Day: February 5, 2022

 一个由超百名科学家组成的团队在最新一期《自然》杂志上发表4项实验成果称，美国国家点火装置（NIF）在通往实现核聚变目标的路上取得了里程碑式的突破——获得了所谓的“燃烧等离子体”，这意味着核聚变燃烧可以由反应本身产生的热量来维持，而不是靠输入的激光能量。 　　美国密歇根大学等离子体物理学家卡洛琳·库兰兹解释说，核聚变将氢原子核结合在一起，形成重原子核。当产生的原子质量小于参与反应的原子质量时，多余的质量就会转化为能量，释放出大量光和热。核聚变不会产生二氧化碳等温室气体，也不会产生其他污染物。而反应所必需的燃料氢气，在地球上的储量足以满足人类长达数百万年的能源需求。“核聚变产生的基本上是无限的清洁能源。” 　　在本研究中，科学家将包含192束激光的巨型激光阵列靶向一个小“胶囊”内的弹丸，将其加热到1亿摄氏度，制造出了巨大的能量爆发，获得了“燃烧等离子体”——尽管只持续了万分之一秒，但足以证明实验取得了成功。 　　研究人员指出，在2020年11月和2021年2月进行的4次实验中，产生了多达0.17兆焦耳的能量，远远超过了以前的尝试，不过仍小于启动核聚变过程所需的1.9兆焦耳。有研究称，2021年底在NIF进行的实验产生了1.3兆焦耳的能量，持续了百万亿分之二秒，但研究结论还未经过同行评议。 　　几十年来，世界各地的研究人员在想方设法研究核聚变技术。35个国家在法国南部合建“国际热核实验反应堆”，该反应堆使用巨大的磁铁来控制过热的等离子体，预计于2026年开始运营。 　　NIF研究团队下一步的目标是实现“点火”。当核聚变反应产生的能量大于其消耗的能量时，就会发生“点火”现象。届时，燃料可以继续自行“燃烧”，产生的能量超过引发初始反应所需的能量。 　　研究论文合著者、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室核聚变项目首席科学家奥马尔·哈瑞肯说：“最新研究结果令人兴奋，但我们离实用的核聚变能源还有很长的路要走，也许需要几十年。”

科技日报记者 张梦然     据最新一期《自然·通讯》杂志报道，美国北卡罗来纳州立大学工程研究人员展示了一种新型机器人抓手，它极其灵活精确，能够提起柔弱的蛋黄而不破坏它，且其精确度足以举起一根头发。这一成果适用于柔性机器人和生物医学技术。 新型机器人抓手能够提起柔弱的蛋黄而不破坏它，且其精确度足以提起一根头发。 　　这种新型抓手借鉴了剪纸艺术，包括切割和二维（2D）折叠的方式，最后形成三维（3D）形状。具体来说，研究人员开发了一种新技术，通过在大部分材料上切割平行狭缝，使用剪纸将2D片材转换为弯曲的3D结构。3D结构的最终形状在很大程度上取决于材料的外边界。例如，具有圆形边界的2D材料将形成球形3D形状。 　　研究人员表示：“我们定义并展示了一个允许用户向后工作的模型。如果用户知道他们需要什么样的弯曲3D结构，就可以用这种方法来确定他们在2D材料中所用的狭缝的边界形状和图案。通过控制材料被推或拉的方向，可对最终结构进行额外的控制。” 　　新技术比以前将2D材料转换为弯曲3D结构的技术要简单得多，它允许设计师从2D材料创建各种定制结构。 　　研究人员制造的新型抓手能够抓取和提升蛋黄、人类头发等物体，体现了该项技术的实用性。 　　研究人员表示，“传统的抓手牢牢抓住物体，它们通过向物体施加压力来抓取物体。当试图抓住易碎的物体（例如蛋黄）时，可能会造成问题。但我们的抓手本质上是围绕一个物体，然后将其举起，类似于将双手抱在一个物体上的方式。这使我们能够在不牺牲精度的情况下‘抓握’和移动精细的物体”。 　　研究人员还在探索如何使用这种技术来制造对人体膝盖加温的设备，这具有潜在的治疗应用价值。