一、固態(tài)晶體生長(zhǎng)技術(shù)
美國(guó)得克薩斯農(nóng)工大學(xué)（Texas A&M University）科研人員開發(fā)出一種無需熔體加工即可生長(zhǎng)單晶并同時(shí)控制其生長(zhǎng)方向的新方法——固態(tài)晶體生長(zhǎng)（SSCG）技術(shù)。
控制單晶的尺寸、形狀和晶體取向?qū)τ诳刂撇牧咸匦灾陵P(guān)重要。這種新方法無需采用熔融加工技術(shù)，通過簡(jiǎn)單的熱處理即可根據(jù)需要制造具有不同晶體取向的大塊晶體。科研人員在FeMnAlNi和CuMnAl兩種合金系統(tǒng)中進(jìn)行了展示，并在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)了大量可重復(fù)的取向變化。相關(guān)研究成果發(fā)表在《材料快報(bào)》（Acta Materialia）期刊上。
二、可利用微量氫氣產(chǎn)生電能的一種酶
澳大利亞莫納什大學(xué)研究發(fā)現(xiàn)一種酶，可利用大氣中的氫產(chǎn)生電能，相關(guān)研究發(fā)表在《Nature》上。
研究表明，許多在南極土壤、火山口和深海等環(huán)境中的細(xì)菌可利用大氣中的氫作為能源，維持生存和生長(zhǎng)。科研人員從恥垢分枝桿菌中提取出被稱為Huc的耗氫酶。然后利用顯微鏡（cryo-EM）確定這種酶的分子結(jié)構(gòu)和電通路，并通過一種電化學(xué)方法證明了純化的酶可在微量氫濃度下產(chǎn)生電能。研究顯示，這種酶非常穩(wěn)定且高效，在冷凍或80℃環(huán)境下仍能保持產(chǎn)生能量的能力。
三、儲(chǔ)氫性能更好的金屬氫化物超薄納米片
來自美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（LLNL）、桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（SNL）及勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等的科研人員合作創(chuàng)造了3-4納米的金屬氫化物超薄納米片，可增加儲(chǔ)氫能力。
復(fù)合金屬氫化物是一類儲(chǔ)氫材料，雖然絕對(duì)存儲(chǔ)容量高，但可能需要極端壓力和溫度才能達(dá)到該容量。該團(tuán)隊(duì)通過納米尺寸解決了這個(gè)問題，增加了與氫反應(yīng)的表面積并減少了所需的氫化深度。之前的研究已經(jīng)分析了納米級(jí)二硼化鎂（MgB2），但該研究中的材料并沒有那么薄。LLNL通過計(jì)算研究得到MgB2上的鎂覆蓋率在氫化時(shí)的變化規(guī)律，通過第一性原理模擬研究了MgB2表面的氫吸收。科研人員表示，通過這種機(jī)制，在適度的氫化條件下，氫化會(huì)減慢并停止。該研究發(fā)表在《Small》雜志上。
四、合成兼具磁序和極性畸變的超導(dǎo)材料
日本大阪大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)在由銪、金和鉍組成的磁性半金屬EuAuBi中，首次發(fā)現(xiàn)了同時(shí)具有磁序和極性結(jié)構(gòu)畸變的超導(dǎo)性，并且發(fā)現(xiàn)了通過極低溫物性測(cè)定和理論計(jì)算來實(shí)現(xiàn)特殊超導(dǎo)狀態(tài)的可能性。
這項(xiàng)研究有望在量子計(jì)算機(jī)的超導(dǎo)元素等電子設(shè)備中得到應(yīng)用。研究成果發(fā)表在日本物理學(xué)會(huì)發(fā)行的英文期刊《Journal of the Physical Society of Japan》。
五、新型穩(wěn)定多孔材料可捕獲并分離苯
英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科研人員領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)了一系列新型穩(wěn)定的多孔材料，可以捕獲和分離苯。研究結(jié)果發(fā)表在《Chem》上。
苯是一種揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）。該研究證明了苯在低壓和低濃度下的高吸附性，通過設(shè)計(jì)成功制備名為UiO-66和MFM-300的穩(wěn)定金屬有機(jī)框架（MOF）材料，實(shí)現(xiàn)苯和環(huán)己烷的有效分離。這些高度多孔的材料由金屬節(jié)點(diǎn)制成，而金屬節(jié)點(diǎn)由功能化的有機(jī)分子橋接。這些有機(jī)分子充當(dāng)支柱形成三維晶格，包含揮發(fā)性化合物可以進(jìn)入的空通道。
這項(xiàng)新研究還報(bào)告了對(duì)苯和環(huán)己烷在這些超穩(wěn)定材料中吸附的綜合研究，以深入了解它們?yōu)楹我约叭绾纹鹱饔谩?/span>
六、美國(guó)成功演示用于深空探索任務(wù)的全尺寸旋轉(zhuǎn)爆轟火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
近期，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）推進(jìn)器開發(fā)工程師團(tuán)隊(duì)成功演示了NASA首臺(tái)全尺寸旋轉(zhuǎn)爆轟火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（RDRE），并驗(yàn)證了由新型增材制造技術(shù)和工藝制成的發(fā)動(dòng)機(jī)硬件可承受由爆炸產(chǎn)生的極端高溫和高壓環(huán)境。
RDRE與傳統(tǒng)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)最大的不同點(diǎn)在于利用“爆轟”原理產(chǎn)生推力，使其可用于未來的深空探索任務(wù)。RDRE在全速工作時(shí)，產(chǎn)生了超過4000磅（17800牛）的推力，并持續(xù)近一分鐘，平均腔體壓力為每平方英寸622磅（429萬牛每平方米），是該設(shè)計(jì)的最高記錄。NASA將在此次演示基礎(chǔ)上繼續(xù)研發(fā)，希望開發(fā)出完全可重復(fù)使用的10000磅推力RDRE，在性能上確立對(duì)傳統(tǒng)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的優(yōu)勢(shì)。
七、瑞典研發(fā)新型低通濾波器
瑞典查爾姆斯理工大學(xué)提出一種基于泄漏同軸波導(dǎo)的新型低通濾波器。該濾波器在通帶區(qū)域具有最小的插入損耗，同時(shí)在阻帶中實(shí)現(xiàn)了高衰減。不同于傳統(tǒng)諧振濾波器，新型濾波器不存在寄生泄漏路徑，阻帶頻率高。研究結(jié)果表明，通過增加或去除泄漏段可以獲得特定的阻帶衰減。該研究分析了中心同軸結(jié)構(gòu)與泄漏孔之間的耦合。制作的原型測(cè)量散射參數(shù)高達(dá)145GHz。該原型顯示在10GHz以下的插入損耗小于0.15dB，在70GHz以上的衰減超過60dB。
該濾波器適用于超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域，在超導(dǎo)量子計(jì)算中，量子比特對(duì)能量高到足以破壞庫(kù)珀對(duì)的輻射敏感。相關(guān)研究發(fā)表在電氣電子工程師學(xué)術(shù)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)IEEE Xplore上。
八、俄羅斯研發(fā)出高紅光子輸出的納米發(fā)光體
俄羅斯國(guó)家科學(xué)院西伯利亞分院催化研究所科研人員利用激光蒸發(fā)技術(shù)合成了高紅光子輸出的納米發(fā)光材料，光子輸出達(dá)到60％以上，具有節(jié)能、發(fā)光效率高等特點(diǎn)。可廣泛用于生物和電子技術(shù)領(lǐng)域。研究結(jié)果發(fā)表在《Ceramics International》雜志上。
納米發(fā)光體能將吸收的能量轉(zhuǎn)化為可見光。科研人員將添加銪離子的氧化釔制成致密的陶瓷片靶點(diǎn)，放置真空室中，利用激光進(jìn)行蒸發(fā)，控制蒸發(fā)粒子的凝結(jié)，制備成單斜相納米氧化釔材料，很好地解決了光子輸出量低的問題。光子輸出量達(dá)到61％，且大部分屬于紅光。
九、新加坡研發(fā)鈣鈦礦太陽能電池制造新方法
新加坡南洋理工大學(xué)研發(fā)了新方法，利用無毒金屬制造鈣鈦礦太陽能電池封裝層。
鈣鈦礦太陽能電池具有性能優(yōu)異、轉(zhuǎn)換效率高和制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。但是它的組件封裝層使用鉛螯合材料，在電池?fù)p壞或被丟棄時(shí)會(huì)釋放可溶性重金屬鉛。為減少對(duì)環(huán)境的影響，科研人員設(shè)計(jì)制作了一個(gè)覆蓋了無毒鋅基化合物的鈣鈦礦太陽能電池。結(jié)果顯示，電池被有效密封，鈣鈦礦并未受到化合物層的影響。
該研究成果發(fā)表在期刊《自然能源》（Nature Energy）上。目前，科研人員正在進(jìn)一步研究制造全尺寸太陽能電池的方法，并申請(qǐng)專利。
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