传统太阳能发电厂使用曲面镜将阳光聚集到接收器上以产生太阳能。Heliac 开发了平面透镜,使用微结构和纳米结构箔来放大热量,生产成本低得多。这些透镜可以产生超过 350 摄氏度的温度,使其适用于各种工业过程。与生物质或天然气不同,太阳能热不会燃烧或排放二氧化碳,生产成本低得足以使该技术与化石燃料相媲美。这项技术的潜在二氧化碳节约量巨大:如果用于中国纸浆和造纸行业,该行业每年生产 1.25 亿吨纸浆和造纸,其工艺需要 80 至 200 摄氏度的热量,太阳能电池板每年可节省 7500 万吨二氧化碳。Heliac 已经在丹麦为 E.ON 建造了一个全尺寸太阳能场装置,每年可产生超过 1,500 兆瓦时的区域供热,效率比传统太阳能电池板高 25%。
正如著名量子物理学家 W. Pauli 曾经说过的,“表面是魔鬼发明的”。形成表面的粒子的非平衡状态和悬空键的存在将表面转变为具有高物理和化学反应性的 2D 反应器。当两个这样的活性表面匹配时,它们的界面变得更加活跃,从而产生新的特性或增强的性能。出于这个原因,人们投入了大量精力来设计纳米工程界面系统,以应用于人类生活的各个方面。这篇评论文章讨论了最近(主要是两年内)在设计用于能源和光子学应用的复杂、精密的碳基界面材料系统方面取得的进展,旨在强调此类系统的一些最有趣和最重要的例子。本文讨论了在平面和 3D(曲面)表面上发生的过程的差异,以指导复杂功能界面的设计和构建,重点关注对先进界面材料系统的持续发展特别重要的几点。
结构性着色材料可以根据外部刺激改变颜色,这使得它们可能用作比色传感器、动态显示器和伪装。然而,它们的应用受到角度依赖性、响应缓慢以及缺乏时间和空间同步控制的限制。此外,光子薄膜中很容易发生形状不稳定引起的平面外变形,导致光子晶体材料的颜色不均匀。为了应对这些挑战,我们将结构性着色光子玻璃和介电弹性体致动器结合在一起。我们使用外部电压信号快速(远小于 0.1 秒)调整颜色变化。光子玻璃产生的颜色对角度的依赖性较低,因此即使由于电压触发的不稳定性(弯曲或起皱)而弯曲,它们的颜色也是均匀的。作为概念验证,我们展示了一种像素化显示器,其中的各个部分可以独立快速地打开和关闭。这种广角、耐不稳定、变色的平台可用于下一代柔性曲面彩色显示器、具有形状和颜色变化的伪装以及多功能传感器。
metasurfaces由于使用定期布置的纳米结构,可以随意调节电磁波,因此为下一代光学设备打开了通往下一代光学设备的门。然而,元曲面通常具有固定几何形状的纳米结构的静态响应,这通过替换常规的光学组件来实施向技术的过渡带来挑战。为了解决此问题,液晶(LCS)已被积极地用于使用可调节的双折射物实时设计可调的跨面。在这里,我们回顾了有关LC可调式元面的最新研究,这些研究被归类为波前调整和光谱调整。与对可调式跨面的众多评论相比,该评论深入探讨了LC集成的元整日的最新发展。在这篇综述结束时,我们简要介绍了有关LC驱动的元信息的最新研究趋势,并提出了改善LCS的进一步说明。我们希望这篇评论能够加快新型和创新的LC设备的开发。
CF/环氧树脂, 155, 174, 198, 240, 255, 330, 369, 481, 490, 552, 661 CFRP, 111, 419 GF/环氧树脂, 255, 330, 356, 473, 601 GF/酚醛树脂, 558 玻璃球/环氧树脂, 311 铁氧体/树脂, 347 凯芙拉纤维/环氧树脂, 347 铅球/环氧树脂, 311 MMC, 210, 507 SiC/Al, 507, 633 SiC/Ti 合金, 596 钢球/PMMA, 311 钢/聚合物水泥混凝土, 92 钽/SiC, 29 钨/羰基镍, 620不锈钢/钨钢,620 复合板,282 复合截面模量,565 压缩试验,680 压缩应力,678,684 置信限度,93,102 腐蚀,636 裂纹密度,46,602 正面,524,528 H 形,144,150 扩展,150,524,526 运行,526 交叉层,111,355,552 Cunningham,Mary E.,253-262 固化周期,490 曲面表面,264,275 截止频率,312,324
可变形表面有可能实现新型自适应系统,但现有的制造方法在实现高分辨率变形为任意指定形状的能力方面有限。这项工作提出了一个平台和用于生成刀具路径的算法,以实现能够进行高分辨率表面变形的自由曲面结构。变形表面由液晶弹性体 (LCE) 组成,向列相域使用能够施加可调压力和剪切速度的刮擦柱进行对齐,能够局部调整驱动应变,从而将曲率半径从 1.8 毫米调整到 14.4 毫米。使用两种替代算法生成了多层结构的图案化刀具路径,并使用能够从平板变形为圆顶的示例结构和人脸模型对结果进行了比较。与原始模型相比,此过程产生的变形人脸形状结构相似度高达 84.5%,证明了这种方法在制造复杂可变形 LCE 结构方面的高保真度和可重构性。
我们将系统的任务性能以及系统开发和部署过程中产生的时间和资源成本纳入总体框架,从而重新构建对人工智能进展的分析。这些成本包括:数据、专家知识、人工监督、软件资源、计算周期、硬件和网络设施以及(什么样的)时间。这些成本分布在系统的生命周期中,可能对不同的开发人员和用户提出不同的要求。我们提出的多维性能和成本空间可以缩减为一个效用指标,用于衡量系统对不同利益相关者的价值。即使没有单一的效用函数,也可以通过人工智能是否扩展帕累托曲面来一般性地评估人工智能的进步。我们将这些类型的成本标记为人工智能进步中被忽视的维度,并使用四个案例研究对其进行探索:Alpha*(围棋、国际象棋和其他棋盘游戏)、ALE(Atari 游戏)、ImageNet(图像分类)和虚拟个人助理(Siri、Alexa、Cortana 和 Google Assistant)。这种更广泛的人工智能进步模型将带来评估人工智能系统潜在社会用途和影响的新方法,并为未来的进步设定里程碑。
在过去的几十年中,量子技术领域一直在迅速扩展,产生了许多应用,例如量子信息,量子通信和量子网络安全。在这些应用的核心上是量子发射极(QE),这是单个光子或光子对的确切可控的发电机。半导体QE,例如钙钛矿纳米晶体和半导体量子点,作为纯单个光子的发射器表现出很大的希望,当用等离子体型纳米腔杂交时,具有产生光子对的潜力。在这项研究中,我们开发了一个系统,在该系统中,可以以可控的方式与外部等离子跨表面进行交互之前,期间和之后,可以追溯到单个量子发射器及其集合。将外部等离质元面耦合到量化量阵列后,单个QES从单光子发射模式切换到多光子发射模式。值得注意的是,该方法保留了QE的化学结构和组成,使它们可以在与等离子次曲面解耦后恢复至初始状态。这显着扩大了半导体QE在量子技术中的潜在应用。
个性化医疗、[9] 神经工程、[10] 人机界面 [11,12] 和智能假肢。[13] 通过电气方式监测生物信号可以将电子皮肤 (E-skin) 传感器与大数据、[14] 人工智能 [15] 和物联网 (IoT) 技术相结合。[16] 随着皮肤上设备的应用不断扩大,已经报道了在非传统基板(如 3D 自由曲面、皮肤和地形基板)上实现可穿戴电子产品的新方法。[8,17,18] 此外,还展示了电子皮肤的其他吸引人的功能。例如,实现光学功能以可视化与健康状况相关的信息是与人类直观交互的一个有吸引力的方向。[19] 具有自供电功能的可穿戴传感器也可以扩展其适用性。 [20,21] 无线电子皮肤系统可将测量数据传输到移动设备,并在监测健康状况的同时支持日常活动,在用户便利性方面也很有吸引力。 [22] 此外,仅传输生物信号中关键的必要信息这一可能功能是电子皮肤传感器的一个特别有吸引力的方向,因为它可以减少无线数据传输的功耗和后处理的数据数量。
摘要:超塑性是指当应变率敏感性约为 0.5 时,某些材料能够拉伸至 400% 或更高的拉伸伸长率。1934 年,英国的实验首次报道了真正的超塑性流动。然而,这一非凡的结果并没有引起西方科学研究人员的兴趣,多年来,这一结果只是实验室里的好奇心。后来,随着苏联对超塑性的广泛研究,西方也对超塑性产生了兴趣,超塑性成为广泛科学研究的主题。这项研究进一步得到了加强,因为有证据表明,应用严重的塑性变形可以为实现亚微米甚至纳米级的晶粒细化提供机会,而这些小晶粒对于实现良好的超塑性性能尤其有吸引力。现在人们认识到,超塑性合金具有出色的成形能力,尤其是在制造使用更传统的工艺不易制造的高质量曲面部件时。这导致了大型超塑性成形行业的发展,目前该行业处理数千吨金属板。本报告追溯了这些发展,重点强调了超塑性流动发生背后的科学原理。