IT之家 5 月 3 日消息，近日，中国科学院南京天文光学技术研究所天文光子学团队在面向天文观测的高分辨大宽带集成光子光谱仪研究方面取得新进展。 IT之家从文章获悉，团队提出并实现了一种基于级联相位调制波导阵列芯片与正交色散模块相结合的混合色散集成光子光谱仪（图 1 所示），在 500 cm³ 量级体积内实现了超过 25000 的光谱分辨率和超过 180 nm 的工作带宽，并首次利用高分辨集成光子光谱仪实现了近红外太阳夫琅禾费线观测。相关成果发表在学术期刊 Photonics Research 上（DOI : 10.1364/PRJ.582324）。 ▲ 图 1 高分辨率大宽带集成芯片光谱仪系统的总体示意图 团队采用低损耗氮化硅平台完成了光谱芯片制备， 芯片尺寸仅为 9.6 mm × 3.2 mm 。系统集成后，整体光学组件体积小于 500 cm³，相比传统米级太阳光谱仪体积缩小超过三个数量级。实验结果表明，该集成光谱仪在工作范围内分辨本领整体超过 20000，在光谱中心附近最高达到约 26500，当前系统总光谱覆盖范围约为 180nm。通过优化成像光学系统和采用更大面阵探测器，未来工作带宽有望进一步拓展至数百纳米（图 2 所示）。 ▲ 图 2 光谱分辨率和实测太阳光谱图 在天文观测验证方面，研究团队利用定天镜系统将太阳光引入实验室，并通过物镜耦合至单模光纤后输入光谱芯片（图 3 所示）。系统成功获取了近红外太阳吸收光谱，并清晰识别出位于 1564.85 nm 和 1565.29 nm 的 Fe I 太阳夫琅禾费吸收线，同时观测到多条邻近 H₂O 吸收特征（图 4 所示）。这两条 Fe I 谱线是太阳物理研究中重要的近红外磁敏感谱线，常用于太阳磁场反演和塞曼分裂诊断。该结果表明，集成光子光谱仪不仅能够完成实验室条件下的高分辨光谱测量， 也具备面向真实天文观测场景的应用潜力 。 ▲ 图 3 定天镜系统和实测集成光子光谱仪系统 ▲ 图 4 基于集成光子光谱仪测量的太阳近红外光谱 该研究证明了高分辨率、大带宽、高精度和小型化可以在集成光子光谱仪中同时实现。与传统高分辨天文光谱仪相比， 该系统在体积、可复制性和模块化扩展方面具有显著优势 。未来，该技术有望进一步应用于多目标光谱观测、积分视场光谱仪以及空间平台小型化高分辨光谱载荷。 研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划和中国科学院相关项目的支持。 参考 论文链接
IT之家 4 月 26 日消息，IT之家从中国科学院理化技术研究所官方微信公众号获悉，该所科研团队最近在废弃塑料高值化利用方面取得新突破，通过他们最新研发的光催化技术，实现废弃聚酯 (PET) 塑料和工业废气二氧化硫变废为宝，转化为可广泛应用的有机硫化合物。 这项光催化领域重要研究成果，为有机硫化合物的合成提供出新策略，也为废旧塑料的高附加值转化开拓新途径，丰富了聚酯升级回收产物谱系。其相关论文近日在国际专业学术期刊《德国应用化学》发表。 IT之家附官方原文如下： 有机硫化合物是化学工业和生命科学中的重要构建单元，其中羟甲基磺酸盐（HMS）作为典型有机硫化合物，广泛应用于电镀、医药合成、食品添加剂、农资及橡胶材料等领域。当前工业合成 HMS 主要依靠甲醛与亚硫酸盐的亲核加成，但是原料甲醛源自化石能源且毒性较强，同时甲醛易聚合生成多聚甲醛，造成管道堵塞、生产中断。因此，发展绿色高效、可持续的新型 HMS 合成路线，具有重要研究意义与实际应用价值。 光催化技术具有绿色、温和的反应特性，可在常温常压下原位活化生成氧化还原活性物种，为精细化学品的绿色合成提供了新的路径。在前期工作中，中国科学院理化技术研究所光化学转换与合成中心陈勇研究员团队以废弃塑料和氨分别作为碳源和氮源，通过光催化 C─N 偶联反应制备了氨基酸（Angew. Chem. Int. Ed.2024,63, e202401255）和甲酰胺（Angew. Chem. Int. Ed.2025, 64, e202513991）。 近日，团队以废弃 PET 与 SO 2 废气为原料，在光照条件下成功将废弃 PET 衍生的乙二醇高效转化为 HMS 和氢气。研究人员设计了 Cu 1 /TiO 2 光催化剂，在 365 nm 光照条件下，HMS 生成速率约为 2.31 mmol g cat -1 h -1 ，氢气生成速率约为 4.36 mmol g cat -1 h -1 。原位谱学表征结果证实单原子 Cu 位点选择性捕获光生电子，显著提升光生电子-空穴对的分离与转移效率，有效增强催化活性。电子顺磁共振与密度泛函计算进一步揭示了反应路径：光生空穴氧化乙二醇与亚硫酸根离子，生成的自由基物种间发生 C─S 偶联反应，最终生成 HMS。该工作不仅为有机硫化合物的合成提供了新的合成策略，同时也为废旧塑料的高附加值转化开拓了新途径，丰富了 PET 升级回收产物谱系。 相关研究成果以 Solar-Driven Photocatalytic C─S Coupling for Organosulfur Synthesis Via Upcycling SO 2 and Plastic Waste 为题发表在 Angew. Chem. Int. Ed.期刊上，文章的第一作者为理化所博士研究生梁奕飞，通讯作者为刘福来副研究员和陈勇研究员。研究工作得到了国家自然科学基金委、中国科学院-香港大学新材料联合实验室的资助。 光重整废弃 PET 塑料制备羟甲基磺酸盐 资料： https://doi.org/10.1002/anie.1777088
IT之家 4 月 17 日消息，中国科学院国家空间科学中心与澳门科技大学的科研团队在月球空间环境研究领域取得重要突破。 科研人员通过三维数值模拟，首次揭示了月球内部导电的金属内核在与太阳风的相互作用中，可引发月球两侧边缘出现等离子体与磁场的“压缩带”现象，这一全新物理机制的发现，颠覆了以往学界对该现象仅源于月球表面局部磁异常的传统认知。 月球是距离地球最近的天体，也是人类深空探测与行星科学研究的重要目标。科学家此前早已注意到，在月球背对太阳的尾迹区域外侧，存在一种特殊的“临边压缩”现象，表现为等离子体密度与磁场强度的显著增强。由于月球没有类似地球的全球性磁场，长期以来，学界普遍认为，这种压缩现象是太阳风在流经月球时，被月球表面某些区域的局部“磁异常”偏转所导致。 ▲ 磁场及粒子密度的压缩特征在不同平面的动态变化 然而，在此次研究中，由中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气全国重点实验室谢良海研究员、李磊研究员，与澳门科技大学博士生易思琦、徐晓军教授等组成的合作团队另辟蹊径，将目光投向了月球内部。月球虽无全球性磁场，但拥有一个导电的金属内核，而太空中来自太阳的行星际磁场并非一成不变，时常会发生剧烈突变。 ▲ 不同月核半径、电导率及磁场变化幅度下月球内部感应响应和临边压缩的对比 团队利用先进的三维时变磁流体力学模拟，精确还原了月核在外部磁场突变下的响应全过程。模拟显示，当行星际磁场发生突变时，月球内部高导电性的月核会像发电机一样产生感应电流，进而形成一个感应磁场。 这个新产生的感应磁场与外部原磁场叠加，在月球晨昏线附近的表面之下形成了强大的磁压梯度。这股磁压力足以抵抗并“推开”晨昏线附近相对薄弱的太阳风，推动周围带电等离子体移动，最终在月球两侧临边区域形成了磁场与等离子体的压缩结构。由于月球向阳面的太阳风压力极强，感应磁场无法抵抗，因此压缩现象仅发生在两侧晨昏线附近，而非正对太阳的区域。 IT之家注意到，研究团队还首次完整还原了该现象的动态演化过程：在外部磁场突变传递至月球的约 8 秒后，月核便开始产生感应电流；在之后的约 1 分 30 秒，随着感应电流不断增强，临边压缩逐渐变得明显；当感应磁场在 3 分钟左右达到峰值时，压缩效应最为显著；之后随着外部磁场变化趋于平缓，感应磁场减弱，压缩结构也随之消退。 此外，研究还发现，模拟中月核的半径越大、电导率越高，以及外部磁场突变越强，所形成的临边压缩现象就越显著。不过，当月核的电导率超过 0.1 西门子 / 米这一数值后，继续增加电导率对压缩效应的影响变得不大，这一结果也与经典导电球体的磁感应理论预期相符。 这项研究不仅从根本上厘清了月核感应磁场驱动“临边压缩”的完整物理机制，证实了月球内部导电内核在日月相互作用中扮演着关键角色，也填补了此前月球等离子体环境研究中的一项重要空白。 相关研究成果已分别发表在权威国际期刊《天体物理学杂志》与《皇家天文学会月刊》上。该成果为人类理解太阳风与月球这类无大气、无全球磁场天体的相互作用提供了全新视角，也为未来我国利用嫦娥七号等探测任务，通过电磁测深手段进一步约束和揭示月球内部结构提供了关键的理论支撑。
IT之家 4 月 17 日消息，据新华社 4 月 16 日报道，中国科学院上海光学精密机械研究所的研究团队，首次在世界上用人工方式，成功激发并捕获了一种在形状、状态和发光特性与自然界球状闪电高度相似的球形发光体，从而揭示并证实球状闪电的本质为“电磁孤子”。16 日，国际权威学术期刊《自然 · 光子学》发表了相关论文。 IT之家从报道中获悉，球状闪电又俗称“滚地雷”，是自然界最神秘的电磁现象之一。其形态为悬浮于空气中的发光球体，科学家们也提出过多种理论假说，但始终缺乏可重复、可精确诊断的实验加以验证。 研究团队用高速摄像系统捕捉的画面显示，黑暗中的一个明亮的白色发光体，被一层幽蓝的外壳团团包裹，形成了一个球形的能量体，从小到大、飘忽不定、逐渐膨胀。慢慢地，球体变成了蓝色的粗颗粒状，最终耗散。 据上海光机所田野研究员介绍，这个蓝色的外壳，就是 像太阳一样的燃烧等离子体 ，它如同一个无形的“光之茧”，将电磁波紧紧包裹在中间，最终形成了一个 直径约百微米、寿命达百纳秒的能量球 。“这个能量球缓慢膨胀，发出的光谱覆盖从紫外到红外的宽波段，完全符合理论预言的电磁孤子行为。经物理标度变换，该电磁孤子可对应自然界中直径几十厘米、持续数秒的球状闪电。” “电磁孤子”就是电磁波变成了像粒子一样稳定态、会穿墙、精准攻击的“电磁幽灵球”，而这就是科幻小说《球状闪电》的现实物理原型。 此前，浙江大学武慧春教授在理论上研究认为，球状闪电可以解释为电磁孤子的宏观表现形式：它由高温等离子体构成，却能在数秒内维持球状形态而不快速耗散。然而，其能量来源与稳定机制始终缺乏系统的物理解释与实验验证。 据上海光机所团队负责人宋立伟研究员介绍，该项研究基于 团队在“强激光驱动丝波导太赫兹源”领域的持续深耕 ，特别是围绕极端太赫兹光场和非平衡物态的前沿展开的研究，为本次突破提供了关键支撑。 研究团队将激光驱动金属丝产生的太赫兹表面波，导引至纳米级针尖，借助其亚波长约束和近场增强效应， 在局域实现了相对论级强度的近场场强 ，为亚毫米尺度电磁孤子的产生提供了高质量的驱动源。 与此同步，将超音速氩气气体喷流注入针尖近场区。在强太赫兹电场作用下，气体被迅速电离为等离子体，并将电子和离子向外排开，中间形成一个球形空腔。而球壳表面则是被太赫兹波推动，形成一层致密高温的等离子体壳。球形腔内的光波辐射压与球壳表面的热压，随着球体膨胀达成了一种“精妙的力学平衡”，将太赫兹波囚禁在内，进而形成了类似自然界的球状闪电。 业内专家认为，该研究不仅为 破解球状闪电这一科学悬案 提供了关键实验证据，也揭示了 极端电磁能量约束的基础物理机制 ，为聚变能源、高能量密度物理及能量存储等相关领域研究提供了新的参考。
今天（4月28日），中国科学院发布“磐石100”模型体系，该体系将推动人工智能驱动的科学研究从分散的单点探索迈向协同高效的平台化创新阶段，为各领域的前沿科学研究提供智能支撑。“磐石100”模型体系以“磐石·科学基础大模型”为根基，搭配各个专业学科的专属模型作为主力支撑，同时针对各类具体科研场景，开发出细分应用模型和智能工具。整套系统组合在一起，形成了覆盖面广、协同高效的智能化科研服务平台。（央视新闻）
记者27日从中国科学院力学研究所获悉，该所联合中国科学院微小卫星创新研究院，利用轻舟试验飞船，成功完成太空金属增材制造技术演示验证，标志着我国初步具备太空金属增材制造关键技术的系统在轨验证能力。（科技日报）
今天（4月25日），由中国科学院武汉岩土力学研究所与中国平煤神马集团等单位共同建设的亚洲首个百万方级盐穴储氢示范工程，在河南平顶山正式投产运行，该工程补齐了氢能大规模、低成本储存关键短板，标志着我国氢能“制—储—输—用”正式迈入产业化新阶段。（央视新闻）
记者从中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心获悉，该中心刘赐融、孙怡迪研究组联合华大研究院等多家单位，通过研究首次揭示了灵长类大脑皮层双相反分子梯度组织规律，成功破解学界长期以来关于大脑皮层起源与扩张的学术争议。相关成果4月16日在国际学术期刊《科学》发表。（央视新闻）