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楼主: langge945
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[高端制造] 《国家重大科技基础设施建设中长期规划》公布

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 楼主| langge945 发表于 2017-4-30 11:08 | 显示全部楼层
中国科学家发现液态金属可吞噬外界颗粒

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2017-04-30 09:57:29字号:A- A A+来源:央视新闻等

关键字: 液态机器人液态金属 打印液态金属 产业化液态金属 生物

研究中国“终结者”——液态金属机器人的中科院、清华大学刘静团队又有新发现。
细胞吞噬外界颗粒的“胞吞效应”,是生物界普遍存在的一种行为。据央视新闻4月29日报道,刘静研究员带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组团队最近发现,液态金属也会做出这样的“行为”,除此之外,它们甚至还会“呼吸获能”。刘静描述称,“这有点像生命”,所以将其称为“类生物行为”。
日前,这一研究成果以封面形式发表在国际权威期刊《尖端科学》(Advanced Science)上。


                               
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4月19日出版的最新一期《尖端科学》杂志封面
早在2015年3月,刘静团队就发表论文称,他们研制出了世界上首台液态金属机器。该研究成果为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。
这次发表在《尖端科学》杂志上的,是刘静团队的最新发现。

                               
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央视报道液态金属吞噬现象
不同于常规环境下的固态金属,镓铟合金即使在室温下也能保持液态,也就是我们常说的液态金属。中科院理化技术研究所与清华大学联合小组研究发现,溶液环境中的液态金属液滴,在受到电场或化学物质的作用时,会产生类似于细胞吞噬外界颗粒的胞吞效应,能高效地将周围的颗粒吞入体内。这一发现也开辟了一条构筑高性能纳米金属流体材料的新途径。
这种神奇的吞噬现象并不是液态金属唯一的类生物学行为。研究小组还发现,当把金属液滴部分浸没于碱性溶液、并部分暴露于空气中时,处于液态金属与空气交界面的溶液会出现规律性的振荡。

                               
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刘静描述称,从实验观测来看,它就像肺泡一样。所以我们把它命名叫呼吸获能。它完全就是靠这个环境、空气或者溶液的相互作用,就有点像生命。
刘静研究小组2016年8月发现,在电解液中,一块镓基液态合金,在“吞食”铝作为食物或燃料后,竟可以变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动。
“有趣的是,我们观察到,这种变形机器不仅能在自由空间运动,还能在各种结构槽道中前行。更令人惊讶的是,它还会根据槽道的宽窄自行调整,拐弯时则有所停顿,好似人在遇到障碍物‘思索’后行进,像极了科幻电影《终结者》中的液态机器人。”
刘静说。他们称该液态金属机器为“软体动物”,因为它呈现的一系列非同寻常的特性,已经相当接近自然界简单的软体生物。

                               
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《尖端科学》杂志论文中的液态金属吞噬现象示意图
“液态金属”指的是一种不定型金属,可看作由正离子流体和自由电子气组成的混合物。
液态金属是一种有黏性的流体,具不稳定性。它可通过充型过程,形成各种铸件。在液态金属与水体交界面上的双电层效应,可以令室温液态金属具有在不同形态和运动模式之间转换的普适变形能力。比如,浸没于水中的液态金属对象可在低电压作用下呈现出大尺度变形;一块很大的金属液膜可在数秒内即收缩为单颗金属液球。


                               
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液态金属的“呼吸获能”现象


http://www.guancha.cn/industry-science/2017_04_30_406064.shtml
zhh894217 发表于 2017-5-28 23:55 | 显示全部楼层
我国将建国家海底科学观测网 总投资超20亿元
央视新闻客户端 央视新闻客户端 2017年05月28日 02:07 A-A+
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​海底科学观测网是人类建立的第三种地球科学观测平台,通过它人类可以深入到海洋内部观测和认识海洋。目前,北美、西欧和日本等十几个国家都已经拥有海底观测网。记者日前获悉,我国国家海底科学观测网日前正式被批复建立。

国家海底科学观测网是国家重大科技基础设施建设项目,将在我国东海和南海分别建立海底观测系统,实现中国东海和南海从海底向海面的全天候、实时和高分辨率的多界面立体综合观测,为深入认识东海和南海海洋环境提供长期连续观测数据和原位科学实验平台。同时,在上海临港建设监测与数据中心,对整个海底科学观测网进行监控,实现对东海和南海获取的数据进行存储和管理。从而推动我国地球系统科学和全球气候变化的科学前沿研究,并服务于海洋环境监测、灾害预警、国防安全与国家权益等多方面的综合需求。

同济大学海洋与地球科学学院教授 周怀阳:这个系统建立以后,除了科学研究以外,还能够给其他生产应用部门,像地矿、测绘或者海洋权益、国防安全,应该都有一些辐射作用。我们呼吁国家各个部门能够联合起来,制定更加严格的保护水下长期设施的各种各样的政策和措施,能够使得我们这个系统能够在水下长期地运行。

国家海底科学观测网项目总投资超20亿元,建设周期五年。(央视记者 高磊)
http://m.news.cctv.com/2017/05/2 ... bYQqxig170528.shtml
zhh894217 发表于 2017-12-19 11:09 | 显示全部楼层
硬X射线自由电子激光装置启动建设


本报讯(记者黄辛)上海张江综合性国家科学中心又一重大装置项目——“硬X射线自由电子激光装置”日前获批启动。据悉,该项目作为《国家重大科技基础设施建设“十三五”规划》优先布局的、国内迄今为止投资最大的重大科技基础设施项目,在国家发展改革委、上海市和中科院的共同关心与支持下,在项目各参建单位的共同努力下,取得了阶段性成果。

该装置选址在上海张江综合性国家科学中心核心区域,总长约3.1公里,将建设埋深29米的地下隧道,包含超导直线加速器隧道、波荡器隧道、光束线隧道等10条隧道及5个工作井。装置主要由四部分组成:超导加速器、光束线、实验站和配套的公用设施。加速器装置包括一台能量达到100兆电子伏特的电子注入器、一台能量8为兆电子伏特的连续波超导直线加速器,以及3条产生的X射线光子能量范围为0.4~25千电子伏特的高重复频率自由电子激光放大器。

据了解,硬X射线自由电子激光具有更高的亮度、更短的脉冲结构和更好的相干性,提供的X射线峰值亮度比第三代同步辐射光源高109倍。同时,其具备纳米级的超高空间分辨能力和飞秒级的超快时间分辨能力,可将对微观世界的研究从拍“分子照片”提升到拍“分子电影”的水平,同时满足面向物质、单分子、超强超短单颗粒成像以及极端光物理等多个实验站的需求。

专家表示,该装置建成后,将成为世界上最高效和最先进的自由电子激光用户装置之一,为物理、化学、生命科学、材料科学、能源科学等多学科提供高分辨成像、超快过程探索、先进结构解析等尖端研究手段。张江地区也将成为集聚同步辐射光源、软X射线自由电子激光、硬X射线自由电子激光和超强超短激光于同一区域的国际光子科学研究高地。

《中国科学报》 (2017-12-19 第1版 要闻)
http://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2017/12/330511.shtm
 楼主| langge945 发表于 2018-5-31 19:39 | 显示全部楼层
十大新时代军民两用关键技术发布
2018-05-31
5月25日,“新时代军民两用关键技术研讨会暨建德军民融合产业发展论坛”在浙江省建德市召开。论坛召开期间,中国科协军民融合学会联合体评选并发布了十个未来20~30年决定我国军民融合领域科学技术水平的前沿科学问题和工程技术难题,并将通过重点讨论形成咨询报告。
中国科协军民融合学会联合体执行秘书长吴松表示,征集、评选并发布这十大技术问题,旨在推动我国超前部署一批前沿科学研究,提高我国前瞻性基础研究和引领性原创成果水平,提升我国重大工程技术的研发能力和国际竞争力。
新一代认知物联网关键技术研究
在中国特色社会主义新时代,智慧社会、数字中国的建设亟需更智慧、强大、成熟的物联网技术,从它产生的数据中获取更多价值。然而,现阶段物联网技术的数据采集能力和数据服务能力,已无法满足传感器数据生成速率和规模的不断增长。为解决上述问题,亟需研究新一代认知物联网,解决以下两个关键科学问题:
构建新一代“人—机—物”三元计算系统,提高数据采集能力,能将跨时空的同类和异类传感信息进行汇集和融合,通过记忆、学习、判断和推理,以达到快速、有效认知环境和对象类别与属性的目的。
建立新一代知识发现理论,提高数据服务能力。借助大数据和人工智能技术,通过非明确编程方式,实现持续学习、揭示事物模式、提高预测能力和决策水平,从而保证知识学习与数据增长保持同步。
城市复杂环境下轻小型无人机探测、识别与控制技术
随着我国低空空域管制逐步开放和轻小型无人机技术飞速发展,无人机违规飞行案例日益增多,严重影响国家公共安全。
目前探测和控制技术均无法实现城市复杂环境下轻小型无人机的全面探测与控制,若突破新的有效发现与处置拦截理论与技术,对于解决低慢小目标探测管控这一世界性难题,全面提升国家安全,推动产业发展具有十分重要的意义。该技术的关键难点:
一是现有技术尚难有效解决城市复杂环境下轻小型无人机探测问题。单一探测手段难以实现城市复杂环境下的轻小型无人机探测,即使综合使用多种探测方法,由于效费比无法展开大规模部署。
二是适应城市特点、避免二次毁伤的拦截方案很少。目前的处置拦截方案在城市复杂环境下都存在明显不足,难以安全可靠发射。
用于社会公共安全风险防控和区域安全保障的立体化多维度
安检技术
近年来,面对日益多样的安全威胁,社会公共安全防控需求不断增长,利用现代高科技手段构筑社会安全风险防控体系的需求日益突出。安检技术是社会公共安全防控体系的重要组成,主要作用是在多种环境下实现人员、物品和交通工具的识别、检查与风险预警。在未来,如何进一步结合前沿技术,实现立体化、多维度、智能化、集成化的一站式安检,将是一个世界性的工程难题。
在实际应用中,安检技术主要可以分为人检、物检、车检和多元信息综合研判四个方面。如何高效、多目标、远距离、非接触、无感知地采集人员、物品和交通工具的特征信息并进一步完成自动预警,将是安检技术的发展趋势和关键挑战。基于多种技术的立体化、多维度信息获取、分析、融合和综合研判将是未来安检技术应用发展的重点方向。
量子计算机技术
量子计算是应用量子力学原理,借助量子态的叠加特性,实现高速并行运算的一种新的计算模式。量子计算机是存储及处理量子信息的物理装置。与经典计算机相比,量子计算机的突出优点是存储能力强、运算速度快。量子计算的原理与传统计算机的原理截然不同,传统计算机采用单路串行操作,而量子计算机采用多路并行操作,二者运算速度存在数量级的差距。2011年,加拿大D波(D-Wave)公司发布了全球第一款商用型量子计算机D-WaveⅠ,其运算速度可达128量子比特。2013年,D波公司研制的D-WaveⅡ量子计算机投入使用,其以全新超导处理器为基础,运算速度达512量子比特,目前已在美国国家航空航天局的量子人工智能实验室投入使用。从技术发展阶段看,虽然超导量子计算机已在洛克希德·马丁、谷歌、美国国家航空航天局等少数几家机构有零星应用,但其还面临着编程能力弱、环境要求高、功耗大等问题,尚难以实现大规模的广泛应用,各国科学家还在积极探索新的解决方案。与经典计算机相比,量子计算机的突出优点是存储能力强、运算速度快的特点,有望引发未来信息技术革命。
卫星激光通信技术
卫星激光通信技术是利用激光束作为载波,进行星间、星地信息双向传送的一种新兴无线通信技术。卫星激光通信具有一系列优点:激光通信的载波频率比微波通信高,带宽资源丰富,能够满足未来航天活动日益增长的通信需求;激光通信终端还具有体积小、质量轻、功耗低等特点,非常适合作为卫星有效载荷。卫星激光通信凭借其带宽优势,已成为解决微波通信的带宽和容量限制的有效手段,具有广泛的民用和军用潜力。2013年7月欧洲航天局发射的Alphasat卫星是全球首颗业务型激光通信卫星系统。
然而卫星激光通信实用化尚面临着诸多挑战,比如,激光波束窄,载波捕获难度大;星地链路效果易受大气效应的影响;背景杂光光源对光接收机的干扰严重等。许多关键技术还有待进一步突破。
南海渔业、旅游、维权平台装备产业科技发展
日益增长的南海渔业、旅游、维权需求和巨大的发展空间与其开发建设缓慢不相适应;目前海洋数据堆积现象等问题仍然存在,智慧能化建设和海洋数据库、陆海统筹发展的整体布局需要进一步加强;我国目前已经具备渔业、旅游、维权平台装备产业发展的技术水平和能力,但在南海布局和发展建设的应用还不够,有待进一步挖掘;海上运载装备平台、长期驻留平台、海洋立体监测、探测、遥感通讯网络等平台装备军民通用技术的研发和应用亟需加快推进。
舰船自主无人综合技术
包括无人潜器、舰载无人直升机、无人水面艇。开发无人潜器的最终目标是,开发无人潜器作战模式、研制嵌入军事使命作战模式的多种功能件,形成标准模块,发展成基于标准模块的使命可重新配置的智能控制无人潜器。无人潜器的发展方向,实现无人潜器系统自主运行,根据环境和自身状态来决定其行为的能力,完成环境探测和分析、运动决策、最优路径实时规划,轨迹闭环控制、自主寻的和避障,实现可自主完成军事使命作战模式得多功能智能深潜器。
舰载无人机的降落回收是目前困扰无人机海基使用的一个问题,目前固定翼无人机大部分是靠传统的舰载阻拦网或伞降水面打捞回收,很容易带来使用安全隐患或高昂的后期维护成本。
目前,无人水面艇发展面临的挑战是为USV提供自主的自适应能力和技术,有助于障碍规避和威胁避免,是完成反水雷战、海上安全、反潜战和水面作战任务的支撑技术之一。
舰船动力储能再生技术
包括大功率燃料电池动力技术、舰船超导磁储能系统技术、舰船大容量集成化飞轮储能发电机技术。
以激光、粒子束以及电磁炮为代表的新概念武器将成为舰船的重要打击力量,这类新概念武器大多需要大功率脉冲电源,这对舰船能源管理系统,包括能量储存、大功率释放、能量高效高速控制的技术要求都是前所未有的。
极地航线特色装备技术
包括面向极地海冰变化的雷达监测系统技术、模拟极地的冰水池技术。
海上活动所面临的关键挑战之一是由漂浮冰山导致的船舶遇险。北极部分地区的大雾可能导致海上能见度近乎为零。这些来自自然的挑战,需要更完善的冰山和船只跟踪系统,而全球环境安全与监测系统可担此重任。雷达监测系统涵盖传感器、通信、遥感等技术,是集成多个领域的复杂技术系统。
海洋与战场信息集成融合技术
包括天基监测系统技术、岸基监测系统技术、海基监测系统技术、水下监测系统技术。海洋与战场信息集成融合技术基于海洋监测技术,是通过建设舰艇编队数据传输网、海洋环境监测信息综合网等作为海陆空天潜一体化网的基层网,再加上军方装备在陆地、空中、海中技术侦察设施提供的信息,都构成一体化网络的源信息,并通过电子信息技术感知、探测、采集、传输军事海洋信息,并分析、处理、融合、综合利用军事海洋信息,从有效的信息中了解敌情我情、海洋环境、战场态势,结合军标数据库、电子地图库、辅助决策程序、辅助评估程序,形成实时、可信、动态、有数字标定的作战态势图,它是实现未来的数字化、透明化战场的基础。
海洋环境监测技术是对海空、海面、海水、海底、海岸、海岛周边发生的物理、化学、生物、地质现象和过程进行的观察、感知、测量、记录、分析、监控。侧重海洋动力环境监测和海战场环境监测,论证海洋监测在海洋发展和维权活动中的支撑先导作用。 来源:中国航空新闻网
http://www.dsti.net/Information/Viewpoint/77046
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