基于电热驱动的Al-SiO₂双材料微夹持器的研究 学术背景 微夹持器（microgripper）在微米和纳米尺度的组装与操作中扮演着至关重要的角色，广泛应用于微电子、MEMS（微机电系统）和生物医学工程等领域。为了确保对脆弱材料和微小物体的安全操作，微夹持器需要具备高精度、快速响应、易于操作、强可靠性和低功耗等特性。尽管已有多种驱动机制的微夹持器被开发出来，如静电驱动、电磁驱动、光驱动等，但这些技术仍存在一些局限性，例如光驱动微夹持器需要特定的光源和光学路径，静电驱动微夹持器需要高电压，电磁驱动微夹持器则涉及复杂的磁场生成系统。因此，开发一种高性能、小型化、易于操作且广泛适用的微夹持器仍然具有重要意义。 电热驱动微夹持器因其结构简单、驱动电压低且能够实现显著的结构变形而备受关注。本文研究团队...

零阻力流体隐身技术的突破 学术背景 在现代微流体和纳米工程领域，隐身特性（invisibility characteristics）对于确保侵入物体与周围环境之间的无干扰相互作用至关重要。例如，在微流控芯片中运输生物分子或精确控制药物释放时，隐身特性能够显著提高操作的准确性和效率。此外，隐身特性在实现流体动力学零阻力（hydrodynamic zero-drag）性能方面也具有重要意义，这有助于缓解全球能源危机。然而，长期以来，达朗贝尔悖论（d’alembert paradox）和未解决的纳维-斯托克斯方程（Navier-Stokes equations）阻碍了零阻力流体隐身技术的发展。达朗贝尔悖论指出，在理想流体中，物体运动时不会受到阻力，但在实际流体中，阻力始终存在。这一悖论使得在广泛的...

超高场动物磁共振成像系统的技术更新 学术背景 动物磁共振成像（MRI）系统在临床前研究中具有重要地位，通常比传统的人类MRI系统提供更优越的成像性能。然而，由于系统组件的多样性和集成调试的复杂性，实现这些系统的高性能具有挑战性。特别是，超高场动物MRI系统需要生成极高的磁场强度和梯度磁场，同时确保磁场的均匀性和稳定性。此外，系统的安装、维护和调试也需要考虑磁场屏蔽、机械耦合和热管理等多个方面。尽管市场上已有一些商业化的动物MRI系统，但关于硬件性能（如超导磁体和梯度线圈）的最新技术更新仍然缺乏详细的报道。 本文由Yaohui Wang、Guyue Zhou、Haoran Chen、Pengfei Wu、Wenhui Yang、Feng Liu和Qiuliang Wang共同撰写，发表于202...

三模态热能存储材料在可再生能源应用中的突破性研究 学术背景 随着全球对化石燃料依赖的减少，可再生能源的广泛应用成为未来能源发展的关键。然而，可再生能源的间歇性和不稳定性使得高效、低成本且可持续的能源存储技术成为迫切需求。热能存储材料（Thermal Energy Storage Materials, TESMs）与卡诺电池（Carnot Battery）的结合被认为能够彻底改变能源存储领域。然而，目前缺乏稳定、低成本且能量密度高的热能存储材料，阻碍了这一技术的进一步发展。 热能存储材料主要通过三种模式存储能量：显热存储（Sensible Heat Storage）、潜热存储（Latent Heat Storage）和热化学存储（Thermochemical Storage）。显热存储依赖于材...

硅藻光敏色素整合水下光谱感知深度的研究 学术背景 海洋生态系统中的光照分布对水生生物的生活有着深远的影响。光照不仅随着深度逐渐减弱，其光谱组成也会发生显著变化。然而，关于浮游植物如何通过光感受器感知这些光变化的研究仍然不足。硅藻作为海洋中重要的浮游植物，其光感受机制的研究对于理解海洋生态系统的光适应策略具有重要意义。光敏色素（phytochromes）是一类主要感知红光（R）和远红光（FR）的蛋白质，广泛存在于光合和非光合生物中。然而，海洋环境中的红光和远红光被水强烈吸收，因此硅藻光敏色素（Diatom Phytochromes, DPh）如何在这种环境中发挥作用仍是一个未解之谜。 本研究旨在通过整合硅藻光敏色素的功能研究和环境调查，揭示其在海洋环境中的光感知机制，特别是如何通过光敏色素感知...

单晶二维半导体的生长式单片三维集成技术研究 学术背景 随着现代电子工业的快速发展，三维（3D）集成技术逐渐成为提升电子器件性能的重要手段。传统的二维（2D）集成电路在尺寸缩小和性能提升方面面临诸多挑战，尤其是在纳米尺度下，电阻-电容（RC）延迟问题日益突出。为了克服这些限制，研究人员开始探索三维集成技术，通过垂直堆叠芯片来减少互连距离，从而降低功耗并提高数据传输效率。 目前，通过硅通孔（Through-Silicon Via, TSV）技术是唯一能够实现单晶器件三维集成的方法。然而，TSV技术存在成本高、芯片对齐困难以及占用宝贵芯片空间等问题。此外，传统的单片三维（Monolithic 3D, M3D）集成方案虽然具有潜力，但在低温下在非晶或多晶表面上生长单晶半导体材料仍然是一个巨大的挑战。...

迈向系统农业生态学：间作设计与控制 学术背景 随着气候变化和自然资源（如肥沃土壤和水资源）的逐渐消失，探索替代当今工业化单一作物种植的农业模式变得至关重要。间作（Intercropping, IC）是一种有前景的农业实践，即在同一块土地上同时种植两种或更多作物。许多实验表明，在某些情况下，间作可以减少土壤侵蚀和化肥使用，改善土壤健康和土地管理，同时保持作物产量水平。然而，目前尚缺乏定量方法来预测、设计和控制特定环境和农业条件下的间作实施，并评估其稳健性。本文基于数据科学和系统生物学的方法和概念，开发了一种定量方法，旨在为间作的设计和控制提供科学依据。 论文来源 本文由Sirio Belga Fedelia和Stanislas Leibler共同撰写，分别来自Institute for Adv...

硫驱动的俯冲带地幔氧化与巨型金矿床的形成 学术背景 地球上的大多数金属资源集中在岩浆弧环境中，而俯冲带是地幔与地壳之间物质交换的主要区域。俯冲板块释放的流体被认为能够氧化上覆的地幔楔，从而促进金等金属的富集。然而，关于这些流体如何改变地幔的氧化状态并影响金的富集机制，仍然缺乏深入的理解。本文通过数值模拟，揭示了俯冲板块释放的流体将大量硫酸盐（S6+）引入地幔楔，显著提高了其氧逸度，并促进了金的迁移和富集。 论文来源 本文由Deng-Yang He、Kun-Feng Qiu、Adam C. Simon、Gleb S. Pokrovski、Hao-Cheng Yu、James A. D. Connolly、Shan-Shan Li、Simon Turner、Qing-Fei Wang、Meng-...

基于FingerNeRF的3D手指生物识别研究综述 背景与研究意义 随着生物识别技术的发展，三维(3D)生物识别因其更高的准确性、更强的抗伪装能力以及对拍摄角度变化的鲁棒性，逐渐成为主流研究方向之一。其中，3D手指生物识别技术因其生物特征（如指纹、指静脉、指关节等）易于获取且广泛使用，在学术界和工业界备受关注。然而，现有的3D生物识别方法普遍依赖显式的3D重建技术，这些方法在实际应用中面临两大挑战： 信息丢失：显式重建过程中不可避免地会丢失部分细节信息，直接影响后续识别任务的性能。 硬件与算法的紧耦合性：重建算法往往与特定硬件设备绑定，缺乏通用性，难以适应不同模态的数据或设备。 为解决上述问题，研究者提出了一种基于隐式神经辐射场（Neural Radiance Fields, NeRF）的F...

研究背景与研究意义 近年来，视频理解领域中弱监督在线活动检测（Weakly Supervised Online Activity Detection, WS-OAD）作为高水平视频理解的一个重要课题，得到了广泛关注。其主要目标是通过仅使用廉价的视频级标注，在流媒体视频中逐帧检测正在进行的活动。这一任务在许多实际应用场景中具有重要价值，包括自动驾驶、公共安全监控、机器人导航及增强现实等。 尽管全监督方法（Fully Supervised Methods）已在在线活动检测（OAD）中取得了显著进展，但它们严重依赖于密集的帧级注释（Frame-level Annotations），这不仅成本高昂且易受噪声影响，从而限制了模型的扩展性。弱监督设置旨在解决这一问题，但因其在线约束（Online Con...