美国乔治亚理工学院的研究人员利用纳米化学技术在世界最小的“画布”上做出了达·芬奇的名画“蒙娜丽莎”,画布表面只有约30微米宽,约为人发丝的1/3宽。所制作出的这幅“迷你丽莎”证明了该技术能在微观尺度随意改变表面分子浓度,在纳米设备制造中有很大应用潜力。要在亚微米尺度产生化学浓度的渐变非常困难,为了造出该画作,研究人员利用了原子力显微镜和一种名为“热化学纳米印刷”的工艺。他们把一个加热旋臂放在作画材料的表面,一个像素、一个像素地生成了一系列局部纳米化学反应,实现了胺基的化学渐变。研究人员表示,只改变每个位置的温度,就能控制新生成分子的数量。温度越高,该位置的分子浓度越高,阴影越浅;温度越低,阴影越深。每个像素间隔125纳米。
尽管世界上的大多数人都将注意力放在了正在涌现的智能手表上,某个人却研发出了一种可以报时的戒指。“戒指表”是古斯塔夫-斯克斯扎伊的智慧结晶,使用者只需用动动手指,就可得知准确时间。这种计时器由不锈钢制作而成。戒指表由3部分组成。它们绕着主环旋转,从而告知使用者时间。最大的一部分显示小时,中间部分显示分钟,最薄的部分显示秒。使用者只需转一下戒指表,就可以知道时间。通过蓝色或橙色的LED灯,显示时间一分钟。现在这种戒指还需用一个以珠宝装饰的无线充电垫充电,但他们计划将来通过动能给它充电。这种戒指只有3毫米厚,不比大多数普通戒指大,还可量身定做。
美国科学家使用人体诱导多能干细胞(iPS细胞)制造出了能在实验鼠体内存活280天的人造血管。麻省总医院的研究团队使用人体iPS细胞制造出了血管前体细胞,然后将这些前体细胞移植到实验鼠大脑的表面。两周后,这种前体细胞变成了功能性的血管,而且持续工作了280天。在这段时间内,这些人造血管的表现同实验鼠天生的血管毫无二致。能够修复或培育出新的血管有望成为心脏病和糖尿病新疗法的基础。麻省总医院的瑞凯士·金恩表示,将同样的细胞移植于皮肤下也可以制造出血管,但这种血管寿命更短,而且需要的前体细胞要多4倍。干细胞技术已经给基于细胞的再生医学领域带来了巨大活力,但是用iPS细胞制造出功能性的细胞仍然面临诸多挑战。
英国的布里斯托尔机器人技术实验室的科学家找到了一种利用尿液充当燃料进行发电的方式,成功研制出世界上第一款采用这项技术的微生物燃料电池,进而让用尿液为手机充电成为现实。这种燃料源有别于飘忽不定的风能和太阳能,可靠性是它的一大卖点。微生物燃料电池是一个能量转换器,利用微生物的新陈代谢将有机物质直接转换成电。尿液型微生物燃料电池输出的电量较少,研究人员只能将这些电存储到电容器,用于短时间充电和放电循环。不过,他们也强调这是第一次利用微生物燃料电池为手机电池充电,是一个重大突破。此项研究由英国工程与物理学研究委员会、盖茨基金会以及英国技术战略委员会资助。
这种被称之为“液体光滑剂”的物质是一层薄薄的没有味道的物质,可以让瓶子内壁变成非常光滑的表面,进而达到不粘的效果。这种液体光滑剂没有毒性,可用于塑料和玻璃容器,能确保消费者轻松倒出瓶子里面粘稠的调味品。借助于液体光滑剂,美国麻省理工学院的工程师发明了不粘番茄酱调味瓶。全球每年因无法倒出瓶子和罐子而浪费的调味品估计可达到100万吨,留在容器内的调味品最多时可达到15%。不粘涂层还消减了对“塑料挤瓶”安全盖的需要,每年可节省5万吨塑料。除了能够减少浪费之外,不粘涂层还能防止啤酒或者可乐漏气。第一批采用液体光滑剂涂层的消费型容器将于2014年上市。
美国麻省理工大学的科学家攻克了一个重大技术难关,让制造低成本高品质全息显示器的梦想照进现实。不久之后,消费者便可以使用笔记本电脑观看到《星球大战》中出现的移动全息图。当前用于投射全息影像的系统不仅造价高,同时存在重大缺陷,其中最主要的缺陷就体现在空间光调制器上。这种新装置可以在三维空间内引导光线,形成光点。而目前的主流技术在全息影像的尺寸、观看角度、帧速以及景深等方面均受到限制。麻省理工大学的科学家研制出的这种全新的空间光调制器,能够克服上述绝大多数缺陷。这一研究成果让全息影像从科幻走进现实成为一种可能。据科学家估计,采用这项新技术制造全息显示器的成本不到320英镑(约合500美元),但不包括光源的费用。
量子物理学似乎一直涉及的是一些无限小的事物。多年以来,瑞士日内瓦大学的研究人员一直试图在更大规模甚至宏观层面上观察到量子的物理性质。最近该研究团队成功让两根填充了500个光子的光纤发生纠缠,不同于以往只有1个光子的光纤纠缠实验,向实现宏观层面的量子纠缠迈出了重要一步。2011年1月,他们设法实现了晶体纠缠,从而超越了原子的维度。现在,该大学理学院教授尼古拉斯率领的团队成功使两个填充了500个光子的光纤发生纠缠。为了做到这一点,他们先在微观层面上创建两个光纤之间的纠缠,然后将其移到宏观层面。这种微观量子纠缠态甚至可以用传统的检测手段,即肉眼观察得到。
书法机器人是庆应大学教授桂诚一郎的智慧结晶,他希望这款机器人能够促进古老技艺的传承。说是机器人,其实主体是一段机械臂,外加多个发动机。书写时,机械臂紧握毛笔,“腕”平管直,一如常年练习者,发动机发出轻微的嗡嗡声。机器人的书法技艺“习”自日本90岁书法大师佐渡尤霍(音译)。它的传感器记录下大师书写时的所有细节,包括手腕力度、毛笔倾斜、笔画顺序、线条粗细、笔锋压力,统统存储在硬盘中,以便教导初学者。桂诚一郎说,书法这种古老技艺正在走向凋亡,这令人颇为忧虑,希望这款机器人能够帮助教导日本新一代少年儿童,继承书法技艺。
美国华盛顿大学的科学家开发出一种新型无线电通信技术,能够让电子设备在没有电源的情况下也能收发信息。研究人员将这项神奇的技术称为“环境散射通信”,即把环境中存在的无线信号变成能源和通讯媒介。该技术有望在可穿戴设备、智能家居和自维持传感器网络等多个领域获得应用。研究人员用信用卡大小的原型设备对该技术进行了测试。测试点距离电视台的距离从800米到10公里的范围不等,实验显示,这些设备运行良好,即使在远离电视塔时仍能够顺畅收发信息。该装置接受信号的速率可达1000比特/秒,足够传感器发送数据和文本收发的需要。此外,基于该技术的设备也可以方便地集成到手机等便携设备当中,这样当手机电池耗尽时,仍然能够发送短信。
美国航天局近日宣布,该机构采用3D打印技术制造了火箭发动机的喷射器,它在高温高压测试中“完美工作”。这意味着该机构在通过3D打印技术削减太空探索中的硬件成本方面“前进一大步”。美国航天局利用“选择性激光熔融”工艺,用高能激光束把镍铬合金粉末熔化,再根据计算机设计的3D模型“打印”出喷射器。在测试中,该喷射器产生了创纪录的9吨推力,是此前3D打印制造的同类喷射器的约10倍。美国航天局表示,该喷射器在削减成本方面迈出了一大步,因为它仅由两个零件组成,而此前测试的同类喷射器由115个零件组成。美国航天局说:“零件越少,所需组装工作越少,意味着使用3D打印技术制造复杂零件可以节约一大笔成本。”
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