《麻省理工科技評論 MIT Tech》8/1

* 【改善空氣污染能降低患阿茲海默症風險】

根據 7/26 日在美國丹佛舉行的 2021 年阿茲海默病協會國際會議上發佈的多項研究報告，改善空氣污染會改善認知功能，降低阿茲海默症風險。此前報告曾顯示，長期暴露於空氣污染與阿爾茨海默病相關腦斑有關。而此次會議是第一次累計證據表明，減少污染，特別是空氣中的細顆粒物和燃料燃燒產生的污染物，與降低全因失智症和阿茲海默症風險有關。

* 【MIT科學家研究了如何減少一次性口罩對環境的影響】

據估計，COVID-19大流行期間每天產生多達7200噸的醫療廢物，其中大部分是一次性口罩。近日，麻省理工學院（MIT）的一項新研究指出，通過採用可重復使用的口罩可以大大減少這一損失，該研究計算了幾種不同的口罩使用方案的財務和環境成本。研究人員表示，完全可重復使用的硅膠N95口罩能更大程度地減少浪費，而他們現在正致力於開發這種新型口罩。目前，這項研究已經刊登在《British Medical Journal》上。

* 【新發明的的尿液或血液測試方法可以發現腦腫瘤】

劍橋大學的醫學研究人員開發了兩種新的測試方法，能夠檢測最惡的腦癌膠質瘤。使用新開發的測試可以在病人的尿液或血漿中檢測到腫瘤，這也是世界上第一個此類測試方式。 ​​​

* 【歐洲科學家開發出可低成本製造發光材料的新技術】

劍橋大學和慕尼黑工業大學領導的研究人員發現，通過將一種材料的每 1000 個原子中的一個換成另一個，他們能夠將一種被稱為鹵化物鈣鈦礦的新材料類發光體的發光能力提高兩倍。該發現有益於製造更有效的低成本發光材料，這些材料具有柔性，並可使用噴墨技術列印。相關研究發表於《美國化學會志》。

* 【哈佛科學家發起伽利略項目，致力尋找宇宙中的外星科技文明】

哈佛帶領的一支科學家團隊，已經發起了一個旨在宇宙中尋找外星生命證據的伽利略項目（Galileo Project）。結合地面望遠鏡、人工智能等方案，這項研究將著重於外星智能的物理例證，而不是源自遙遠文明的電磁信號。 ​​​

* 【科學家發現潛在療法能提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力】

近日，南安普敦大學和米蘭國家分子遺傳學研究所的研究人員發現了一種潛在的治療方法，可以提高人類免疫系統在體內搜索和消滅癌細胞的能力。研究人員表示，他們已經確定了一種限制調節免疫系統的一組細胞的活動的方法，這反過來可以釋放其他免疫細胞來攻擊癌症患者的腫瘤。目前，這項研究已經發表於《PNAS》。

* 【美國研究團隊在太陽能制氫方面獲得新突破】

數十年來，世界各地的研究人員一直在尋找利用太陽能來制氫的關鍵反應方法，即如何將水分子分解成氫氣和氧氣。儘管大多數努力以失敗而告終，且少數成果也面臨著成本過高的尷尬。德克薩斯大學奧斯汀分校的一支研究團隊，還是設法找到了一種通過厚二氧化硅層來創建導電路徑的方法來有效從水中分離氧分子。該方案能夠低成本地運用，並擴展到大批量生產流程中。有關這項研究的詳情，已經發表在近日出版的《Nature Communications》期刊上。

* 【現近 20% 的原始森林景觀與採礦、石油和天然氣等採掘業特許地相重疊】

國際野生生物保護學會(WCS)和世界自然基金會（WWF）的一項新研究顯示，近 20% 的熱帶原始森林景觀（IFLs）與採礦、石油和天然氣等採掘業的特許地相重疊。重疊的總面積約為97.5萬平方公里，大約相當於埃及的面積。採掘業特許地與熱帶國際森林公園重疊最多，佔總面積的 11.33%，而石油和天然氣特許地的重疊面積佔總面積的 7.85%。該研究發表在《森林與全球變化》上。

* 【MIT研究人員用紅外攝像機和人工智能來預測「沸騰危機」】

最近，麻省理工學院（MIT）核科學與工程系的研究人員，通過訓練一個神經網絡模型來預測「沸騰危機」。研究人員表示，該模型能夠從具有不同形態和潤濕性（或吸濕性）的表面上的氣泡動力學的高分辨率紅外測量中預測沸騰危機的餘量（即偏離核沸騰比，DNBR）。這項研究成果或將應用於冷卻計算機芯片和核反應堆。目前，該研究已經發表於《Applied Physics Letters》。

* 【英國研究人員使用一種創新方法來「逆轉」與年齡有關的記憶衰退】

英國研究人員的一項新研究提出了一種創新的方法來治療與年齡有關的記憶衰退。臨床前研究顯示，通過「操縱」大腦中被稱為神經元周圍基質網絡(PNNs)的結構組成，可以逆轉衰老小鼠的記憶衰退。 ​​​

* 【中國科學家利用簡單的 RNA 微調讓馬鈴薯和水稻產量提高 50%】

北京大學的研究小組將一種叫做 FTO 的單一基因插入到馬鈴薯和水稻植株中。由此產生的植物是更有效的光合作用者，這意味著它們長得更大，產量也更高 —— 在實驗室中產量提高了 3 倍，在田間產量提高了 50%。它們還能長出更長的根系，這有助於它們更好地忍受乾旱。

* 【歐盟提出一攬子應對氣候變化方案】

歐盟委員會近日提出應對氣候變化的一攬子計劃提案，旨在實現到 2030 年歐盟溫室氣體淨排放量與 1990 年的水平相比至少減少 55%，進而到 2050 年實現碳中和的目標。這份提案涉及交通、能源、建築、農業和稅收政策等諸多領域，具體內容包括收緊現有碳排放交易體系，增加可再生能源的使用，提高能源效率，盡快推出低碳運輸方式及相關配套基礎設施和燃料，制定與脫碳目標相一致的稅收政策等。

* 時間晶體即將誕生？當地時間 7 月 28 日，谷歌在一篇預印本論文中表示，其首次使用 「懸鈴木」 （Sycamore）量子計算機創造出了 「真正的時間晶體」。
參與該研究的科學家超過 80 人，分別來自Stanford 大學、普林斯頓大學、MIT 和德國德累斯頓馬普固體化學物理學研究所（德累斯頓）等科研院所，論文標題為《在量子處理器上觀測時間晶體的本徵態序》（Observation of Time-Crystalline Eigenstate Order on a Quantum Processor ）。

* 【新分子圖譜揭示腦細胞發育軌跡】

瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）和瑞典卡羅林斯卡學院的研究人員首次繪制了胚胎大腦細胞在成熟過程中遵循的遺傳和發育軌跡。這份分子圖譜不僅可幫助人們識別與神經發育狀況有關的基因，確定腦癌中惡性細胞的來源，還可以作為評估實驗室中乾細胞產生的腦組織的參考，同時能改進神經退行性疾病的細胞替代療法。相關研究發表在近日的《自然》雜誌上。

* 【液體填充光纖設計可實現更可靠的數據傳輸】

瑞士 Empa 研究所的研究人員開發了一種光纖，該光纖由連續的液體甘油芯和透明含氟聚合物護套組成。這種光纖以光脈衝的形式傳輸數據的能力跟固體塑料光纖差不多，另外它還擁有更高的抗拉強度。

台灣能源轉型進行式ing..... 【綠能科技聯合研發計畫】再生能源點亮創能、儲能應用大未來（05/18/2021 天下雜誌）

文: 台灣經濟研究院

創能技術開發著重提升綠色能源能量與降低成本

創能領域前瞻綠能技術開發配合發揮臺灣太陽光電與離岸風力等再生能源特色，透過提升電池模組效率趨動太陽光電成本下降，以及利用智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維，降低風場運維成本，以提升產業競爭力。

開發高效率、低成本、超輕量之太陽能電池技術

提升太陽能電池效率已刻不容緩，成功大學陳引幹教授團隊運用原子層沉積技術，沉積不同氧化物材料膜層於堆疊型太陽能電池中，以優化各膜層厚度、品質與材料純度等，進一步提升太陽能電池品質。中央大學許晉瑋教授與劉正毓教授團隊以軟性三五族太陽能電池收集室外光源，提供智慧模組(溫度感測器與藍芽)足夠電能回送電子訊號，朝向智慧模組「自我維持」前進。

在降低成本方面，大葉大學黃俊杰教授團隊利用非真空設備取代電漿輔助化學氣相沉積(PECVD)、用原子層沉積設備(ALD)以及銅漿料取代銀漿料達成低成本射極鈍化及背電極(PERC)太陽能電池開發。成功大學張桂豪副研究員與李文熙教授團隊創新製程置換太陽能鋁電極，以低成本空氣燒結銅電極應用於高效率雙面太陽能電池，將有效降低太陽能電池成本支出，增加產業獲利能力。

隨著太陽光電產能市場逐漸飽和，相關企業轉型尋求高效率與超輕量太陽能模組，以無人機應用為例，臺灣大學藍崇文教授團隊替無人機縫製出可以吸收太陽光轉成電力的衣裝，賦予偵查、通訊等任務。臺灣大學林清富教授團隊開發適合於固定翼無人機之輕量太陽能模組的大面積(30x150 cm2)太陽光模擬器，於宜蘭大學城南校區建置可供太陽能無人機測試起降與飛行場域。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能源為一種乾淨、能量密度高、環保零汙染、應用廣泛與取得容易的新能源，仿生電池即是透過模仿植物光合作用，為既能製氫又能發電的多功能太陽能系統。清華大學嚴大任教授團隊開發氫氣光電催化的催化劑由鉑金轉換為更具有普及性且兼具效能的材料，透過電漿子結構來強化二硫化鉬與日光光場交互作用，增加光能轉化為氫能的效率。中央大學王冠文教授團隊則建置高效穩定低成本之雙效產氫產電系統，利用其太陽能轉換再生電力進行光電催化分解水產氫並儲存，達到能源永續發展之概念。

智慧平台系統助於離岸風場海事工程量測與運維

面對臺灣附近海域高溫、高濕、多颱風與地震頻繁的特有地理環境，以及海上嚴苛條件，成功大學林大惠教授團隊開發離岸觀測塔風向定向系統，可降低量測成本、提高觀測準確性與量測效率，有助於離岸風場開發之海事工程量測。臺灣大學蔡進發教授團隊著重開發離岸風場運維大數據智慧平台，提供數據及開發各種量測技術，達到風機早期診治、早期預防功效，以期降低運維成本。

儲能技術開發著重高效能、高安全、具經濟性以支持各種儲能應用

隨著電力系統快速發展，電力儲存設備的布建應隨之增加其靈活度，以確保間歇性再生能源的儲存整合，促進電力供應端和儲存之間高效率的轉換。而儲能領域當中，又以先進二次電池與先進氫能為基礎核心發展項目。

開發高能量與高安全之固態電池技術

為進一步提升儲能電池安全與效率，全固態鋰電池已經成為研發主流。研究方向多針對電池正極、負極、以及電解質創新材料與設計，進一步提升能量密度需求與提高電池系統的總體能量。

正極材料方面，大同大學林正裕教授團隊開發具可量產層狀富鋰錳基正極材料合成技術，同時透過離子摻雜技術穩定其正極材料之晶體結構、改善材料的離子導電度，進而提升其電池穩定性及電容量。

負極材料方面，清華大學杜正恭教授團隊採用太陽能板製成切削的廢料矽，將此進行高值化做成鋰電池的負極材料，並用交聯反應開發矽負極黏結劑，以共沉澱法、自身氧化還原法進行正極材料開發參雜改質，提升鋰離子電池的循環壽命和快速充放電的能力。交通大學陳智教授團隊利用電鍍雙晶銅箔作為矽基負極材料的基板，配合富鎳層狀氧化物正極構成鋰電池，提升鋰電池的整體能量密度，提供各項裝置或載具更好的續航力。

電解質材料方面，明志科技大學楊純誠教授團隊主要開發鋰鑭鋯氧氧化物固態電解質，並將其應用在NCM811陰極材料上，最終組裝成鈕釦型及軟包型電池。成功大學方冠榮教授團隊開發高緻密性鈣鈦礦、橄欖石、石榴子石結構氧化物及硫化物電解質，以及具獨特性金屬、非金屬中介層，有效降低固態電解質/電極介面阻抗。臺灣科技大學王復民教授團隊研發固態電解質具環保水溶性，有低成本與綠色製程之特性，且能有效改善固體接觸的介面問題，可製備成高容量、輕量化與高性能二次電池。臺灣大學鄭如忠教授團隊深入探討高分子固態電解質，藉由合成改質方式可提供具彈性的高分子，進一步利用後調整加入鋰鹽的種類及添加劑，使研發的高分子固態電解質更符合商用規格。

兼具發電及產氫之仿生創能技術

氫能可作為重要儲能技術研發之原因，乃因其最終可實踐潔淨能源，提供眾多行業(如化工、鋼鐵重工及長途運輸等行業)有效脫碳方法，降低碳排放量，改善空氣品質並加強能源安全。且相對其他儲能系統，氫能另一大優勢為其電轉氣儲能系統有儲存量大以及放電時間長的特性。

行政院原子能委員會核能研究所長久以來專注於氫能領域。張鈞量博士團隊開發大氣電漿噴塗製備金屬支撐型固態氧化物燃料電池之可量產技術驗證，可進行大面積(10╳10 cm2)金屬支撐型固態氧化物燃料電池片之生產；余慶聰副研究員團隊利用新型產氫技術結合二氧化碳捕獲技術，使用低成本觸媒生產95%以上的氫氣，省去複雜的純化處理，大幅降低氫氣製造門檻；李瑞益研究員團隊則是著重於開發固態氧化物燃料電池發電系統，可直接將燃料如氫氣、瓦斯或天然氣轉換為電力，並將餘熱回收再利用，具有高能源轉換效率。

燃料電池方面，中央大學李勝偉教授團隊開發中低溫操作的陶瓷電化學儲能電池，所使用的關鍵電解質材料可使操作溫度降到400-700℃區間，且開發關鍵電解質、氫氣電極與空氣電極材料性能與微結構設計，利用靜電紡絲技術製作空氣電極材料奈米纖維，並成功與電解質相互整合，可提升單電池性能14.1%。

儲存氫氣方面，清華大學陳燦耀副教授與曾繁根教授團隊選擇碳材料進行儲氫研究，以零模板水熱碳化法合成出奈米碳球，最後輔以奈米金屬修飾產生之氫溢流效應(Spillover Effect)，提升氫氣吸附效能。

製造氫氣方面，臺北科技大學鄭智成教授團隊致力研發低成本、高穩定度、高效率之中溫固態氧化物電解電池電極材料，另外開發新型氨氣裂解觸媒技術，大幅改善現有氨裂解觸媒反應速率過慢之缺點。中興大學楊錫杭教授團隊則開發非貴金屬觸媒應用於水電解觸媒，以降低裝置成本，並且研發陰離子交換膜和膜電極組，使效率能有效提升。臺灣大學謝宗霖教授團隊發展具突破性之太陽能電解水產氫技術，以低成本、易量產、高效率的鈣鈦礦─矽晶疊層太陽能電池進行電解水產氫，並達到具競爭力之太陽能轉氫能效率水準(10-15%)。而臺灣科技大學胡蒨傑教授研發適於氫氣分離的複合薄膜，藉由熱力學與動力學的基礎理論調控薄膜成膜機制，開發高孔隙度且結構穩定的基材膜，結合優異特性的基材膜及選擇層。

綠色能量持續擴散，協助臺灣繼續邁進成為「亞洲綠能發展中心」

科技部「綠能科技聯合研發計畫」藉由學研界前瞻創新研發能量，推動新能源及再生能源之科技創新，進一步擴大產學研界連結之效益，積極延續科研成果落實產業應用，以期為我國綠能產業布建機會，並協助政府達成能源轉型，且透過綠能科技發展躍身國際舞台。

完整內容請見：
https://www.cw.com.tw/article/5114845

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《MIT Tech 麻省理工科技評論》

* 【科學家利用甲烷菌生產合成橡膠原料異戊二烯，產量比同類細菌高出 179 倍】異戊二烯是一種非常有價值的石化產品，是生產粘合劑、合成橡膠等各種消費品的主要原料之一。

每年大約有 80 萬噸異戊二烯是從石油中提煉出來的。為了減緩氣候變化，盡量減少對化石燃料的依賴，相關學者一直致力於尋找替代的、可再生化學物質來源來生產異戊二烯，這些替代品包括酵母、大腸桿菌和藍藻等。

近日，內布拉斯加大學林肯分校的生物化學家尼科爾・布安（Nicole Buan）及其同事對一種甲烷菌進行基因工程改造後，能夠產生大量的異戊二烯，且產量遠遠超過了其他微生物。

產甲烷菌以釋放甲烷而聞名，這種單細胞微生物廣泛存在於人類和其他動物的內臟，以及海洋底部的深海熱泉等沒有氧氣的地方。

* 【閃電是如何給地球和其它地方帶來生命的？】在其它星球上搜尋生命的過程就如同烹飪，所有的素材都具備了 —— 水、溫暖的氣候、濃厚的大氣層、適當的養分、有機物以及能量源。然而，如果沒有一個可以促進這些素材相互反應的過程或環境，那麼你只能得到一些毫無用處的原材料。

所以說，有時候生命需要靈感的火花 —— 也許需要幾萬億個。一項發表於《自然・通訊》雜誌的新研究表明，在地球上生命首次出現的大約 35 億年前，閃電作為關鍵媒介合成了構成有機物的磷。磷是構成 DNA、RNA、ATP（所有已知生命體的能量來源），以及像細胞膜這樣的生物結構的重要物質。

* 【又一黑洞照片問世！偏振光下M87超大質量黑洞圖像公開】天文學家近日發佈了一張 M87 星系中心超大質量黑洞的新圖像，這張圖像是 2019 年第一張黑體照片的後續，但它更清晰，圖片中的偏振光描摹了這個超大質量黑洞的磁場線。

2019 年 4 月 10 日，事件地平線望遠鏡創造了歷史的新壯舉——發佈了有史以來黑洞的第一張圖像，黑洞看起來就像一個亮橙色圓圈，位於 5300 萬光年之外，由分布在四大洲的八個射電天文台拍攝到的。

* 【鋸末製成的生物塑料可在三個月內完全降解】

近日，耶魯大學研究人員將鋸末通過生物降解等方法打造成為了一種具有諸多優點的新型生物塑料，在保有高強度的同時，還能夠在三個月的時間內完全降解。該團隊已將有關這項研究的詳情發表在近日出版的《自然可持續》（Nature Sustainability）期刊上。 ​​​

* 【一個月內240顆衛星上天！SpaceX成功發射第23批Starlink衛星】美東時間 3 月 24 日凌晨 4 時 28 分，SpaceX 的「獵鷹」9-1.2 型火箭從佛羅里達州的卡納維拉爾角太空軍基地第 40 號發射台發射升空，將 60 顆衛星送入軌道。火箭發射大約 9 分鐘以後，將近 230 英尺高的一級助推器在位於大西洋的「我依然愛你」（Of Course I Still Love You）號回收船上著陸，返回地球。

火箭發射大約 1 小時後，二級助推器將繼續推進 60 顆星鏈衛星。所有的衛星都在近地軌道上運行。

* 【麻省理工學院通過觀察天體確定複雜碳環分子多環芳烴】

麻省理工學院天體化學家布瑞特·麥奎爾領導的團隊借助綠岸望遠鏡，在距離地球 430 光年的金牛座分子雲（TMC-1）中，確定了兩種獨特的多環芳烴（PAHs），其由幾個相連的六邊形碳環和氫原子組成。他們首次在星際雲中發現了能夠解釋生命起源的複雜含碳分子多環芳烴（PAHs），且濃度遠超此前預期，研究這些分子和其他類似分子可以幫助他們更好地瞭解生命在太空中是如何開始的。

* 【杜克大學開發出用於異常環境檢測的「蜻蜓」機器人】

杜克大學基於仿生學開發出一款名叫 DraBot 軟體機器人，長度僅為 2.25 英吋（5.7 釐米），可效仿蜻蜓在水面上滑行，在檢查是否有漏油、高酸度和其他異常情況有獨特優勢。該研究已發表在《先進智能系統》雜誌上。 ​​​

* 【iPhone 與 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度】

最新研究表明，蘋果的 iPhone和 Apple Watch 可遠程評估心血管患者的虛弱程度。這項研究由斯坦福大學進行，並由蘋果公司資助。該研究將傳統的步行測試、使用 iPhone 和 Apple Watch 傳感器在門診測量以及通過應用程序遠程進行的步行測試進行比較。它還納入了被動收集的活動數據。

* 【美國科學家利用X射線對神經元進行無線調制，幫助治療和改善腦部疾病】

美國能源部阿貢國家實驗室的研究人員與四所大學的研究人員合作發明利用X射線對神經元進行無線調制的方法。該療法依靠光學和遺傳學的突破，通過注射納米顆粒來刺激大腦深處的神經元，有可能幫助治療慢性抑鬱症和疼痛。 ​​​

* 【新型高精度溫度計可為量子計算機快速測溫】

瑞典哥德堡查爾姆斯理工大學的研究人員開發了一種新型溫度計，借助其可以實現在量子計算過程中，直接以極高的精度簡單、快速地測量溫度。相關研究成果發表在《物理評論X》期刊上。 ​​​

* 【吃辣還有這好處？辣椒素能增加造血乾細胞動員能力！】血液癌亦稱血癌，就是我們平常說的白血病。白血病佔惡性腫瘤總發病數的 5% 左右，患有這類惡性腫瘤的人，需要先進行連續化療再進行骨髓移植，以用健康造血乾細胞代替受損乾細胞。我們都知道，交感神經可以調節造血乾細胞生態位，但骨髓中傷害性神經元的貢獻尚不清楚。

近日，阿爾伯特·愛因斯坦醫學院和北卡羅來納大學教堂山分校的研究人員在小鼠身上做了實驗，併發現兩個結果：1.傷害性感受神經元通過降鈣素基因相關肽（CGRP，Calcitonin gene related peptide，人類用分子生物學方法發現的首個活性多肽）的分泌可以誘導造血乾細胞動員；2.辣椒素觸發傷害性神經元的激活，從而顯著增強了小鼠造血乾細胞動員能力。

* 【歐洲核子研究中心 LHCb 實驗結果正挑戰物理學的領先理論】

歐洲核子研究中心 LHCb（大型強子對撞機）實驗的英國物理學家今天公佈了新的結果，測量出現了兩種不同類型的美誇克（又名底誇克）衰變，這些結果可能暗示了違反粒子物理學現有標準模型。美誇克通過弱相對作用，可以衰變為上誇克或粲誇克，但新的結果表明，這可能不會發生。

* 【特斯拉聯合創始人與Specialized合力，共同解決電動自行車電池問題】電動自行車既有摩托車的功能，又可以使用自行車的腳踏騎行。它以輕便、易操控、節能環保等優勢，成為越來越多人出行選擇。通常，當騎車人踩踏板或使用油門時，那些安裝在自行車下管或集成在自行車下管內的電池會啓動電動機。

但是，電動自行車的問題也日益突出。比如，當電池用盡時該怎麼處理，是直接將這些電子垃圾送入垃圾站，還是有其他更好的解決方案？

最近，美國第三大自行車製造商 Specialized（按市場份額標準）給出了不一樣的答案。它選擇與特斯拉的聯合創始人兼前首席技術官 Jeffrey Straubel 合作，目的是讓電動自行車的蓄電池通過回收擁有第二次生命。

* 【火星上消失的水源可能隱藏在地殼之下】數十億年之前，溫暖的火星上分布著湖泊和海洋。而在大約 30 億年以前，這些巨大的水體在火星表面消失得無影無蹤。多年來，科學家們一直認為，隨著火星大氣層的削弱，其表面的水分逃逸到了太空之中。

然而，這些水源或許並沒有一直向上逃逸，而是朝著反方向進入了地下。加州理工學院研究人員開發的新模型顯示，我們仍然有可能在火星的地殼下發現 30% 到 99% 的古老水源，相關論文被發表在《科學》雜誌上。