【科创热榜前沿科技周报】-34期转贴

wangchenglong

前沿科技盘点〔34〕｜会“钻地”的仿生载体为种子扎根保驾护航；类《终结者》液态机器人惊现实验室 原文链接：https://www.ncsti.gov.cn/kjdt/zt ... 0230627_125846.html

• [url=][/url]
  

• 钛矿
• 机器人
• 成像
• 液态金属
• 钝化
  

“师法自然”，不仅适用于艺术领域，也同样适用于科学研究。受牻牛儿苗种子“钻穴”功能启发，科学家研发出一种基于橡木吸湿性的三尾自埋种子载体，为飞播种子落地扎根保驾护航；受海参通过改变原纤维间基质硬度来改变体壁外形启发，科学家提出提出了一种新型“磁控固-液相变材料”，可实现类似《终结者》液体机器人的相变功能。此外，我国科学家首次证实正常骨组织中也存在淋巴循坏系统，并在钙钛矿太阳电池结构方面取得重大突破……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，为大家带来第三十四期。

1.《Nature》｜会钻地可降解  仿生载体为种子保驾护航

该研究成果入选Nature封面文章

自然界中，牻牛儿苗的种子自带弯曲的尾巴，像“钻头”一样，将种子推入地下，提升种子发芽率。受此启发，卡内基梅隆大学姚力宁、雪城大学张腾、宾夕法尼亚大学杨澍、浙江大学王冠云合作设计制造了一种基于橡木吸湿性的机器人作为种子载体用于空中播种，在平坦土地上的种子钻孔成功率为 80%。

团队通过不同方式的成型和干燥过程，改变了天然白橡木材的曲率，使其在保持 36% 的刚度的同时，实现高达45倍的弯曲曲率。随后，将该木材放置在 3D 打印模具上，制作以牻牛儿苗种子为灵感的三尾自埋种子载体。该载体三个尾端的配置可以更有效地锚定，并产生更大的旋转和推力，增加初始钻探成功率；随着空气中含水量增加或地面的变湿，线圈主体及尾巴会改变形状并展开，从而产生一种钻孔作用，将种子安全地埋在土壤表面以下；干燥时，尾部倒转，将种子推入土壤更深处；而调整种子载体不同的尖端和整体尺寸可以适应不同的有效载荷。

2.《Cell》｜改写教科书！正常骨组织中也存在淋巴循坏系统

新型组织透明化技术，可实现器官水平的硬组织三维成像

关于正常骨组织中是否存在淋巴循环系统是一个历史争论性难题。四川大学华西口腔医学院陈俊宇、丁张帆团队与其国际合作团队，研究开发了新型组织透明化技术，能够实现器官水平的硬组织三维成像，首次全面的揭示了淋巴循坏系统在正常骨组织中的存在。

研究团队发现于放射等炎性损伤模式下，骨组织中淋巴系统大幅度增生，淋巴内皮细胞可通过旁分泌CXCL12生长因子以正向调控Myh11+间充质细胞，促进骨髓造血功能的恢复和损伤部位的骨质再生，阐释了淋巴循环系统对骨再生的正向调控作用及其参与骨损伤修复的机制。该研究对于骨和循环系统疾病的新治疗方法的开发具有重要启示。

3.《Science》｜我国科学家提出钙钛矿太阳电池新结构方案

PIC（porous insulator contact）的设计原理和器件仿真

异质结接触问题带来的非辐射复合损失是钙钛矿电池主要的性能限制因素。由于“钝化-传输”矛盾问题的存在，超薄钝化层纳米级别的厚度变化会引起填充因子和电流密度的降低。因此，亟需一种新型的接触结构，能够在提高钙钛矿器件性能的同时大幅减少钝化厚度的敏感性。

中国科学技术大学徐集贤教授团队及其合作者经过长期思考和大量实验探索，提炼出一种名为PIC（porous insulator contact, 多孔绝缘接触）的新型结构方案。其主要思想是不依赖传统纳米级钝化层和遂穿传输，而直接使用百纳米级厚度的多孔绝缘层，迫使载流子通过局部开孔区域进行传输，同时降低接触面积。研究团队的半导体器件建模计算揭示了这种PIC结构周期应该与钙钛矿载流子传输长度匹配的关键设计原理。

团队在叠层器件中广泛使用的p-i-n反式结构中开展了PIC方案的验证，实现了p-i-n反式结构器件稳态认证效率的世界纪录，并在多种基底和钙钛矿组分中展现了普遍的适用性。

4.《Matter》｜类《终结者》液态机器人惊现实验室

实验中，磁控机器人通过液化成功穿越牢笼，并使用栏杆外的模具重新凝固。

电影《终结者》中的液态机器人具备超凡变形的能力。现实生活中，海参可通过改变富含蛋白的原纤维间基质的硬度来改变体壁外形。受两者灵感启发，中山大学、浙江大学研究团队与卡耐基梅隆大学软体机器人实验室合作，提出了一种新型“磁控固-液相变材料”。该材料不仅具有固态金属的硬度与承载力，还有液态金属的形变能力。

为了充分利用液态金属在特定条件下固-液切换的特性，研究团队将磁性颗粒混合融入液态金属——镓中。通过高频的磁场加热这一金属后，该金属会由原先的固态转变为液态。转变为液态后，又可以通过半导体制冷（珀耳帖效应）或者自然冷却来对金属进行降温，从而使之由液态变为固体。

此外，加入磁性颗粒后，施加的外部磁场还可以用来引导液态金属移动和转动，变形等。实验中，磁控机器人通过液化成功穿越牢笼，并使用栏杆外的模具重新凝固。

据悉，磁控固-液相变材料在未来主要有三个应用方向，一是电子电路的修复；二是零部件的组装；三是生物医学上的应用。

5.官宣！“珞珈三号01星”多种模式智能遥感服务能力均达标

动目标跟踪结果

承载着“多模”“智能”“互联”“开放”等多重使命，国内首颗互联网智能遥感科学实验卫星“珞珈三号01星”已在轨运行月余。武汉大学王密团队针对性开展亚米级多模式光学成像、在轨智能处理等关键技术在轨科学实验，证实珞珈三号01星多种模式智能遥感服务能力均达到预期目标。

该卫星采用武汉大学自主研发的在轨高倍率压缩与传输技术，最高传输速度可达到2Gb/分钟，卫星视频凝视成像数据可服务于时敏性要求高的目标监测任务，例如高速公路车流量、空中运动目标跟踪监测任务等。此外，该卫星突破性地实现了主动发现和识别感兴趣目标，卫星在轨目标检测精度和动目标跟踪精度能够满足大部分实时智能分析应用需求。

珞珈三号01星获取的多角度成像数据，经过传感器校正、立体影像匹配、密集匹配重建等处理，可得到高质量三维地形数据，并构建建筑物或特定目标的三维模型，将在城市规划管理、自然灾害评估等多领域发挥重要作用。