《科技前沿双突破:建筑机器人自主筑造干石墙 智能材料破解结构减振难题
2025-06-26 14:10:04每日科技网
2025-06-26 14:10:04每日科技网
一、宇宙探索:韦布望远镜捕捉早期超新星迹象
英国剑桥大学团队借助詹姆斯・韦布空间望远镜(JWST),在距地球约 132 亿光年的星系团中探测到异常红外辐射信号。分析显示,该信号可能来自宇宙大爆炸后约 5 亿年形成的超新星爆发,比此前已知最早超新星(131 亿年前)更早 2 亿年。
科学意义:
超新星爆发是重元素(如铁、钙)的主要来源,该发现或改写宇宙化学演化模型
JWST 的中红外探测器(MIRI)展现早期宇宙高红移天体解析能力
二、生物科技:从混合晶体管到心脏类器官
1. 生物丝基混合晶体管问世
美国塔夫茨大学团队突破传统半导体材料限制,用蜘蛛丝蛋白(β- 折叠结构)替代二氧化硅绝缘层,制造出生物兼容晶体管:
性能指标:开关比达 10⁴,工作电压<1V,可在体液环境稳定运行
应用场景:可降解生物传感器、脑机接口柔性电极
2. 多腔心脏类器官模型突破
奥地利 IMBA 研究所通过干细胞三维培养,构建出包含心房、心室、瓣膜及传导系统的心脏类器官:
结构完整性:再现心脏发育关键阶段(如 looping 形态发生)
功能验证:同步电生理活动记录显示,类器官可产生自主节律(60-80 次 / 分钟)
三、智能材料:磁流变液破解减振性能瓶颈
大连理工大学董旭峰团队开发出新型核壳结构磁流变液(MRF):
技术创新:
核心:Fe₃O₄@SiO₂纳米粒子(磁响应速度提升 3 倍)
壳层:两性离子聚合物(抗沉降周期延长至 18 个月)
性能对比:
| 指标 | 传统 MRF | 新型 MRF | 提升幅度 |
|--------------|-----------|-----------|-----------|
| 剪切屈服强度 | 50 kPa | 120 kPa | 140% |
| 响应时间 | 15 ms | 4 ms | 73% |
| 沉降率 | 25%/ 年 | <5%/ 年 | 80% |
工程应用:已在港珠澳大桥辅桥减振装置中试点,可降低 6 级地震下结构振幅 40%
四、建筑机器人:AI 赋能干石墙自主施工
瑞士 ETH Zurich 团队开发的自主施工机器人系统实现三大突破:
1. 三维环境感知
激光雷达(Velodyne VLS-128)+ 双目视觉融合,构建毫米级精度工地地图
动态障碍物识别(如施工人员)响应时间<200ms
2. 智能决策算法
基于强化学习的石块放置策略:
① 稳定性评估(重心偏移量<5cm)
② 形态匹配(石块间缝隙<3mm)
施工效率:8 小时完成 50m³ 石墙(传统工艺需 10 人 3 天)
3. 人机协同机制
远程监控平台:实时显示应力分布云图
安全冗余设计:双重急停系统(物理按钮 + 视觉识别)
五、医学突破:肺癌淋巴转移新靶点发现
北京协和医院与中山大学联合团队揭示 circTLCD4-RWDD3 促转移机制:
分子路径:
circTLCD4(环状 RNA)→ 包装入细胞外囊泡(EVs)→ 靶向淋巴管内皮细胞→ 激活 PI3K-AKT 通路→ 促进淋巴结血管生成
临床意义:
血清 circTLCD4 水平与肺癌 TNM 分期正相关(AUC=0.89)
靶向 siRNA 在小鼠模型中抑制淋巴转移效率达 72%