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上海交通大学智慧助力发现火星远古时代液态水存在新证据
上海交通大学物理与天文学院俞进教授与成都理工大学地科院行星科学国际研究中心赵宇鴳研究员、中国科学院上海技术物理研究所徐卫明研究员和中国科学院地球化学研究所刘建忠研究员为论文的共同通讯作者。
上海交通大学
2023-04-27
《火星探秘》STEAM主题课程
产品详细介绍
火星探秘STEAM主题课程
项目背景
火星是太阳系八大行星之一，属于类地行星。进入航天时代以来，特别是近 30 多年，世界上许多的天文学家和科学家都积极地对火星进行了多方面的研究，通过发射各类火星探测器前往火星进行探索，不断揭开火星的神秘面纱。
对于学生而言，火星和火星探测器一般还是一个相对模糊的概念，对于火星的特征以及火星探测器的功能构造的认识也比较模糊。因此，借助于火星探秘主题套件与八爪鱼人工智能与编程教学系统，能让学生在课堂上通过动手实验、搭建、设计等方式了解火星和火星探测器，激发学生对火星的探索激情。
课程性质
这是一门以项目式教学开展的跨学科课程，以基于建构主义理论的 5E 教学模式作为指导，结合了小学科学课程标准与初中物理课程标准。
课程目标
1.知识与技能
⚫ 获得火星车的结构特征、火星的地形特征、人类探索火星历程等相关知识。
⚫ 认识能量的形式，知道能量转换、压力、压强等内容，了解其在生活中的应用。
⚫ 认识火星车中涉及到的电子元器件，知道其功能；学习图形化编程，能对模型进行简单的调试。
⚫ 有初步的实验操作技能，知道简单数据的记录和处理方法，会写简单的实验报告。
2.过程与方法
⚫ 初步了解图形化编程，编写程序，对模型进行简单的调试，具有初步的编程逻辑思维。
⚫ 能够参与科学探究活动，能简单描述实验现象，具有初步的观察能力与提出问题的能力。
⚫ 能书面或口头表达自己的观点，能与他人交流，有自我反思和听取意见的意识，有初步的信息交流能力。
3.情感态度与价值观
⚫ 有对宇宙科学的求知欲，能保持对科学的好奇。
⚫ 乐于参加观察、实验、制作等探究活动，并能在活动中克服困难，完成任务，有团队精神。
⚫ 能总结成功的经验，分析失败的原因，体验战胜困难、解决问题时的喜悦。
广州八爪鱼教育科技有限公司
2021-08-23
一种液态或半液态金属电池的建模方法
本发明公开了一种液态或半液态金属电池的建模方法，包括以下步骤，根据电池阻抗谱进行拟合，构建电池的阻抗谱拟合电路，根 据阻抗谱拟合电路构建电池的等效电路模型；采用对称脉冲对电池进 行混合脉冲功率性能测试，获取用于辨识电池的开路电压、电阻、电 容参数的测试数据；根据测试数据拟合电池的电动势、欧姆内阻、极 化电阻、极化电容、扩散等效电阻和扩散等效电容与 SOC 的函数关系， 辨识出等效电路模型的参数；采用安时法计算电池的 SOC；对 SOC 进 行修正，获得修正 SOC；根据修正 SOC，对等效电路模型的
华中科技大学
2021-04-14
轻量化液态金属物质
常温液态金属通常是指一大类熔点接近室温的低熔点金属。与传统认知中的金属不同，此类物质通常情况下呈液态，既具有液体良好的流动性，又拥有金属材料优异的导电性与导热性，且易于通过温度调控使其在固液相之间快速切换，即表现出刚柔相济的特点。由于这些因素，液态金属在柔性电子、3D打印、芯片冷却、生物医学以及可变形机器人等领域得到了日益增长的应用。
然而，常规的液态金属材料自身密度通常很高，这会给由此制成的器件与装备平添额外重量，造成相应能量消耗，也削弱了使用的灵活性。
为改变上述现状，刘静课题组提出了旨在制造轻质液态金属的基本思想，他们特别以共晶镓铟合金及中空玻璃微珠为典型代表（图2），制备出了密度仅为水的一半以至可漂浮于水面的轻量化液态金属复合材料（图3）。这种材料除保留了纯液态金属良好的导电性、导热性、力学强度及固液相变特性（图4）外，还拥有可塑性、可变形性乃至磁性等行为，作者们为此设计了系列平面及三维应用场景，并引入不同封装方式实现了对材料漂浮行为的调控，展示了水面电路及水中机器人的潜在应用。
图2. 典型轻量化液态金属复合物微观结构的SEM与EDS图
图3. 基于液态金属-中空玻璃微珠制成的轻量化复合材料及对应密度
轻质液态金属物质概念的提出具有基础科学意义和普适应用价值，由此开启了一条研制新型液态金属功能材料的基本途径。原则上，结合各类液态金属与对应的轻质改性物质，可赋予终端材料更多目标功能，从而能以一种材料形式同时将许多尖端材料的功能如电、磁、声、光、热、力学、流体、化学等集于一体，这是已有材料体系不易具备的，因而在许多场合十分有用，比如作为印刷电子墨水、3D打印材料、可注射金属骨骼与牙科修复、血管栓塞及造影剂、水中机械电子设备、刚柔相济型可穿戴外骨骼以及可变形柔性机器人等。
此项研究中，论文第一作者为清华大学医学院生物医学工程系博士生袁博，通讯作者为清华大学医学院生物医学工程系教授刘静。相应研究得到国家自然科学基金重点项目及中科院前沿项目的资助。
论文链接：
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.201910709
清华大学
2021-04-11
一种液态或半液态金属电池荷电状态估计方法
本发明公开了一种液态或半液态金属电池荷电状态估计方法， 根据电池的等效电路获取状态空间表达式；通过参数辨识，获取等效 电路参数与 SOC 的函数关系；根据等效电路参数初始值以及电池欧姆 内阻、电池电动势与 SOC 的函数关系，获取系统矩阵初始值、控制输 入矩阵初始值以及观测矩阵；采用扩展卡尔曼滤波算法，获取状态估 计时间更新矩阵和误差协方差时间更新矩阵；从中提取电池的 SOC 的 预测值、极化电压和扩散电压、获取电池电动势的值、以及欧姆内阻 压降；根据电池电动势、极化电压、扩散电压以及欧姆内阻压降，
华中科技大学
2021-04-14
发现火星上存在的沙尘潮汐现象
利用美国宇航局火星勘测轨道飞行器的观测数据，对近7个火星年中发生的尺度在数千公里乃至覆盖全球的大型沙尘暴进行研究，发现火星南半球高纬对流层上部的沙尘普遍存在着强烈的周日变化（图1），进一步的观测表明这种现象来自于南半球沙尘大范围的周日经向运动。而沙尘的物理状态和化学性质相对稳定，是大气风场的最好示踪物，所以由沙尘的运动可以反推火星上难以观测的大气风场结构。利用这些观测结果以及大气潮汐理论模型，该研究发现火星南半球沙尘暴期间存在着强烈的周日潮汐风场，而正是周日潮汐的经向风主导了沙尘潮汐现象。该现象表明火星大气在沙尘暴期间存在快速的经向运动，结合火星大气环流数值模型进一步研究发现，潮汐风可以将夏季火星极区冰盖附近丰富的水汽快速输送至中低纬（图2）。这些水汽可以在中低纬地区日间深对流的作用下被抬升至中高层大气，在太阳紫外辐射的作用下产生大量的H，从而增加了火星大气H的逃逸。另一方面，该现象表明在火星上存在着有别于地球大气的经向物质交换机制。地球中-高纬之间的大气热量与物质交换强烈地依赖罗斯贝波的主导作用。虽然大气热力潮汐也是地球上早已熟知的大气波动，但对中低层大气作用较小，且主要局限于热带地区。然而，火星稀薄的大气可以显著增强热力潮汐的作用，该研究提出的潮汐风在火星大气水平运动中的重要作用，使人们对行星大气中-高纬之间的物质交换有了新的认识。
中山大学
2021-04-13
液态生物茶饮料茶开发
研发阶段/n目前我国茶产业存在夏秋茶树鲜叶利用率低、中低档茶滞销等突出问题，急需开创夏秋茶树鲜叶和中低档茶的开发利用和增值增效的新途径。本技术成果以夏秋茶树鲜叶为原料，利用现代生物技术研制出液态生物茶饮料。以我们筛选获得的独特微生物菌种，能在茶树鲜叶液中快速发酵。发酵而成的液态茶饮料，具有天然的发酵香，色泽鲜绿，微酸，在含有茶叶功能活性成分的同时，富含有机酸、维生素和对人体有益的微生物。技术水平：本成果开创了夏秋茶树鲜叶利用的新途径，利用微生物直接发酵茶树鲜叶液，生产成本低，增值增效非常明显。我们申
华中农业大学
2021-01-12
液态金属薄膜热界面材料
液态金属薄膜热界面材料是一种具有超高热导率，能解决极端高热流密度散热难题的低熔点合金热界面材料。
一、项目分类
关键核心技术突破
二、技术分析
液态金属薄膜热界面材料是一种具有超高热导率，能解决极端高热流密度散热难题的低熔点合金热界面材料。基本原理为：填充于发热芯片与散热器之间，起到减小接触热阻，强化传热，降低高功率芯片温度的作用。
液态金属薄膜热界面材料实现途径包括组分调配和物化处理两步骤。通过组分调配设计具有高热导率的合金，然后通过物化处理提升材料的传热性能和稳定性。
一、主要技术优势
（1）热导率是传统材料的5倍以上；
（2）接触热阻相对传统材料降低50%以上；
（3）耐高温200ºC，传统有机材料一般耐温低于100ºC；
（4）寿命相对传统有机热界面材料提高一倍以上。
二、主要性能指标
（1）热导率不低于30W/(m·K)；
（2）接触热阻不大于0.3cm2·K/W；
（3）高温250ºC老化100小时，接触热阻增加值不大于0.3cm2·K/W。
北京理工大学
2022-08-18
液态金属电池储能新技术
一、项目分类
关键核心技术突破
二、成果简介
储能技术是解决大规模可再生能源高效入网，实现碳达峰、碳中和战略目标的重要途径。本成果新型液态金属电池采用液态金属和无机熔盐作为电极和电解质，具有寿命长、响应快、成本低、安全可靠等优势，是规模储能应用领域的理想选择。电池设计与工作原理为：电池正负极均为金属，电解质为无机盐，运行时正负极金属和无机盐电解质均为熔融态，液态金属与无机熔盐互不混溶，且由于密度差自动分为三层。在设计电极和电解质材料时，上层负极液态金属密度最小，下层正极液态金属密度最大，中间熔盐电解质层密度居中，熔盐电解质兼作正负极间隔离层。
华中科技大学
2022-07-27
液态金属高分子凝胶功能材料
液态金属是一类低熔点的金属单质或者合金，能够在室温下形成液态共晶。考虑到液态金属兼具流体和金属导体的性质，液态金属可用作功能性流动填料，以实现高分子功能材料的柔性和高导电性并存，使得此类材料可作为潜在的电子柔性器件。之前有论文报道通过光刻等方法预先制备微通道，之后往微通道中注入液态金属来制得电阻和电容传感器。然而这种方法成本很大，而且仅基于微孔道的形变，限制了材料的力学性质和电学感应能力。科研团队通过将液态金属作为流动导电填料并利用其对自由基的催化功能，成功在20秒内制得液态金属水凝胶功能材料。不同于以前的微通道(Microchannels)模式的液态金属传感器，因液态金属表面氧化层和单体极性基团之间的锚定作用，实现了液态金属在体系中的均匀分散，同时发现了液态金属与过氧化物引发剂发生反应而显示出的催化活性。因液态金属的流体性质和高导电性，液态金属赋予材料以超长的拉伸性能（断裂伸长率=1500[[%]]），良好的力学和电学稳定性。此外由于液态金属在材料内部的不对称形变，材料能够辨别物体在其表面的运动方向，可识别个人的电子签名和作为潜在的电子皮肤。
东南大学
2021-04-11