天文学家眼中，太阳是个又狂又野、内部持续核聚变的等离子体大火球，它的一举一动往往对地球产生各种影响，研究人员聚焦“太阳海啸”和“色球海啸”，有了新的发现；现代光学系统对各类超精密光学元件数量和表面质量提出了更高的需求，但现有工艺决策很大程度仍依赖经验丰富的技术专家。与其他领域一样，推动光学制造智能化转型，播撒的将是一颗充满希望的种子。
基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第四十四期。
1《The Astrophysical Journal Letters》丨一场“海啸”接着另一场“海啸”，什么导致太阳如此“发飙”？
STEREO双视角观测到发生于2009年2月13日“日冕海啸”。（图源：Patsourakos & Vourlidas , ApJL, 2009）
天文学家眼中，太阳是个又狂又野、内部持续核聚变的等离子体大火球，它的一举一动往往对地球产生各种影响。太阳爆发活动经常会扰动太阳大气，产生各种波动现象，这些波动不但传递大量能量，也携带了传播路径上太阳大气的物理信息。
在这些波动现象中，极紫外(EUV) 波是一种剧烈的日冕传播扰动，它与日冕物质抛射、耀斑等高能抛射过程相关。强烈的日冕物质抛射类似于海啸，也被称为“太阳海啸”。根据理论预期，EUV波不仅可以向外冕传播，也会朝向太阳传播并可压缩色球，从而引发“色球海啸”，即“莫尔顿波”（Moreton wave），它是在太阳耀斑的闪光相阶段从爆发区发出的一种波。它以每秒1000公里左右的速度，在一个角度约为90°的扇形内传播，可达60万公里的远处而速度不减。
然而，自发现以来，科学家仅观测到数十个莫尔顿波事件，它与大量存在的日冕EUV波现象在数量上形成鲜明反差。这种对比反差既是耐人寻味的，同时也成了太阳物理学领域的一个待解之谜。对此，山东大学空间科学攀登团队太阳爆发与射电技术课题组提出日冕EUV波可成功激发色球莫尔顿波的关键因素是爆发的高度倾斜位形。具体原因在于，高度倾斜（~70度）会导致EUV波的波前更强烈压缩太阳低层大气，从而激发莫尔顿波。
2《Optics Letters》丨正确率优于90%，期待智能化在光学制造领域大放异彩
网络模型指导下离轴非球面镜的加工结果
现代光学系统如光刻系统、大型望远镜和高功率激光等对各类超精密光学元件数量和表面质量提出了更高的需求，但现有工艺决策很大程度仍依赖经验丰富的技术专家。在实践中，一些研究人员意识到智能化转型的重要性，事实也证明，决策过程智能化是光学制造精度和效率进一步提升面临的关键问题。与其他领域一样，推动光学制造智能化转型，播撒的将是一颗充满希望的种子。
在光学加工领域，训练样本获取难而决策维度高，如何实现小样本条件下的有效训练来满足高特征维度输出要求，是数据驱动智能化光学加工发展遇到的首要难题。近期，中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心在基于监督学习的超精密光学曲面自适应工艺决策方面取得重要进展。研究团队首次提出了一种傅里叶卷积-并联神经网络框架，攻克了光学加工领域小样本训练条件下高维度输出的瓶颈难题，综合训练正确率优于90%，实现了数字化子孔径制造多维度参数组合加工智能化决策。
3《Nature Reviews Materials》丨为什么说“左右互搏”的问题关乎生命起源？
手性图案化几何形状调控分子传感以及细胞粘附、伸展、形貌、分化等生物过程
1893年，英国科学家巴斯德发现酒石酸晶体中有两种立体空间结构互为镜像的分子，他首次使用“手性”来描述物体与它平面镜的镜像不能完全重合这种“镜像孪生”的特点。手性物质包括两类：左手性、右手性，与之对应的是无手性。
以这样的视角来观察周遭，世界会变得格外有趣。近日山东大学口腔医学院（口腔医院）研究员马保金发论文提出，手性存在于自然界的所有形式，并在生物体中发挥着基本作用。小到分子（氨基酸、DNA、蛋白质），大到器官（牙齿、手掌、眼睛），皆呈现手性镜像。几乎所有由l-氨基酸组成的蛋白质都是左旋结构（逆时针），而双螺旋DNA和大多数碳水化合物是右旋结构（顺时针）。
研究员认为，生物分子和生物结构中的天然手性为与工程手性材料的相互作用提供了可能。因此，他研究了本征固有手性工程材料，包括其设计、对映体之间的结构和功能差异，以及材料的手性对生物反应和过程的影响。该研究在基础研究和未来临床应用之间架起桥梁，对构建镜像生物系统以及理解生命起源具有推动作用。
4《Joule》丨专家制备出“刚柔并济”的高性能大面积钙钛矿太阳电池组件
中国科学院大连化物所制备出高性能大面积钙钛矿太阳能电池组件
钙钛矿太阳电池（Perovskite Solar Cells，PSCs）是利用钙钛矿型的有机金属卤化物半导体作为吸光材料的太阳能电池，它是第三代高效薄膜电池的代表。钙钛矿太阳电池因其高效率、低成本、可设计性，成为各国争先突破的技术领域。
目前，实验室尺寸的钙钛矿太阳电池的光电转换效率已达到25%以上，制备大面积钙钛矿电池并推进其产业化进程已经成为该领域的主要发展方向之一。虽然钙钛矿电池的重要优势之一是与溶液制备路线兼容，但现阶段很难采用溶液法制备出均匀无孔的大面积电荷传输层。
中国科学院大连化学物理研究所薄膜太阳能电池研究组副研究员王开和研究员刘生忠团队采用狭缝涂布制备技术，制备出高性能大面积钙钛矿太阳电池组件。他们发现，表面氧化还原工程可有效改善氧化镍表面的润湿性，确保真空制备氧化镍与溶液制备钙钛矿技术的兼容性。在刚性和柔性衬底上制备的小面积反式电池上，光电转换效率分别达23.4%和21.3%，并具有极佳稳定性。他们在面积为156×156 mm2的大面积衬底上成功制备出大面积钙钛矿电池组件，该组件能量转换效率达18.6%，且表现出很高的稳定性。（专栏作者 李潇潇）
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发表于 2024-3-9 09:00:22
