科技热点资讯

飞丞

翱翔青藏高原，“云雀”衔来更多科考数据

近日，由中国科学院沈阳自动化研究所自主研制的“云雀”自主飞行机器人在青藏高原开展高海拔冰川与湖泊智能化科考工作，实现了机器人化高海拔环境科考。

青藏高原海拔高，氧气稀薄，气候恶劣多变，尤其是极高海拔区，科考活动难度大，危险系数高，人类难以开展工作甚至无法到达，制约了青藏科考全面深入持续开展。为此，在国家重点研发计划项目支持下，中国科学院沈阳自动化研究所、中国科学院青藏高原研究所等国内技术团队，围绕高海拔极端环境下的机器人移动与作业技术开展联合攻关。

据介绍，“云雀”突破了“稀薄大气中的高效升力系统设计”“高原強风干扰下的自主控制”等技术瓶颈，实现了空气稀薄、强风干扰等极端环境下的自主起降、定点或航迹飞行、动静态障碍物避碰等自主功能。

在海拔6000米的西藏廓琼岗日冰川区，“云雀”完成了冰面温度热红外影像监测、冰川三维地形勘测与建模、高空大气温湿压与黑碳通量垂直廓线监测工作，并在海拔4730米的纳木错湖完成了深部水体样品自动化采集和湖水温度垂直剖面实时监测工作。本次应用充分验证了“云雀”的自主作业能力可覆盖青藏高原所有野外科考站和绝大部分冰川区，有望形成全新的精细化、智能化科考作业力量。

小麦育种“骨干亲本”找到突破口

中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队，从我国育成的3000多个小麦品种中精选145份代表性品种进行重测序，揭示了其基因组重塑和优化的过程，为解析小麦育种“骨干亲本”找到了突破口。

中国农业科学院作物科学研究所研究员张学勇介绍，目前基于规模化品种的重测序，成为系统解析优异种质资源以及重大品种形成和演变的重要技术与方法。团队对145份小麦的代表性品种进行了重测序，构建了高密度的基因组变异图谱。研究发现， 20世纪50～60年代的品种基因组组成以我国地方品种的贡献为主，而70～80年代则以引进品种的贡献为主，80年代中后期引进品种的贡献达到顶峰。引进种质贡献了一些我国地方品种中缺乏的单倍型区段，这从基因组学层面客观地反映了我国小麦育种的历史。

进一步研究发现，在人工选择育种进程中，小麦的A、B、D三个基因组间和共线区域的同源基因之间表现出强烈的非对称选择规律。同时，研究人员以育种进程中小偃6号小麦及其衍生品种为例，系统研究了杂交选育过程中强连锁单倍型区段的形成和演化规律，明确了一些单倍型区段所控制的性状。这为以系谱为基础，以基因组学为手段，解析每一个“骨干亲本”所携带的优良区段提供了很好的思路和样板，也为小麦基因组选择育种提供了重要依据和理论指导。

全国首条“超级电容+钛酸锂电池”有轨电车工程完工

近期，由中铁二十二局集团有限公司承建的国内首条采用“超级电容+钛酸锂电池”储能供电装置的有轨电车工程——广东省广州市黄埔区有轨电车1号线完工。

该项目负责人胡文涛介绍，黄埔区有轨电车1号线全长约14.4公里，有轨电车的车身长37米，宽2.65米，高3.68米，为100%低地板有轨电车线路，方便乘客上下车。

据了解，这条线路在全国首次采用“超级电容+钛酸锂电池”混合储能供电装置技术。线路系统超级电容单体容量达9500法拉。车辆达到站点时，在乘客上下车间隙，可自动完成充电，用时不到30秒，实现车辆能耗和补给动态平衡，确保车辆全程不间断运行。同时，车辆配置钛酸锂电池可在突发状况和紧急状态下为车辆补偿供电，高度提升了车辆运行的应急能力。由于采用“超级电容+钛酸锂电池”作为储能装置牵引供电，区间无接触网，减少了城市空中“蜘蛛网”。此外，车辆制动时将80%以上的制动能量回收至超级电容形成电能储存，实现能量循环利用，做到了高效节能。

我国半导体抗光腐蚀研究取得新进展

内蒙古大学化学化工学院研究员王蕾带领的科研团队在半导体抗光腐蚀研究方面取得新进展，得到国家自然科学基金等多个项目的认可支持。“钝化层助力BiVO4抗光腐蚀研究”的相关成果已于近日在国际化学期刊《德国应用化学》发表，将有助于提高太阳能制氢的光电转换效率。

据王蕾介绍，新型洁净能源氢能素来是新能源的研究热点，光解水制氢是获得氢能的主要技术之一，而太阳能制氢转换效率是光解水主要性能指标。半导体较低的光吸收率和较高的载流子复合率是影响转换效率的首要因素，因此，如何提高光电转换效率是当前光电催化研究领域的重中之重。

BiVO4半导体因具有2.4电子伏特的合适带隙宽度、良好的光吸收性能以及适合的低电位下进行水氧化的导带位置，成为太阳能光电催化制氢领域的重要材料之一。然而，由于BiVO4材料的电子与空穴相复合，严重影响了光生电荷传输，使其太阳能光电催化性能低于理论值，同时由于光腐蚀，使其无法适用长期光解水反应。科研团队通过改善材料制备工艺以及恒电位光极化测试方法，提高了BiVO4活性及稳定性。

研究表明，无表面助催化剂修饰下的BiVO4在间歇性测试下，可以达到100小时的稳定性，表现出超强的“自愈”特性。电化学测试显示，半导体表界面产生的钝化层和氧空位协助作用，有效减小了半导体电子与空穴复合，提高了表面水氧化动力学，从而抑制了光腐蚀。（编辑 靳雪莲）