领域。 加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员正在研发一种方法，可能会将这种科幻变为科学事实，创建一种工具来协助未来的太空任务，包括NASA的阿尔忒弥斯计划，该计划旨在探索并最终在月球上建立人类存在。他们的研究成果发表在《国家科学院院刊》（PNAS）的一期特刊上，标题为《月球和火星上的水》，封面展示了阿尔忒弥斯I号。 研究团队由一对父子组成：马克·蒂门斯，加州大学圣地亚哥分校的化学和生物化学杰出教授，以及麦克斯韦·蒂门斯，布鲁塞尔自由大学的研究员以及斯克里普斯海洋研究所的前学生。 早在1967年，诺贝尔奖得主哈罗德·尤里和他的同事詹姆斯·阿诺德——都是加州大学圣地亚哥分校化学系的教员——是首批从阿波罗11号获得月球样本的人之一。尤里实际上是最早提出月球上存在水的科学家之一，特别是在其永久阴影的极地区域。今天，科学家认为月球水的来源有三种：…

目前火星的寒冷和干旱条件与其过去数十亿年前拥有河流和湖泊的状态形成了鲜明对比，这一谜团长期以来吸引了科学家的关注。哈佛大学的研究人员现在认为，他们找到了一个合理的解释，阐明了温暖、潮湿的古代火星的存在。 扩展了之前描绘古代火星经历加热和冷却周期的理论，哈佛约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的一个团队识别了使火星在早期历史中保持足够温暖以支持水和潜在生命的化学过程。 NASA萨根博士后研究员、发表在《自然地球科学》上的新研究的主要作者丹尼卡·亚当斯表示，“考虑到火星距离太阳较远，并且早期太阳的亮度较低，理解火星上液态水的存在一直是一个谜。” 最初，科学家认为氢是与火星大气中的二氧化碳混合的关键元素，触发温室变暖事件。然而，由于大气中的氢存在周期较短，因此需要进行更全面的分析。 亚当斯与SEAS的环境科学与工程戈登·麦凯教授罗宾·沃兹沃斯及其团队进行的光化学建模，类似于现代跟踪空气污染物的方法，以探讨古代火星大气与氢的相互作用及其随时间的演变。…

天文学家和工程师为他们的射电望远镜创造了一种创新系统，可以迅速识别有趣的快速射电爆发和各种宇宙事件。 在澳大利亚开发的一项技术的初步测试成功地通过分析空间信号发现了神秘的物体，方式类似于在沙滩上筛沙。 来自CSIRO（澳大利亚领先的科学机构）的一组研究团队为他们的ASKAP射电望远镜设计了一种名为CRACO的专用系统，旨在迅速探测快速射电爆发和其他天文现象。 这一新技术最近由国际射电天文学研究中心（ICRAR）西澳大利亚州Curtin大学节点的研究团队进行了测试。 今天在《澳大利亚天文学会出版物》上发表的研究结果显示，利用新技术识别出了两个快速射电爆发和两个间歇性发射的中子星，同时为四个脉冲星提供了增强的定位数据。研究人员随后发现了超过二十个额外的快速射电爆发。…

正如陆地动物是从水生生物进化而来的，软机器人也在不断进步，这得益于康奈尔大学在电池创新和设计方面的新研究。 一个模块化的蠕虫机器人和一个水母展示了被称为“具体现实能量”的优势——一种将电源集成在机器人内部的技术，帮助减少重量和降低成本。 蠕虫和水母是受狮子鱼启发的早期软机器人的进化版本，该机器人于2019年推出。这个原始设计可以储存能量并使用循环液压液体进行功能，类似于“机器人血液”。这些新设计具有相似的维持系统，但在电池效率和能量输出方面进行了增强。 机械和航空工程教授罗伯·谢泼德表示：“水母拥有更高的重量与容量比，使其能比鱼类旅行更远。蠕虫代表我们首次尝试创建一个在水面上运作的版本。当被浸没时，浮力帮助机器人，消除了对坚硬骨骼的需求。” 蠕虫机器人的一个重要方面是其分段设计。蠕虫的结构由几个相连的舱体组成，每个舱体内都装有电机和腱驱动器，使蠕虫能够改变形状和运动，此外还有被阴极液包围的阳极液袋堆叠。…

矮行星谷神星是一个不寻常的世界，具有冰火山活动的特征。然而，发现其表面的有机物质被认为来自外部来源，而不是其核心。这些在谷神星多个地点发现的有机物质可能源于撞击外部小行星带的asteroid。 在谷神星不同区域发现的有机物质被认为来自矮行星之外。这些材料可能是通过撞击谷神星的外部小行星传递的。由德国马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）领导的研究小组对这一神秘材料及其地质环境进行了深入分析，相关研究结果发表在期刊AGU Advances上。这是首次使用人工智能分析由NASA的“黎明号”宇宙飞船收集的数据。研究表明，谷神星独特的冰火山活动——即含盐的卤水自下而出——并不是表面有机物质的来源。这些新见解有助于我们理解适合生命的条件在我们太阳系中是如何和在哪里出现的。 有机分子对于我们所知的生命至关重要。在地球上，由碳、氢以及其他元素构成的化合物形成了所有生物体的基本组成部分。近年来，科学家们在离太阳很远的外海王星小行星、彗星和遥远的小行星上探测到了这些分子。这些天体被认为是早期太阳系中大体无变化的残余，表明构成生命所必需的成分可能是其初始形成的一部分，并且可能只在后期到达内太阳系。 在这项研究中，研究人员试图识别谷神星上先前未知的有机材料沉积。位于火星和木星之间的小行星带中间，谷神星并不明显地属于内太阳系或外太阳系，一些理论认为这甚至可能是其起源之地。因此，科学家们渴望了解在谷神星上发现的有机材料的起源。这些材料是在小行星带内部形成的，还是在后期传递过来的？…

  关于自行车道的看法，大多数人都有强烈的意见。无论你是喜欢它们还是不喜欢它们，新的研究表明，应用科学推理可以帮助识别这些车道的最佳位置。这种方法有助于减少交通拥堵，同时鼓励更多的人选择从汽车转向自行车，后者不会产生排放。 与另外两位研究人员合作，智能城市专家刘胜收集数据，并咨询了温哥华和芝加哥的城市规划师，创建了一个模型，指导市政当局根据日益增长的需求选择扩展自行车道网络的理想地点。 “我们的模型为希望基于可用数据设计新自行车道的市政当局提供了一个结构化的决策框架，”在多伦多大学罗特曼管理学院担任运营管理和统计学助理教授的刘教授解释道。“它帮助政策制定者量化和评估自行车道安装的潜在优势和缺点。具体来说，它可以根据车道位置预测对交通状况和排放水平的可能影响。” 自行车道在北美变得愈加受欢迎，减少了交通死亡，提供了更具成本效益的个人交通选择，并增强了骑自行车者的身体健康。然而，正如许多通勤者所指出的，“在规划自行车道时忽视交通动态可能导致不必要的拥堵，”研究人员指出，骑自行车的参与率几乎没有增长。…

浮动太阳能——这种将太阳能电池板放置在水面上的创新方法——在提高效率以及保护农业和保护土地方面显示出巨大的前景，但最近的一项实验凸显了一些环境妥协。 在一项重点关注浮动太阳能环境后果的开创性实地研究中，最近发表在《环境科学与技术》上的研究人员发现，使用浮动太阳能电池板导致小型池塘的温室气体排放增加了近27%。 “关于浮动太阳能已经发表了大量论文，主要使用建模和预测，”自然资源与环境副教授史蒂文·格罗德斯基表示。“这是第一项提供真实实证证据的操控性研究。它揭示了我们观察到的实际结果，显示安装浮动太阳能的池塘温室气体排放增加。” 格罗德斯基及其团队在康奈尔实验池塘设施的三个池塘上安装了太阳能电池板，覆盖了70%的水面。他们观察到，从一开始，甲烷和二氧化碳的排放比没有太阳能电池板的池塘增加了26.8%，而池塘中的溶解氧水平显著下降。 “通过安装浮动太阳能，你显著降低了水生生物可用的氧气水平，干扰了生态过程，影响了分解，并改变了微生物活动以及风与水面之间的相互作用。一切都是相互关联的，”格罗德斯基解释道。…

锂空气电池有能力超越传统锂离子电池，通过存储更多的能量而不增加重量。然而，它们迄今为止令人印象深刻的性能仍然只是理论上的，其工作寿命目前还太短。来自中国的一个研究团队现在建议在电解质中引入可溶性催化剂。该催化剂作为氧化还原介质，增强了电荷传输并防止电极的钝化。 与锂离子电池不同，在锂离子电池中，锂离子在两个电极之间来回移动，而锂空气电池（Li-O2）使用金属锂阳极。在使用过程中，带正电的锂离子溶解并迁移到多孔阴极，允许空气流过。在这里，氧气发生氧化并结合形成过氧化锂（Li2O2）。当电池充电时，氧气被释放，锂离子转化回金属锂，然后重新沉积在阳极上。不幸的是，这些电池预期的高效率尚未在实践中实现。 一个重要的挑战是所谓的过电位效应，这阻碍了电化学反应：形成和分解不溶性Li2O2的过程进行得很慢，其导电性相当差。此外，阴极中的孔隙经常被阻塞，而产生氧气所需的较大电位降低了电解质的质量并引发不必要的副反应。因此，这些电池在仅经过几次充放电循环后通常会失去大部分性能。 由中国科学院大连化学物理研究所的吴忠帅领导的团队，与大连 maritime…

研究人员提出了一种突破性技术，利用日震学在极端条件下评估太阳辐射不透明度。这项重要研究不仅揭示了我们对原子物理理解的不足，还证实了最近的实验发现，从而在天体物理和核物理领域创造了新的见解。 日震学专注于太阳声波的研究，使科学家能够以极高的精度探索太阳内部。通过研究这些波，研究人员可以重建太阳的重要参数，如温度、密度和化学成分——这些因素对于理解我们的恒星是如何运作和演变至关重要。这项技术本质上将太阳转变为一个自然实验室，提供了关键数据，帮助精炼恒星模型，加深我们对宇宙中恒星演化的理解。 由利ège大学的Gaël Buldgen领导的一项全球新研究利用日震学方法独立测量了太阳等离子体在其深层吸收高能辐射的能力。这项合作研究为太阳辐射不透明度带来了新的视角，这是一种理解物质在太阳极端内部条件下如何与辐射相互作用的重要物理特性。研究结果支持了来自美国实验室（如桑迪亚国家实验室）和利弗莫尔国家实验室正在进行的研究，同时突显了我们对原子物理理解中的持续空白和洛斯阿拉莫斯国家实验室、俄亥俄州立大学与法国巴黎萨克莱研究中心之间预测的差异。 恒星建模的卓越精度…