在思考發(fā)現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)的地外生命的可能性時(shí),經(jīng)常出現(xiàn)的問題是,“如果它們就在那里,為什么我們還沒有找到它們?” 通常,回應(yīng)是我們只搜索了銀河系的一小部分。此外,幾十年前為最早的數(shù)字計(jì)算機(jī)開發(fā)的算法在應(yīng)用于現(xiàn)代 PB 級(jí)數(shù)據(jù)集時(shí)可能已經(jīng)過時(shí)且效率低下。
宇宙中的大多數(shù)星系都生活在被稱為“場(chǎng)”的低密度環(huán)境中,或者生活在小群體中,比如包含我們的銀河系和仙女座星系的星系。星系團(tuán)更為罕見,但它們代表了星系可以生存的最極端環(huán)境,研究它們可以幫助我們更好地理解暗物質(zhì)和暗能量。
將大型電池的電化學(xué)性能轉(zhuǎn)化為微型電源一直是一項(xiàng)長(zhǎng)期存在的技術(shù)挑戰(zhàn),限制了電池為微型設(shè)備、微型機(jī)器人和植入式醫(yī)療設(shè)備供電的能力。伊利諾伊大學(xué)香檳分校的研究人員創(chuàng)造了一種高壓微型電池 (> 9 V),具有高能量和高功率密度,是任何現(xiàn)有電池設(shè)計(jì)都無法比擬的。
鋰離子電池改變了日常生活——幾乎每個(gè)人都擁有智能手機(jī),路上可以看到更多的電動(dòng)汽車,它們還能在緊急情況下保持發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。隨著越來越多的便攜式電子設(shè)備、電動(dòng)汽車和大規(guī)模電網(wǎng)實(shí)施上線,對(duì)安全且價(jià)格合理的高能量密度電池的需求持續(xù)增長(zhǎng)。
UCL 和伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的研究人員發(fā)現(xiàn),微小、無序的氧化鎂鉻顆??赡苁切滦玩V電池儲(chǔ)能技術(shù)的關(guān)鍵,與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,這種技術(shù)可能具有更高的容量。 報(bào)告了一種新的、可擴(kuò)展的方法來制造一種材料,這種材料可以在高壓下可逆地儲(chǔ)存鎂離子,這是陰極的決定性特征。
現(xiàn)代物理學(xué)中一些最激動(dòng)人心的話題,例如高溫超導(dǎo)體和量子計(jì)算機(jī)的一些提議,歸結(jié)為當(dāng)這些系統(tǒng)在兩個(gè)量子態(tài)之間徘徊時(shí)發(fā)生的奇異事物。 不幸的是,事實(shí)證明,了解在這些點(diǎn)(稱為量子臨界點(diǎn))發(fā)生的事情具有挑戰(zhàn)性。數(shù)學(xué)往往太難解決,今天的計(jì)算機(jī)并不總是能夠模擬發(fā)生的事情,特別是在涉及任何可觀數(shù)量原子的系統(tǒng)中。
可攝入傳感器的未來可能是硅基電路和可生物降解材料的混合體,電池由營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)制成并依靠胃液運(yùn)行。 至少,這是卡內(nèi)基梅隆大學(xué)材料科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)工程助理教授克里斯托弗貝廷格的愿景。他的團(tuán)隊(duì)正在研究可食用電子產(chǎn)品以及為它們供電的方法。可攝入傳感器可以提供細(xì)菌感染早期跡象的腸道檢查,尋找克羅恩病等胃腸道疾病的癥狀,監(jiān)測(cè)藥物的攝入,甚至研究人體內(nèi)的微生物組。
任何愛好者都可以快速為電池充電,但您能否在不發(fā)生爆炸、過熱或電池循環(huán)壽命大幅下降的情況下充電? 許多公司已經(jīng)管理通常使用專門算法的快速充電技術(shù)。這些算法考慮了電池的化學(xué)性質(zhì)和某種非標(biāo)準(zhǔn)充電率曲線。許多設(shè)備制造商和無線運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在為智能手機(jī)設(shè)備提供至少兩年的保修,將 800 次循環(huán)設(shè)置為電池的電池循環(huán)壽命。
作為下一代電池的能量載體,鎂是很有前途的候選者。然而,鎂電池若要替代鋰離子電池,還需提高循環(huán)性能和容量。為此,一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)專注于一種具有尖晶石結(jié)構(gòu)的新型正極材料。經(jīng)過廣泛的表征和電化學(xué)性能實(shí)驗(yàn),他們發(fā)現(xiàn)了一種特殊的成分,可以為高性能鎂充電電池打開大門。
當(dāng)前很多媒體關(guān)注電池,以及重要的研發(fā)工作和商業(yè)投資,專注于高容量、功率密集的可充電(二次)電池。當(dāng)然,這種觀點(diǎn)很有意義,因?yàn)樗鼈冇糜陔妱?dòng)汽車 (EV) 和其他更高功率的、通常是移動(dòng)的情況。
我們經(jīng)常談?wù)摵蛽?dān)心電池:它們的壽命、安全問題、充電/放電、溫度影響和許多其他問題,以至于很容易忘記電池供應(yīng)鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié):連接器。過去一周發(fā)生的兩件事,一個(gè)在當(dāng)前范圍的極低端,另一個(gè)在更高的范圍,提醒我,如果沒有牢固的連接,最好的電池也是無用的。
在夏威夷海岸,我們的系統(tǒng)顯然包含 Vicor 組件。我們將在海底運(yùn)行水下自動(dòng)駕駛汽車和多個(gè)數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)。海上的可再生能源設(shè)備和波浪能設(shè)備從未做到這一點(diǎn)。所以這是開創(chuàng)性的東西。這是其中令人興奮的部分。我的意思是,能夠?qū)⑿碌目稍偕Y源真正帶入主流商業(yè)市場(chǎng)、研究市場(chǎng)、國(guó)防和安全市場(chǎng),對(duì)我們所有人來說都是令人興奮的。所以這很令人興奮,但它是新的。我們正在這里開辟新天地。
我們提到了 Project Natick。微軟建造了一個(gè) 40 英尺長(zhǎng)的管子,并用 12 個(gè)機(jī)架裝載了總共 864 臺(tái)服務(wù)器,然后沉入了蘇格蘭附近的北海。電力來自附近的陸上風(fēng)電場(chǎng)。微軟報(bào)告稱,水下數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器的故障率是其陸上對(duì)照組的 1/8。該公司正在繼續(xù)開展 Project Natick。
在可再生能源系統(tǒng)方面,公司最近試圖利用三種主要能源:太陽、風(fēng)和海浪。太陽能電池板現(xiàn)在幾乎無處不在。風(fēng)力渦輪機(jī)裝置在陸地和海上變得越來越普遍。然而,我們還沒有看到太多的是波浪能。不過,新的能量浪潮可能是波浪能。 世界正在轉(zhuǎn)向可再生能源。不夠快——還沒有——但它正在發(fā)生。經(jīng)典的可再生能源是水電。如果到處建造巨大的水壩很容易逃脫,我們?cè)缇妥龅搅恕?/p>
這是一次有趣的旅程,因?yàn)榫拖裎艺f的那樣,學(xué)術(shù)界在 70 年代開始關(guān)注計(jì)算機(jī)時(shí),因?yàn)樗鼈冋嬲_始變得易于使用,開始寫論文說這里存在問題。這將導(dǎo)致人們利用和影響機(jī)器操作的能力是他們使用的單詞類型。這確實(shí)啟動(dòng)了一些早期研究,包括 70 年代后期在劍橋圍繞所謂的能力系統(tǒng)進(jìn)行的一些研究,這些研究在采用方面并沒有真正取得進(jìn)展。另外,當(dāng)時(shí)的行業(yè)只是在遵循摩爾定律來構(gòu)建越來越快的處理器。安全不是一個(gè)大問題,我們?cè)?80 年代沒有遭遇過大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)犯罪之類的事情。