科研动态

韩国研究团队成功研制世界最薄金刚石材料- Diamane

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12月10日,韩国基础研究院(IBS)多维碳材料研究中心和蔚山科学技术院(UNIST)自然科学部研究团队表示,研发出一种在常温常压条件下通过简单工序将石墨烯转换成超薄膜金刚石(Diamane)的新技术,该研究成果已发表《自然纳米技术》(Nature Nanotechnology)上。 石墨烯和金刚石均由碳原子组成,区别在于原子的键合形态和结构。石墨烯是一个碳原子在平面上连接成六边形的单层碳原子,而金刚石是由四个碳原子围绕一个碳原子组成正四面体的立体结构。因此,金刚石具备出色的导热性和机械强度,但也存在导电性弱、不易弯曲等缺点。 为了克服这一局限,科学家们开展了将金刚石制成如石墨烯一般的二维超薄膜形态的Diamane制备技术研究,但是改变金刚石键合结构的过程不仅需要极强的压力、价格昂贵,而且在压力降低情况下,金刚石很容易还原成石墨烯,由于无法维持其稳定性,所以该技术尚未进入实用化阶段。 此次研究人员研发出的Diamane合成方法是在在室温(25摄氏度)和大气压(1个大气压)条件下,仅通过注入氟的氟化工艺就可稳定制备Diamane。利用化学气相沉积(CVD)方法在铜镍(CuNi)合金基板上制备双层石墨烯,然后注入氟气。注入的氟气使已与周围3个原子键合的碳与周围的4个原子键合,最终制备成膜形态的金刚石。研究人员制备出的金刚石厚度为仅0.5nm,是目前世界上最薄的金刚石材料。针对其经过氟化这一特点,研究团队将其命名为“F-diamane”。 此项研究将大大降低Diamane制造成本,推动金刚石在多个领域应用。研究团队表示,还将进一步开展对电气和机械性能进行调节的大面积单结晶金刚石薄膜研究。 信息来源: https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LS2D&mid=shm&sid1=105&sid2=228&oid=009&aid=0004479641 发布机构: 韩国网络媒体 发布时间:2019.12.10

韩国公开“千里眼2B”号卫星

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12月4日,韩国科学技术信息通信部与环境部、海洋水产部公开了用于雾霾和海洋环境观测的地球静止轨道卫星“千里眼2B”号 。 据悉,“千里眼2B”号完成检测后,将于明年2月在南美法属圭亚那航天中心搭载阿丽亚娜5型火箭(Ariane-5)发射升空。 “千里眼2B”号的主要任务是对朝鲜半岛及东亚地区雾霾等大气环境和朝鲜半岛周围的赤潮、绿潮等海洋环境进行观测,与2010年发射的千里眼1号相比,“千里眼2B”号有效荷载性能大幅提升。 “千里眼2B”号搭载大气环境观测装备,观测范围东至日本西至印度尼西亚北部,南至蒙古南部地区,基本可以覆盖整个东亚地区,可计算大约20多种大气污染物质信息。同时,卫星可追踪雾霾移动路径,科学分析国外因素对韩国国内空气质量的影响,掌握韩国国内大规模雾霾产生地区,有助于政府进行集中管理,制定政策改善空气质量。今后卫星获取的国内外观测数据,可进一步提高雾霾天气预报的准确度,从而提升国民健康和生活质量。 “千里眼2B”号可实时观测到石油事故、赤潮、绿潮等现象的发生并提供相关信息,与千里眼1号相比,分辨率由之前的500m提升到250m,可计算出信息由之前的13种提升到26种,有利于制定有效预防措施,将对海洋环境的破坏降到最低值;同时,对海洋废弃物及海水水质变化进行监测,有助于保护海洋环境和管理海洋资源,观测洋流和海雾,能广泛应用于海上安全和海洋防御等领域。 此外,相关机构持续推动对“千里眼2A”号和“千里眼2B”号观测数据最大程度的有效利用,计划将“千里眼2A”号的云雾观测信息与“千里眼2B”号的雾霾观测信息等结合,从而提高雾霾观测的准确度 “千里眼2B”号卫星发射后将停留在36000km高的地球静止轨道上,经过性能优化等轨道测试及示范服务后,预计将于2020年10月起提供海洋信息服务,2021年起提供大气环境信息服务。2021年预计可利用智能手机图像确认包括韩国在内的东亚地区大气污染物排放量与长距离移动污染物质的浓度。 信息来源: https://msit.go.kr/web/msipContents/contentsView.do?cateId=mssw311&artId=2359863 发布机构: 韩国科学技术信息通信部 发布时间:2019.12.05

韩国成功掌握新一代半导体原创技术

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11月5日,韩国脑研究院(KBRI)宣称,治疗白血病的药物也可用于治疗大脑炎症诱发的老年痴呆症, 该项研究成果已发表在国际11月份的国际学术期刊《神经病理学杂志》中 。 韩国研究团队表示,基于此项研究,今后将对现有药物设定新靶,将其作为炎症性退行性脑部疾病的治疗药物,可显著降低新药开发成本和临床实验时间。 研究团队连续两周将慢性骨髓性白血病治疗药物投入到脑炎症 动物后发现神经胶质细胞活性下降,诱发大脑炎症的促炎性细胞因子表现减少等情况。 另外,同时发现阿尔茨海默患者血液和大脑中增加的STAT3蛋白质信号传递在神经胶质细胞内受到抑制,有效阻碍了大脑炎症反应。 韩国脑研究院研究本部长表示,达沙替尼(Dasatinib)作为可同时控制阿尔茨海默多种病理障碍的药物,今后将持续对“达沙替尼的可能性”进行研究。 信息来源: https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LS2D&mid=shm&sid1=105&sid2=228&oid=014&aid=0004321813 发布机构: 韩国网络媒体 发布时间:2019.11.05

韩国研究团队发现白血病治疗药物可有效抑制老年痴呆症

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11月5日,韩国脑研究院(KBRI)宣称,治疗白血病的药物也可用于治疗大脑炎症诱发的老年痴呆症, 该项研究成果已发表在国际11月份的国际学术期刊《神经病理学杂志》中 。 韩国研究团队表示,基于此项研究,今后将对现有药物设定新靶,将其作为炎症性退行性脑部疾病的治疗药物,可显著降低新药开发成本和临床实验时间。 研究团队连续两周将慢性骨髓性白血病治疗药物投入到脑炎症 动物后发现神经胶质细胞活性下降,诱发大脑炎症的促炎性细胞因子表现减少等情况。 另外,同时发现阿尔茨海默患者血液和大脑中增加的STAT3蛋白质信号传递在神经胶质细胞内受到抑制,有效阻碍了大脑炎症反应。 韩国脑研究院研究本部长表示,达沙替尼(Dasatinib)作为可同时控制阿尔茨海默多种病理障碍的药物,今后将持续对“达沙替尼的可能性”进行研究。 信息来源: https://news.naver.com/main/read.nhn?mode=LS2D&mid=shm&sid1=105&sid2=228&oid=014&aid=0004321813 发布机构: 韩国网络媒体 发布时间:2019.11.05

光速运行人工智能元件的诞生

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- 首尔大学研究团队成功设计出可超高速运算的人工智能元件- 韩国研究团队成功设计出可用于第四次产业革命的核心技术——人工智能神经形态光子元件。 韩国科学技术信息通信部(长官俞英民,以下简称“科技信通部”)指出,首尔大学朴南圭(音)教授、柳善圭(音)博士及朴贤熙(音)博士团队成功利用光子流动模拟了大脑基本功能单元——神经元的工作模式。该技术有望加快高速演算型人工智能的实现。 该技术有望打破传统半导体的局限,开创超高速-低电力神经形态半导体元件的全新领域,是具有里程碑式意义的研究成果。6月3日,该研究工作在线发表于世界顶级学术期刊《先进科学(Advanced Science, IF=12.441)》。 大脑神经元细胞是神经系统的处理器元件,具有与电子电路晶体管相近的功能。 在神经元的信号处理功能和复杂神经网络的连接下,大脑得以发挥学习及记忆功能。 近期备受人们瞩目的深度学习型人工智能技术利用计算机程序模拟了大脑的神经元网络。然而,仅靠“软件化的”神经网络,难以获得稳定高效的人工智能,必须开发与神经元具有相似工作原理和网络结构的硬件,即人工智能专用神经形态*芯片。 随着纳米技术使半导体电子电路精细化到数纳米的量级,发热与运算速度成为了制约半导体元件性能提升的根本要素。当然,这也是实现神经形态半导体“电子”电路的终极制约要素。 幸运的是,利用“光子”而不是“电子”进行演算的神经形态元件可实现在低电力下的无发热高速运转。目前,麻省理工学院(MIT)及斯坦福大学等世界少数研究机构正对此展开十分积极的研究。 研究团队在满足“宇称-时间对称”这一特殊物理对称性的增益、损耗物质基础上,应用了能够控制时间对称性的非线性超材料,成功在光学信号处理过程中,再现了神经元丰富的演算功能。 研究团队开发了输入值与输出值随着光强变化的非线性超材料,将其分别与大脑神经元的钠通道和钾通道对应,成功在神经形态光元件上实现了光速的神经信号处理。 这在理论上证实了可利用光子流动获得如不受外部杂音干扰的强度稳定的电信号等神经形态及仿大脑内存元件所需的丰富功能。这是世界首个可光速运行的超高速仿神经元的概念型光元件设计。 团队带头人朴南圭教授指出“在本研究中,我们以物理学中的对称性再现了生物结构的工作原理,并在此基础上设计了全新的光学元件,体现了学科交叉的思想。” “具体地,我们将光作为信号递质,模拟了神经网络的基本单位——神经元的功能。这不仅为超高速神经形态元件及人工智能的开发带来新的转机,相关功能还有望应用于高稳定度激光等方面。“ 本研究在科技信通部全球化前沿事业(GFP,波能极限控制研究团)、教育部总统Post-Doc. Fellowship课题(PPD)事业及海外优秀新晋研究者吸引事业(KRF)的资助下完成。

电动汽车电池高速充电技术问世

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来自韩国蔚山科学技术院(UNIST)的研究团队成功开发出能够大幅提升电动汽车的电池容量和充电速度的硅材料导电率的创新技术。 6月3日,UNIST能源及化学工学部李准熙(音)教授和浦项工大化学系朴秀珍(音)教授向我们介绍了一种由他们团队合作开发的“低温硅掺杂硫磺制备技术”。 掺杂是一种向基质有目的的添加元素或化合物的工艺,主要应用在半导体工程之中,以提升材料的电学特性。 目前,电动汽车锂离子电池的阴极材料主要使用导电率较高的石墨。然而,石墨存在难以克服的理论容量上限。为此,人们积极的寻找相关的可替代材料。 硅被视为石墨的良好替代物。但其导电率较低,存在充放电时体积变化大,易破裂等问题。 针对硅材料的这一局限性,李和朴教授的研究团队开发出了“1%掺杂法”。即在低温条件下向硅粒子掺杂硫磺。该技术合成得到的“半导体硅”在无碳环境中,导电率依然能够提升50倍以上,可实现电池的高速充电。 半导体拥有介于金属和非金属之间的中间特性,导电率高于非金属。 李教授指出“传统工艺既复杂又昂贵,且稳定性较差,不适合大规模生产。利用此项技术,能够十分简便的制成半导体硅,且该半导体硅能够有效提升锂离子的扩散速度。这是有助于开发可高速充电的高能电池的理想性质。” 朴教授指出“我们发现,在与商用锂电池相同的评价条件下,由该技术制作而成的电池,充电仅需10分钟,就达到了石墨电池四倍以上的电容量。除了电池材料,该技术还有望应用于包括光电子等在内的多样化能源材料产业中。” 本研究成果于5月28日发表在自然科学领域顶级学术期刊《自然•通讯(Nature Communications)》上。

变废为宝:二氧化碳发电•制氢创新技术的诞生

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- 利用水中溶解二氧化碳的简单化学反应,为缓解气候变暖做贡献 蔚山科学技术院(UNIST,院长:郑武英(音))能源与化学工程部金健泰(音)教授团队成功开发出了利用二氧化碳发电,制氢的“水系金属(锌,铝)-二氧化碳系统(Aqueous Zn or Al–CO₂System)”。 该系统是利用水中溶解二氧化碳发电的新型电池。在电化学反应过程中,不仅会消耗温室效应的罪魁祸首——二氧化碳,还可有效发电及制备氢气。 随着气候变暖等环境问题的恶化,二氧化碳捕集•利用•存储技术(CCUS)成为了全球科研工作者们面临的重要课题。 然而,气态二氧化碳的化学性质十分稳定,难以打破其化学键,将其转换成其他物质。为此,世界各国正努力研发能够有效转化二氧化碳的高新技术。 本研究利用二氧化碳溶于水后易转换为其他物质的特性为上述问题提供了一种解决方案。二氧化碳溶于水后,会使水中的氢离子(H⁺)浓度显著增加。水在向酸性转变的过程中,会伴随着电子(electron)的迁移,可以用来发电。 同燃料电池一样,该体系由阴极(金属锌或铝)、分离膜及阳极(催化剂)构成。与电池不同的是,在该体系中,催化剂浸于水中,阴极和导线相连。 发电过程中,二氧化碳将转化为碳酸氢钾,且转化率不低于57%。反应同时伴随着氢气的产生,可谓一石二鸟。 同研究团队去年发表的“金属钠–二氧化碳系统(Hybrid Na-CO₂system)相比,上述利用二氧化碳发电•制氢的技术在效率和安全性方面均得到了显著提升。 该系统由于使用了较传统材料更为经济的电极(金属)和分离膜,成本大幅下降。同时,还消除了爆炸隐患,十分安全。并且,发电功率和制氢速率等方面也得到了有效提升。 UNIST能源及化学工学部金健泰教授表示“该技术在快速、经济的消耗二氧化碳的同时,还能有效发电和制氢,是具有极高实用价值的全球顶尖原创技术。从很快就得到实证研究结果支持的这一点来看,该技术具有极大的商用化可能性。” 韩国科学技术信息通信部指出,本课题在科学技术信息通信部气候变化应对技术开发事业“Korea CCS 2020”的资助下完成,相关成果发表(2019.5.22.)在国际知名学术期刊德国应化(Angewandte Chemie)上。 论文题目:Highly Efficient CO₂ Utilization via Novel Aqueous Zn or Al-CO₂ Systems for H₂ and Electricity Production

韩国成功研发“5G与Wi-Fi无缝切换”技术

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近日,韩国电子通信研究院(ETRI)宣布,其已经成功研发出了“5G与Wi-Fi无缝切换”技术,将使得用户的5G终端可以在5G网络和Wi-Fi网络之间无缝切换。5G微信公众平台(ID: angmobile)了解到,ETRI认为,这项“5G与Wi-Fi无縫切换”技术将在5G时代发挥非常重要的作用;ETRI透露,目前,3GPP正在推进该技术的标准化(2018年6月到2020年):ETRI从2015年起开始研究上述技术,截至目前已经在韩国国内和全球申请了30项相关技术专利;对于这项“5G与Wi-Fi无缝切换”技术的“亮点”,ETRI解释称,目前,4G网络、3G网络、Wi-Fi网络都是各自独立运行,这意味着,用户需要对使用上述哪一类网络进行“手动选择”,造成体验不佳,而“5G与Wi-Fi无缝切换”技术则可以自动地把流量从5G网络导向Wi-Fi网络或者是从Wi-Fi网络切换回5G网络,这样,在5G或者Wi-Fi网络服务质量不佳的时候,用户就不用手动选择接入点了,而是自动切换,可以做到用户“零感知”,从而可大幅提升用户体验;同时该技术还能在多个服务间分散流量,优化传送速度。韩国计划在今年6月进行5G频谱拍卖,并将在2019年正式推出5G商用服务。

韩国增加AI、机器人等“战略领域”研发投资

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    为应对人工智能(AI)、机器人等有望引发第四次产业革命的新兴领域的发展,韩国计划把高新技术R&D投资预算增加49.6%,由今年的3,147亿韩元提升至2017年4,707亿韩元。     韩国未来创造科学部表示,近日召开的“第13届国家科学技术审议会”确定了2017年度政府研究开发项目的预算和分配调整案。与2016年相比,明年政府主要R&D预算增幅较小(0.4%),为129,194亿韩元,但其中对高新技术研发投资增幅较大。     受李世石和Google "AlphaGo” 人机大战影响,人工智能成为人们关注的焦点, 韩国政府在对人工智能领域的研发投资预算也由去年的919亿韩元增加到1,656亿韩元,同比增长80.2%。     此外,对生物产业、中小企业和主干企业的R&D支持,对灾难、灾害及安全、气候变化对应等领域的预算也有不同程度的增加。明年对无人机、可穿戴信息设备等10大成长动力领域的投资预算也增加18.7%,增至10,826亿韩元。     有国家科技力量的“奠基石”之称的基础研究的预算也由今年11,041亿韩元增加到明年的12,634亿韩元,同比增长14.5%。             资料来源:韩国未来科学创造部

一个原子内可存储1bit数据··"一个USB有望存储50万部电影"

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   韩国研究团队近日宣称,成功实现在单个原子存储1bit的数据。这相当于一个USB能够贮存50万部电影。    IBS(基础科学研究院 院长:金斗哲)9号表示, 量子纳米科学研究中心负责人安德烈亚斯·海因里希(前任IBM公司研究)所带领的团队成功实现让一个钬原子十分稳定地识别1bit的数据。此前,要达到1bit的记忆功能大约需要10万个原子才能够实现。    另外,研究团队们在利用2个钬原子区分4个电子自旋共振信号上也获得了成功。钬原子的间距即使是1nm也不会互相造成影响,因此能够将原子紧密排列从而在很大程度提升了贮存密度。    本次研究成果刊登在线发表在3月9号的 《Nature》上面。