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工程师们发现了一种消除影响电极的流体流动“死区”的方法，这些电极用于电池供电的海水淡化系统。这种创新的方法利用基于物理原理的锥形流道设计，使液体能够快速高效地移动，潜在地使用比目前常用的耗能反渗透方法更少的能量。 工程师们发现了一种去除流体流动“死区”的方法，这些死区对电池供电的海水淡化所用的电极产生负面影响。这种新方法在电极中采用基于物理原理的锥形流道设计，促进了流体更快更高效的流动，相比传统的反渗透技术，这可能需要更少的能量。 重大的技术挑战阻碍了淡化技术的广泛应用。目前流行的技术是反渗透，它通过一个膜将水强行分离盐，但这个过程既昂贵又消耗大量能量。相比之下，基于电池的淡化依赖电力从水中提取带电的盐离子，同时仍然需要能量来推动水通过具有微小、不规则形状孔隙的电极。 伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的机械科学与工程教授凯尔·史密斯（Kyle Smith）领导了这项研究，他解释说：“传统电极需能量推送流体，因为它们缺乏任何结构化的流道。但是，通过在电极内集成流道，这种方法可能需要更少的能量推动水流动，并最终比现有的反渗透流程更有效。”…

为了从二氧化碳中提取有价值的材料，它必须经历一系列还原步骤。为此目的利用电催化可以生成多种不同的分子，其中许多可能没有用。相反，生物催化剂生产单一的特定产品，但对条件也相当敏感。一个国际研究团队现在创建了一种混合催化级联，利用了这两种方法的优势。 要从CO2中提取有价值的材料，需要进行许多还原步骤。当应用电催化时， resulting in various…

为个人提供有关其能源使用的增强洞察，并辅以个性化指导，可以显著帮助他们降低能源消耗和费用，正如最近的一项研究所示。 在全球范围内，许多家庭面临能源贫困，定义为将至少8%的年家庭收入用于能源费用。解决这一问题具有挑战性，但麻省理工学院的研究表明，获取能源消耗数据和指导可以使个人有能力大幅降低其能源使用和相关费用。 在阿姆斯特丹进行的研究表明，参与的家庭平均可以将其能源账单减少50%，从而使四分之三的家庭摆脱能源贫困。 麻省理工学院可感知城市实验室的研究员、刚出版的研究论文共同作者乔瑟夫·刘威林解释道：“我们的能源指导项目整体上在缓解能源贫困方面表现出75%的成功率。” 麻省理工学院可感知城市实验室副主任、研究论文共同作者法比奥·杜阿特补充道：“能源贫困影响着全球家庭。凭借有效政策的文献证据，政府可以更好地精简其努力。”…

更新深度学习和人工智能模型的任务可能在计算资源和能源使用方面产生显著成本，特别是当这些模型需要适应新任务或数据变化时。研究人员创造了一种开创性的方法，能够预测这些成本，为用户提供他们需要的信息，以决定人工智能模型更新的最佳时机，从而提升人工智能的可持续性。 更新深度学习和人工智能模型的任务可能在计算资源和能源使用方面产生显著成本，特别是当这些模型需要适应新任务或数据变化时。研究人员创造了一种开创性的方法，能够预测这些成本，为用户提供他们需要的信息，以决定人工智能模型更新的最佳时机，从而提升人工智能的可持续性。 “之前的研究主要集中在提高深度学习模型训练的效率，”相关研究的主要作者、北卡罗来纳州立大学计算机科学助理教授金正恩（Jung-Eun Kim）解释道。“然而，在模型的生命周期中，它可能需要多次更新。正如我们的研究结果所示，更新现有模型通常比重新开始更具成本效益。” “为了解决与深度学习人工智能相关的可持续性挑战，我们需要审查整个模型生命周期的计算和能源支出，这包括更新的影响。没有办法提前预测这些成本，有效规划可持续性工作变得不可能。因此，我们的研究具有特别的重要性。”…

一项最近的研究解决了美国商业飞机从对化石燃料的高度依赖转向更环保的航空燃料的重大障碍。这项研究提出了一种从聚苯乙烯（这种耐用塑料通常存在于多种消费品中）生成乙苯（这种重要的添加剂可以增强可持续航空燃料的性能特性）的成本有效方法。 一项最近的研究着重于美国商业喷气机从对化石燃料的依赖转向更可持续航空燃料所面临的一个主要障碍。研究概述了一种通过利用聚苯乙烯（一种广泛存在于各种消费品中的耐用塑料）来创造乙苯的成本有效方法——乙苯是一种提高可持续航空燃料性能特性的添加剂。 研究结果发表在ACS Sustainable Chemistry…

来自西北大学的研究团队取得了一项突破性的化学成就，成功创造了首个已知的二维（2D）机械互锁材料。 这种创新的纳米级材料，类似于链甲的互连链接，具有令人印象深刻的柔韧性和强度。经过进一步发展，它在先进轻质防弹衣和其他需要耐用柔韧材料的领域具有潜在应用。 该研究于1月17日（星期五）在《科学》杂志上发表，设定了多个新的里程碑。它标志着二维机械互锁聚合物的首次亮相，并拥有惊人的每平方厘米100万亿个机械键——这是迄今为止记录的最高密度。研究人员通过一种高效且可扩展的聚合过程实现了这一突破。 “我们创造了一种全新的聚合物结构，”来自西北大学的主要作者威廉·迪赫特（William Dichtel）表示。“它与链甲共享特性，因为它有效地抵抗撕裂；每个键允许轻微的运动。当拉扯时，它能将力量分散到多个方向，使得撕裂变得具有挑战性，因为需要同时打破许多键。我们还在继续研究它的特性，预计未来几年我们会对此进行深入研究。”…

  狮子座P是一座小型星系，距离银河系遥远，它为天文学家提供了关于恒星形成和星系演化的宝贵见解。 最近，空间望远镜科学研究所的研究员、罗格斯大学新布伦瑞克分校物理与天文学系副教授克里斯腾·麦奎因（Kristen McQuinn）领导的一项研究发表在《天体物理学杂志》（Astrophysical Journal）上，揭示了狮子座P“重燃”的消息。这意味着它在宇宙历史的一个重要时代重新活跃起来，创造恒星，而许多其他小型星系则保持沉…

  潘多拉（Pandora），美国 NASA 最新的外行星任务，经过完成航天器总装的建设，标志着发射的重要一步。航天器总装作为任务的“大脑”，为其运作提供必要的结构、动力和系统。亚利桑那大学主导了潘多拉的外行星科学工作组，这将是第一项从亚利桑那大学空间研究所运行的任务。 关于总装完成的公告是在2023年1月16日于马里兰州国家港口举行的美国天文学会第245次会议的新闻发布会上发布的。…

在2018年，一位位于地球270 million光年之外的星系经历了一次活动的显著激增，在2020年平静下来，随后在2023年再次急剧上升。在这段后期时间内，它开始以比之前高60倍的强度辐射无线电波，且在几个月内达到了这一强度。这种行为在超大质量黑洞中从未被实时观测到。此外，成像揭示出在黑洞附近形成的反向移动的等离子体喷流，这些喷流在2023年到2024年间不断扩展。喷流形成的实时观测是前所未有的。收集的数据将帮助研究人员理解黑洞在何种特定条件下释放喷流。 一个庞大的国际研究团队目睹了一次天文学事件，这被认为无法实时捕捉。这些突破性的发现细述于最近发表的天体物理学期刊快报的研究中，由UMBC物理学副教授Eileen Meyer主导。 令人兴奋的焦点集中在一个名为1ES…

一组研究人员在关于月球起源和地球上水的存在方面取得了重要发现。通常接受的理论认为月球是由年轻地球与原行星忒伊亚碰撞而形成的。然而，新数据表明，月球实际上是由地球地幔中喷出的材料形成的，忒伊亚的参与程度很小。此外，这项研究支持了水可能在地球历史早期就被输送到地球的观点，而不是仅仅来自后来的撞击。这些发现发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 来自哥廷根大学和马克斯·普朗克太阳系研究所（MPS）的研究团队发现了月球和地球水形成之谜的另一部分。盛行的理论是月球是早期地球与原行星忒伊亚碰撞的结果。新的测量表明，月球是由地球地幔喷出的物质形成的，忒伊亚的贡献很小。此外，研究结果支持水在地球发展早期可能已经到达，而不一定是由后来的撞击添加的。结果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 研究人员研究了来自14个月球样本的氧同位素，并对地球的矿物进行了191次测量。同位素是同一元素的不同形式，仅在原子质量上有所不同。他们采用了一种叫做“激光氟化”的增强技术，该技术利用激光从岩石样本中提取氧。结果显示，来自地球和月球的样本中一种被称为氧-17（17O）的同位素存在显著相似性。这个同位素的相似性在宇宙化学中一直是一个长期存在的问题，称为“同位素危机”。 哥廷根大学地球科学中心的执行董事、地球化学与同位素地质学部门负责人安德烈亚斯·帕克教授解释说：“一个解释是忒伊亚在之前的碰撞中失去了它的岩石地幔，然后像一颗金属炮弹一样与早期地球碰撞。如果这是真实的，那么忒伊亚现在可能是地球核心的一部分，而月球则由从地球地幔喷出的物质组成。这种情形将澄清它们成分的相似性。” 这些数据还揭示了地球上水的历史。根据一个普遍的理论，水在月球形成之后才到达地球，是由一系列后来的撞击带来的，这被称为“晚期覆层事件”。由于地球经历这些撞击的频率远高于月球，因此人们会期望根据撞击材料的来源看到氧同位素的差异。“然而，由于我们的新数据表明情况并非如此，许多类型的陨石可以被排除作为‘晚期覆层’的来源，”该研究的首席作者、在研究期间与哥廷根马克斯·普朗克太阳系研究所有关联的梅克·费舍尔解释道。“我们的发现特别与一种称为‘闪石球粒陨石’的陨石群体吻合良好，这些陨石与地球的同位素相似，并且含有足够的水来满足地球的水源需求。”

最近对相对论重离子对撞机（RHIC）PHENIX实验数据的研究提供了新的见解，表明即使是小核与大核之间的碰撞也能产生微小的夸克-胶子 plasma (QGP)液滴。这种物质由自由夸克和胶子组成，夸克和胶子是质子和中子的基本组成部分，据信在大爆炸后的瞬间充满了宇宙。在RHIC中涉及金离子的强大碰撞（核子的金原子失去电子），通常通过“熔化”这些核子成分来生成QGP，从而使科学家能够探索其特性。 最初，专家们认为较小的离子与较大的离子相互作用不会产生QGP，因为较小的离子缺乏足够的能量来破坏较大离子的质子和中子。然而，来自PHENIX实验收集的证据早已表明，这些较小的碰撞系统生成的粒子流动模式与QGP微小斑点的存在一致。最近在《物理评论快报》中发表的新发现加强了这些微型QGP液滴的概念，提供了直接证据表明在RHIC较小碰撞系统中产生的高能粒子在退出时可以显著失去能量并减速。 “我们首次观察到在较小的碰撞设置中高能粒子的能量抑制，这是QGP的关键指标之一，”PHENIX合作组织发言人、日本RIKEN西菜加速器科学中心的物理学家秋叶康之说。…

想象一个未来，你的智能手机、电脑，甚至一个紧凑的可穿戴设备能够像人脑一样思考和学习——以更快的速度、更智能的方式处理信息，并且减少能耗。一种突破性的方法通过电气“扭转”单个纳米级铁电畴壁将这一愿景与现实联系在一起。 想象一个未来，你的智能手机、电脑，甚至一个紧凑的可穿戴设备能够像人脑一样思考和学习——以更快的速度、更智能的方式处理信息，并且减少能耗。 在弗林德斯大学和新南威尔士大学悉尼分校开发的一项新创新技术正在将这一梦想更进一步，通过电气“扭转”单个纳米级铁电畴壁，使其成真。 这些畴壁是几乎不可察觉的、极其微小（1-10纳米）的边界，天然形成或可在特定的绝缘晶体中引入或移除，这些晶体被称为铁电材料。这些材料中的畴壁将具有不同电荷取向的区域分开。 关键在于，这些微小的边界即使位于绝缘材料中，仍可以作为调节电子流动的通道。这使得它们能够像人脑一样存储和处理信息，弗林德斯大学的物理学高级讲师、最近发表在美国化学学会（ACS）上的文章的主作者和通讯作者潘卡杰·夏尔马博士解释道。…