科研资讯

中科院微电子所研发高精度水分传感器，助力智能粮储

2021年7月17 日，中科院微电子研究所宣布一款新研发的高精度水分传感器，为中国智能粮储提供解决方案。

在粮食储藏的机械通风、日常保管、粮食进仓等环节，高精度水分传感器的应用能够减少人工成本，实现全覆盖、全天候、智能化粮食在线监控。在粮食降温作业环节，其应用也可控制水分丢失情况，避免粮食变质，造成经济损失。实现智能粮仓水分监测的关键是水分传感器的研发。中科银河芯凭借其在温湿度传感器和水分传感器等领域积累的经验和技术，结合佳华科技的多年行业技术积累，联合推出高精度水分传感器模组，并且集成温度、湿度测量。

研发团队称，高精度水分传感器采用电容监测的方式进行水分测量，可以对玉米、小麦、大豆、谷物等粮食的水分进行精确测试，精度达到±0.5%，分辨率优于0.1%。这项成果还将温度、湿度、水分集成到一起，实现三参数测量。通过水分在线监测云平台，人们可在手机、电脑等终端进行实时监测。

研发者们也在探索这一成果在粮食烘干、土壤检测等领域的应用前景。

西安光机所研制出宽谱高效电磁屏蔽光学窗口元件

中国科学院西安光学精密机械研究所光子功能材料与器件研究室研究员王鹏飞带领的高通量辐射防护材料与技术课题组研制出具有宽谱高效电磁屏蔽光学窗口元件。该款光学窗口元件在1~18 GHz范围内的电磁屏蔽效能平均数值＞50 dB，其可见光-近红外透光率＞80%，元件尺寸可达350 mm口径以上。

电磁屏蔽光学窗口元件是各电子仪器仪表显示屏、飞机和车辆视窗、光电探测器系统在微波和电磁脉冲辐射环境下保障光电仪器设备正常工作的核心功能件。该产品与普遍采用周期网栅的光学屏蔽窗口相比，其透光率和电磁屏蔽效能更高，可有效降低光的高级次衍射，在宽波段强电磁屏蔽保障基础上，可满足高品质光学成像应用要求，且制备大尺寸屏蔽光窗工艺更简单，制作成本相对较低。

研究工作得到西安光机所空天技术部和基础科研部联合自主部属课题的支持，后续采用创新设计的高导电率光窗核心基质玻璃材料，有望继续提升电磁屏蔽光学窗口元件的电磁防护综合性能，对相关材料、镀膜、电磁、光电等学科交叉创新与持续发展产生重要的推动作用。

新加坡研究人员开发出利用身体作为传输媒介为可穿戴设备供电方法

新加坡国立大学电气与计算机工程系Jerald Yoo副教授领导的研究团队利用人体作为传输媒介，在为可穿戴设备，包括在医疗环境中使用的设备供电方面取得了突破。相关研究成果发表在《自然·电子》上。

该团队开发的技术允许一个单一的设备（如放在口袋里的手机）利用用户的身体作为电力传输媒介，为用户身上的其他可穿戴设备无线供电。为了扩展无线设备的操作，研究人员设计了一个接收发射系统，该系统利用身体作为媒介进行电力传输和能量收集。每个接收器和发射器内部都有一个芯片，作为跳板来扩展整个身体的覆盖范围。用户将发射器接到单一电源上，比如手腕上的智能手表，而接收器可以放在身体的任何地方，通过被称为身体耦合电力传输的过程为多个可穿戴设备供电。

该方法意味着用户只需要给一个设备充电，其余的穿戴设备都由一个来源供电。实验显示，该系统允许一个充满电的电源为身上的10个可穿戴设备供电10小时。该团队还研究了利用人们接触的电磁波从家庭或办公室内采集能量。接收器可以从周围环境的电磁波中获取能量，为可穿戴设备供电，而不考虑它们在身体上的位置。

该团队表示，这一突破将消除同时为多个可穿戴设备充电的麻烦，只需要用一个可充电设备为它们供电。该方法还有一个显著的优势，即它可以从一个典型的家庭办公室的电子设备中收集未使用的能量，为可穿戴设备供电。

为了扩展无线设备的操作，研究人员设计了一个接收器和发射器系统，该系统利用身体作为媒介进行电力传输和能量收集。

哈佛大学开发出一种可靠、可逆、可编程的机械信号系统

2021年6月8 日，《自然·通讯》在线发表了哈佛大学约翰·A·保尔森工程与应用科学学院（SEAS）的一项研究成果，宣布开发了一种系统，可以发送多个机械信号，而无需每次都为系统充电。

“我们首次展示了无需充电即可发送多个信号、维持不同信号向相反方向传播的能力，以及如何独立编程这两个重要特性，”SEAS 前研究生、论文第一作者Gabriele Librandi说，“可以通过在目标位置小心地释放特定量的能量来预编程顺序驱动。”

“这项研究代表了具有机械存储器、微机电系统（MEMS）、机械计算、加密和波导的传感器的一个重要飞跃，”SEAS 应用力学的William和Ami Kuan Danoff教授、资深作者Katia Bertoldi说。

研究人员开发了可以在两个稳定状态之间跳跃的动态拱门。团队使用了两种不同类型的拱门——弹性拱门在折断时不会释放能量，而塑料拱门在折断时会释放能量。使用这两个构建块，该团队构建了一个复杂的系统，能够在多个方向维持各种信号，而无需手动充电。接下来，研究人员旨在扩展 2D 和3D 系统中的发现。