中科院宁波材料所分子锁定策略将有机太阳能电池效率推至 20.4%、耐久 2,000 小时
中科院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)团队用分子锁定策略把有机太阳能电池小面积效率做到 20.4%,15.6 平方厘米组件效率达 18.8%。该方法插入超薄氯化铟中间层,加热后驱出松散氯离子,形成致密的 In-O-P 配位网络锚定自组装单分子层(SAMs)。器件在耐久测试中 2,000 小时后仍保持初始输出的 85% 以上。
中科院宁波材料技术与工程研究所(NIMTE)团队用分子锁定策略把有机太阳能电池小面积效率做到 20.4%,15.6 平方厘米组件效率达 18.8%。该方法插入超薄氯化铟中间层,加热后驱出松散氯离子,形成致密的 In-O-P 配位网络锚定自组装单分子层(SAMs)。器件在耐久测试中 2,000 小时后仍保持初始输出的 85% 以上。
Nature 播客讨论了如何通过精确测量正电子来探索物质与反物质不匹配这一物理学重大谜题。该实验将单个反物质粒子囚禁在"笼"中,为相关研究打开了大门。本期播客还涉及 JAXA 的 MMX 任务,该任务将携带首辆可在超低重力环境下行驶的轮式火星车前往火卫一。
格罗宁根大学化学工程师开发出一种自组装钙钛矿氧化物电极的质子陶瓷电解槽(PCEC),在 400°C–650°C 中温下直接从水蒸气中提取氢气,无需额外电力即可将清洁氢产量翻倍。经酸洗处理后,该电池连续稳定运行超过 500 小时,氢转化率超过 95%。研究发表于 Energy and Environmental Science,有望帮助重化工行业摆脱对化石燃料制氢的依赖。
Brookhaven National Laboratory联合多家DOE机构与AI硬件初创公司Great Sky推出一款超导芯片,用于实时监测聚变等离子体并预警破裂。
推荐理由:原文说明该芯片尚未接入真实托卡马克,仅用DIII-D回放数据验证,读者可据此判断其实际成熟度。
Fraunhofer ISE 的 StrOboBatt 项目测试了自研 25 Ah 软包电池,硅碳复合材料占负极活性材料 51%,在 1,000 kPa 轴向接触压力下经 1,000 次完整循环后容量保持率超过 83%,能量密度达 280 Wh/kg。
UChicago PME 研究团队开发了一种计算方法,可完整模拟晶体(如金刚石、碳化硅)中自旋缺陷与光相互作用的整个光学循环,包括此前难以建模的内转换过程。该方法结合了研究组多年发展的多种计算技术,用多体波函数描述激发态,成果发表于 Physical Review Letters。
Rice University 团队用 PMIDA 有机配体改性的 MOF 多孔材料,在铁含量高 100 倍的工业废水中选择性捕获稀土元素,每克材料最高吸附 160 毫克钕、175 毫克钆和 195 毫克镝,至少为同类方法已报道容量的两倍。分子模拟显示,增加配体数量可使结合基团在孔道内围绕单个稀土离子聚集,形成更稳定的配合物,从而提升容量与结构稳定性。
Nature Physics 报道,研究人员在囚禁离子系统中演示了自主量子纠错,无需传统方案所需的重复测量与实时反馈,并突破了盈亏平衡点。该成果于 10 月 23 日在线发表(doi:10.1038/s41567-026-03486-y)。
量子计算机上完成了一次超过粒子产生阈值的模型对撞模拟,为用量子计算研究高能对撞实验中的粒子产生提供了新途径。
RIDDLE 提出一种基于标量 Stein-witness 函数的共振异常检测方法,通过从 dijet 质量侧带推断背景分布,在辅助喷注观测量的潜空间表示中识别无标签信号区事例与背景的分布差异,无需显式信号模型。
耶鲁大学 David Moore 团队与 Lawrence Berkeley National Laboratory 合作,用聚焦激光在真空腔中捕获半径 50 nm 的二氧化硅纳米球,通过测量其简谐运动的微扰检测单个气体原子或分子的碰撞冲量并推算气压。
M. S. Cook 提出一套无矩阵数值流程,用于四维欧氏空间中四分量全局 O(4) 标量理论的半经典假真空衰变计算,基准势下连续统 bounce 作用量为 B = 145.203947。
提出名为 MOLeQuTE 的可调谐光学悬浮传感器,用约 mg 级质量板由竖直光束支撑,专门探测超轻暗物质对宏观物体产生的微弱振荡力。研究首次系统分析并优化了光学悬浮系统的量子噪声,表明现有商用技术即可让装置运行在标准量子极限。预计灵敏度可在宽频段内将矢量 B-L 暗物质的现有排除限推进数个数量级。
University of New Hampshire 团队提出一套通用框架,对宽视场平面 Compton 偏振仪的偏振响应进行快速重建,无需近似即可数值计算任意入射角与偏振角下的 Klein-Nishina 投影,并用 GEANT4 模拟验证。以 POLAR 为案例,两种模式分别只需每能量一次非偏振模拟和两次偏振模拟,Monte Carlo 模拟量至少减少 95%,已作为开源软件发布。
Southampton 大学等机构研究者提出基于模拟推断的脉冲星 profile-domain 计时方法,用以处理脉冲轮廓随观测频率的系统性演化。该方法采用以频率-相位图卷积嵌入为条件的 normalizing flow,从单张轮廓图即时返回色散量、到达时间及轮廓演化参数的联合后验,训练后不确定度经已知输入验证。
DESY 与 xLight 研究人员提出在弯曲磁铁末端设置无束流侧向引出口,将部分相干同步辐射(CSR)导入独立波导以降低下游束流管道热负载。对 70 × 25 mm 矩形腔室、30° 弯曲半径 2.2 m、高斯束团 rms 长度 10 μm 的算例,该引出口可将约 53% 的出射辐射功率导入无束流通道。计算采用近轴方程、模态展开与有限差分,并在选定频率下与全波解比对。
Wrocław University of Science and Technology 团队在 InGaAsP/InP 分布式布拉格反射器上单片生长低密度 InAs/InP 量子点,实现电信 C 波段单光子平台,模拟向上光提取效率在 40 nm 谱段内超过 10%。
University of Southern Mississippi 与 University of Karachi 团队提出恒星结构方程的模拟电子计算方案,以多极 Lane–Emden 方程为基准,在理想缩放电压下复现 n = 0、n = 1、n = 3 多方模型的表面位置 ξ1 与无量纲质量系数 µ1。
Cambridge 与 Lawrence Berkeley National Laboratory 的研究者提出一种控制变量方法,将每个 mock 模拟与共享相同初始条件的 Zeldovich 近似实现配对,以去除协方差估计中的相关样本方差。
一项研究验证了一种基于似然的估计器,用于测量高红移(z ≥ 5)Lyman-α 森林透射通量的一维功率谱 P(k)。该方法通过预计算的 k 空间积分构建像素级协方差矩阵,纳入仪器分辨率与像素化效应,实现 P(k) 的最大似然直接推断。在含有限光谱分辨率、噪声和缺失数据等观测效应的模拟谱测试中,该估计器在所测尺度上稳健恢复输入功率谱,为量化紫外背景涨落或再电离晚期大尺度涨落提供了近乎最优的框架。
剑桥大学(University of Cambridge)与 GlitterinTech 研究团队开发出一种成本仅 $10、尺寸仅数厘米的新型光学光谱仪,采用卷积定理直接在光学域对入射光进行卷积运算,性能在多个关键指标上超越基于色散、傅里叶变换和计算重建的现有光谱仪设计。
Seokwoo Kim 等人提出一种深二元光栅,将反射的波长无关几何与周期晶格的动量控制结合,使多个不同波长高效路由到同一衍射角。成果发表于 Phys. Rev. Lett. 137, 176903。
Nayden P. Nedev 和 Nikolay V. Vitanov 在 Physical Review Letters 上提出 twinned dynamical decoupling,构造解析脉冲序列族 T2n,将脉冲序列与其 π 相移的孪生序列配对,利用 π 相移抵消共模系统性脉冲面积误差,以提升多类量子比特平台上的量子控制保真度。
由 Politecnico di Milano 领衔的国际团队研制出 UV 泵浦/XUV 探测束线平台,实现约 3 飞秒时间分辨的气相光电子能谱测量,成果发表于 Nature Communications(DOI: 10.1038/s41467-026-76602-4),属 ERC Synergy TOMATTO 项目。
University of Surrey 的研究人员构建了由 28 种不同金属组成的钠锰氧化物正极材料库,用于筛选钠离子电池候选材料。结果显示,掺铁提升储能量,掺钒改善循环稳定性,少量掺钛增强高倍率性能,部分含钛材料在 100 次充放电循环后容量保持率超过 90%。团队还开发了基于机器学习的自动化数据分析方法,但当前数据集规模尚不足以支持可靠的成分预测。
中国原子能科学研究院孙伟(Wei Sun)团队用四束强激光轰击塑料靶,产生约2毫米等离子体,首次在实验室模拟太阳纳米耀斑过程。相比平面靶,波纹表面靶产生的等离子体不稳定、磁场重排并触发纳米耀斑,温度达799,726°C,约为前者的两倍;计算机模拟佐证了结果。KU Leuven 的 Rony Keppens 认为该结果支持团队解读,但不足以定论日冕加热机制。
University of Duisburg-Essen 联合 Helmholtz Centre Berlin 等机构发现,超短激光脉冲对超薄铁层的超快退磁效应随厚度减小而增强:2 nm 铁层的退磁比 16 nm 层强约 75%,且激光激发强度保持不变。
NASA 的 Psyche 探测器在完成火星引力辅助后,于 9 月 28 日起近乎连续使用太阳能电推进系统,推进器将运行近 90% 的时间,目标在 2029 年夏天与主小行星带中的金属小行星 Psyche 会合。
REACH 团队发现其接收机贝叶斯噪声波定标流程存在数值不稳定:后验协方差矩阵条件数达 κ(𝐕*)∼10⁹–10¹¹,导致解在不同计算环境下不可复现。奇异值分解表明,不稳定性源于过剩噪声源温度 XNS 与负载温度 XL 对应设计矩阵列的近共线性。
Francisco-Shu Kitaura 与 Francesco Sinigaglia 提出 Ridged Lagrangian Perturbation Theory(RLPT),在标准长程 LPT/ALPT 输运后增加一步欧拉 ridging 后处理,通过平滑尺度分离与 Poisson 反演重建短程无旋位移。
南京航空航天大学与北京理工大学研究人员提出一种自整形单元模块,由三个六边形角舱和碳纤维杆组成,角舱配备线轴与冷气推进器,可实时调整尺寸并自主机动,配合永磁体完成最终对接,用于突破火箭整流罩尺寸限制、在轨组装大型太空结构。研究团队建立了将刚性角舱与可弯曲碳纤维臂结合、并计入推进剂消耗导致质量变化的数学框架,采用多种技术推导出在轨主动控制所需的动力学控制方程。
代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)研究团队在 Nature Communications 发表了一种由微藻驱动的光控软体机器臂,其致动器为约 2 cm 长、1 mm 厚的双层水凝胶条,表面生长微藻。光照下微藻光合作用改变水凝胶 pH 值使其弯曲,关灯后 10 秒内即反向弯曲,可完成抓取和提起橡胶环、金属小球等演示。
中国科学院上海微系统与信息技术研究所(SIMIT)研究人员研制出100通道超导纳米线单光子探测器(SNSPD),用高密度多芯微带线替代同轴电缆,使进入低温腔的热量降至传统电缆的二十一分之一,突破了通道数受限于32的热负载瓶颈。
美国空军研究实验室(AFRL)于 10 月 20 日借助 SpaceX 商业发射,用 Starfall 再入胶囊测试火箭货运技术,胶囊搭载原型货舱、任务设备与传感器,测量发射和再入过程中的温度、冲击与振动。
Fraunhofer IAF 研究团队将金刚石氮-空位(NV)中心置于激光腔内,利用激光阈值磁力计实现 100% 光学对比度,灵敏度与测量范围的平衡较现有技术最高提升 590 倍。该系统可输出最高 50 mW 激光信号,在理想光子散粒噪声极限下对三个磁场分量的灵敏度低于 400 fT/√Hz。该技术仍处于开发阶段、尚未完成测试,潜在应用包括脑-机接口控制机器人外骨骼、医学检测、导航与资源勘探。
Texas Tech University 团队研究了核聚变与 LENR 实验中技术材料的氦出气与保留问题,指出氦常被作为核反应发生的关键证据,实验前必须对材料进行预处理以排除已知氦源干扰。
UC Berkeley 物理学家开发出激光相位板,将光学相位衬度原理引入电子显微镜,通过与电子束相互作用改变其相位来提高图像衬度。该技术有望使 cryo-EM 成像的蛋白尺寸缩小到现有显微镜极限的三分之一,并改善 cryo-ET 在细胞原位环境中解析蛋白结构与相互作用的能力。研究由 UC Berkeley 物理学教授 Holger Müller 领导,依托世界上最强的聚焦连续波激光实现。
KEK 与 UCLA 等机构的研究者提出一种从 CEνNS 数据提取 1.8 MeV 逆贝塔衰变阈值以下反应堆反中微子能谱的新方法,将微分中微子率写成 Dirac δ 函数的线性组合(有限 Dirac 求和,FDS),项数由数据点数决定,无需假设能谱的参数形式或光滑性先验。
IRCCS Fondazione Istituto Neurologico Carlo Besta(FINCB)与 Politecnico di Milano 通过 BraiNs 联合实验室合作,开发出将 Metal-Organic Frameworks(MOF)直接涂覆于线粒体表面的技术,涂层后线粒体仍能继续产生能量。
Nature Materials 报道了一种在零偏置磁场下工作、并集成非易失性磁存储的纳米磁子电路。该方案利用纳米厚度钇铁石榴石(YIG)薄膜的低磁损耗特性,实现了自旋波的零场引导,克服了以往可编程磁子器件需依赖高矫顽力材料而牺牲能量效率的瓶颈,使自旋波电路具备自含式编程能力。