前沿洞察丨有點厲害,能屈能伸能放電的電池瞭解一下?

前沿洞察丨有點厲害,能屈能伸能放電的電池瞭解一下?

本期前沿洞察為大家帶來一些新的前沿科技:世界上第一塊可以“任意”彎曲、拉伸的鋰離子電池;用膠合板製作的微流體芯片;憑AI技術成為腦部掃描專家的機器......

一起來看看吧:

世界上第一塊可以“任意”彎曲、拉伸的鋰離子電池

電池在我們的日常生活中很常見,但你有沒有見過像“橡皮泥”一樣“能屈能伸”的電池呢?

瑞士的蘇黎世聯邦理工學院就研發了這樣一塊電池,這也是世界上第一塊可以“任意”彎曲、拉伸的鋰電子電池。經過測試,整個電池在被拉伸 50% 、充放電循環 50 次之後,仍然擁有 28 mAh g−1 的可重複使用電量和 20 Wh kg−1 的能量密度,表明了其在極限機械壓力下仍然擁有可靠的可重複充放電性能。

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目前主流商業鋰離子電池的電解質,是易燃易爆的有機溶劑和鋰鹽組成的溶液,儘管性能極佳,但一旦氣密性不好,就有可能電池鼓包、自燃,甚至產生劇毒的氫氟酸(HF)。因此,主流的商用電池必須用鋼製或者鋁製的堅硬外殼緊密包裹。

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最新的解決方案是一種同樣按照“三明治”結構製成的可摺疊的固態鋰離子電池。電池中用來傳遞鋰離子的電解質是一種介於液體和固體之間的特殊物質——水凝膠。水凝膠更安全,它不會與空氣中的水和氧氣發生反應,也不會產生氫氟酸。由這種電解質製成的電池不僅在使用的過程中不可燃、無毒,還可以直接在空氣中進行組裝。水凝膠出色的彈性機械性能,使其很容易地拉伸、扭曲,還十分安全。

憑AI技術成為閱讀腦部掃描專家

近日,加利福尼亞大學舊金山分校(UCSF)和加州大學伯克利分校的科學家開發了一種新的計算機算法,在頭部掃描中發現微小腦出血的診斷案例中勝過了資深腦部科學家。

在當前的腦部診斷中,放射科醫生通常每天查看成千上萬張腦部圖像,以尋找可能危及生命的緊急情況的微小異常現象,但此過程既耗費時間也有可能出錯。

而新研發的算法僅用一秒鐘即可確定整個頭部掃描是否包含任何出血跡象,它還可以追蹤大腦三維結構中異常的輪廓,從而極大的減少了醫生花在審查其結果上的時間。有些斑點的大小可能在100像素左右,甚至放射線專家有時也會錯過它們,可能會造成嚴重的後果。

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鑑於每天都有大量遭受外傷性腦損傷並被送往急診室的人,這項技術有非常重要的臨床意義,將有望幫助醫生診斷和治療腦外傷患者、中風和動脈瘤。

環保到“芯“:用膠合板製作的微流體芯片

當提到微流體芯片通常想到的都會是塑料,但最近有科學家決定用一種更環保的方式--開始用木材來打造這種芯片。據瞭解,微流體芯片表面有著能夠對極少量液體諸如血液分析的微小蝕刻通道。

這項技術可以讓使用者快速、低成本地進行測試,而不需要被困在速度更慢、價格更昂貴的實驗室設施中。

雖然這種一次性芯片非常小,但由於它們變得越來越受歡迎,導致越來越多的塑料垃圾產生。考慮到這一點,馬里蘭大學的一個團隊已經開始使用激光雕刻的樺木膠合板製作微流體芯片。

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當被塗上一層薄薄的特氟龍(Teflon)防水層之後,該種芯片在芯吸和混合藍色/紅色的食用染料後,展示出了跟塑料材質芯片一樣的高效性。另外,當跟熒光技術結合使用時,其在測量液體樣本中的蛋白質和活菌濃度都表現出了同樣的準確性。

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此外,膠合板芯片的製造成本僅為同類塑料芯片的1/10至1/100。不過由於它使用的的特氟龍塗層目前還不能完全實現生物降解,所以科學家們正在研究可再生替代塗層。

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