研究人員最近推出了一種新材料，能更有效地將廢熱轉換為清潔電力。這一創新由昆士蘭科技大學（Queensland University of Technology, QUT）的研究團隊開發，該材料在熱電性能上達到了創紀錄的高水平。科學家們通過在銀、銅和碲中添加錳，使其成為同類材料中最有效的選擇。這一改進使得新材料在熱電轉換效率方面表現卓越，為未來的清潔能源應用提供了新的可能性。

該研究團隊展示了一個原型設備，該設備能有效地將熱能轉換為電能。首席作者李南海博士表示：「我們展示了這一材料能達到其類別中的創紀錄效率水平，經測試的原型設備在轉換效率上超過了 13% —— 這使其與目前最佳技術相媲美。」這一效率的提升，意味著在原型設備中，每輸入 100 單位的熱能，約有 13 單位轉化為電能。儘管這聽起來似乎不多，但對於熱電材料來說，這已經是一個相當高的數字，因為大多數熱電材料的轉換效率僅在幾個百分比之間。

每年，來自汽車、工廠和發電廠的大量熱能都會無法利用而消失在空氣中。這種新材料提供了一個捕獲這部分浪費能量的途徑，並將其轉化為清潔電力。研究顯示，這一材料的潛力不僅限於實驗室，還可能在未來的清潔能源領域中發揮重要作用。該研究發表於《能源與環境科學》（Energy & Environmental Science）期刊中，並達到了高達約 1.88 的無量綱優值（ZT），這是報告中 AgCuTe 基材料的最高值之一，並且與其他先進的中溫熱電材料相當。

這一效率的提升源於帶的收斂和價帶的平坦化，而不影響材料本身的低熱導率。研究團隊指出，錳掺雜有效地優化了電子能帶結構，不僅提高了功率因數，還通過增加晶格缺陷來降低晶格熱導率。這一材料的穩定性和簡單的生產過程使其成為現實應用的有力候選者。相比於許多其他依賴有毒元素的選擇，這種材料的環保特性更具吸引力，為未來可持續的能源解決方案鋪平了道路。

研究團隊的成果強調了電子能帶結構工程在提升超離子導體熱電性能方面的有效性，這為未來的研究方向提供了新的思路和啟發。這一創新不僅對研究社區具有重要意義，也為應對全球能源挑戰提供了新的解決方案，無疑將在清潔能源的發展中扮演關鍵角色。

在美國一個實驗室取得的突破，可能會將摩擦攪拌焊接技術引入生產線。這項技術利用旋轉工具產生強烈的變形和熱量，從而轉變或連接目標材料。與傳統技術相比，這種方法所需的能量僅為其一小部分，然而目前在大多數生產線上仍未得到廣泛應用。

美國能源部太平洋西北國家實驗室（PNNL）的機械工程師 Mitch Blocher 表示：「當摩擦攪拌工具加熱材料時，它施加的巨大力量需要被約束，以確保焊接的精確性和安全性。」他指出，傳統摩擦攪拌焊接的歷史上，實現這一目標的方法是將剛性砧板放置在材料底部。

PNNL的這一突破可能會使摩擦攪拌焊接技術擺脫這些約束，從而為該先進製造技術在商業生產線上的更廣泛應用鋪平道路。目前，摩擦攪拌焊接在大多數生產線上的應用仍然有限。「在車輛製造中確實有一些摩擦攪拌焊接的應用，但通常僅限於在剛性砧板上焊接兩塊平面材料。」PNNL的高級材料科學家 Piyush Upadhyay 表示。

許多為汽車製造的零部件仍然依賴於點焊和粘合劑進行組裝。PNNL的科學家們意識到，如果能設計出一個新的、更靈活的夾具系統來進行摩擦攪拌焊接，製造商將能夠使用更輕的材料、實現更強的焊接效果並降低能耗。新方法被稱為自夾具摩擦攪拌焊接。研究人員指出，過去摩擦攪拌工具已經被安裝在機器人手臂上，但總是需要一個單獨的砧板。而自夾具摩擦攪拌焊接則不同，它使用一個機器人手臂的附件，該附件同時包括摩擦攪拌工具和一個微型支撐板。如果舊的方法類似於一只手臂握住鉛筆，那麼新方法則是手臂同時握住鉛筆和文件夾。

PNNL團隊的科學家們正在為其自夾具摩擦攪拌焊接工具添加另一個功能：一個液壓系統，該系統為附件提供動力並創建一個封閉回路以捕捉所產生的力量。目前，液壓系統可以捕捉工具施加和/或傾斜時產生的力量。研究人員正致力於開發新的機制，以捕捉更多的運動自由度，並開發一個系統，讓附件能夠將材料拉入工具中。

摩擦攪拌焊接施加的力量巨大，最高可達 5,000 磅，因此需要一個系統來捕捉這種力量。當前的過程需要在焊接材料底下放置一個剛性、形狀完美的砧板，這對許多生產線來說是一項艱鉅的要求。Blocher 表示：「一旦這一技術完善，就不會再需要夾具、砧板，並且不會有力量傳遞到生產線上。機器人唯一的工作就是保持摩擦攪拌附件的穩定並維持正確的位置。」在摩擦攪拌焊接中，旋轉的工具深入兩塊金屬，並以高速旋轉，當工具開始移動時，金屬被軟化並混合，形成一個強力的焊接，能夠在不使用鉚釘、緊固件或粘合劑的情況下安全地連接相似和不同的材料（特別是金屬和合金）。

NVIDIA 將投資 50 億美元於 Intel，成為其最大股東之一，並建立合作夥伴關係，共同開發未來的數據中心和個人電腦芯片。這項交易對於 Intel 而言意義重大，因為該公司多年來一直在半導體行業中掙扎，希望重新獲得競爭優勢。隨著此消息的發佈，Intel 的股票在周四上漲了 23%。這一合作不僅是資金上的支持，還是技術上的聯合設計，雙方將聯合設計多代產品，尤其是在數據中心方面，Intel 將製造定制的 x86 CPU，NVIDIA 則會將其整合進自己的 AI 基礎設施平台中。

在個人計算方面，Intel 將生產 x86 系統單晶片，並與 NVIDIA 的 RTX GPU 晶片組合，旨在針對高性能的個人電腦市場進行開發。NVIDIA 的首席執行官 Jensen Huang 強調了此次合作的戰略重要性。他指出，AI 正在推動一場新的工業革命，重新定義計算堆疊的各個層面，從矽到系統再到軟件，而 NVIDIA 的 CUDA 架構正是這一變革的核心。他補充說，這次合作能夠緊密結合 NVIDIA 的 AI 和加速計算技術與 Intel 的 CPU 及其龐大的 x86 生態系統。

Intel 的首席執行官 Lip-Bu Tan 表示，這一合作能夠發揮雙方的優勢。Intel 的 x86 架構在現代計算中已經奠定了基礎，而他們正在全力創新，以支持未來的工作負載。Tan 認為，Intel 的領先數據中心和客戶端計算平台，加上其製程技術、製造和先進封裝能力，將進一步補充 NVIDIA 在 AI 和加速計算領域的領導地位。

NVIDIA 每股 23.28 美元的投資對 Intel 的估值低於其週三的收盤價 24.90 美元，但高於美國政府最近為其 10% 持股所支付的 20.47 美元。早在今年，Intel 還獲得了來自 SoftBank 的 20 億美元投資，這些交易強化了 Intel 的資產負債表，幫助其在 Tan 的帶領下進行重組。分析師認為，NVIDIA 的參與標誌著一個轉折點，這次合作對於 Intel 來說是一個重大的遊戲改變，將其從 AI 落後者的地位轉變為未來 AI 基礎設施的重要組成部分。此外，這一合作還對競爭對手帶來了新的挑戰。

目前，台灣的 TSMC 仍然是 NVIDIA 主要處理器的製造商，但未來 Intel 可能會贏得部分業務。與此同時，AMD 作為 Intel 在數據中心市場的競爭對手，面臨著來自 NVIDIA 對其長期競爭對手的支持所帶來的壓力。儘管兩家公司尚未披露首次聯合產品的具體發佈日期，但他們確認先前宣佈的產品計劃仍在進行中，NVIDIA 表示這一合作將跨越多代新平台。

根據協議，Intel 將設計能夠更快與 NVIDIA GPU 通信的處理器，並使用專有的 NVLink 技術。這一功能對於依賴多晶片連接以處理龐大工作負載的 AI 伺服器來說至關重要。目前，NVIDIA 只提供使用其自家 CPU 的系統。與 Intel 的合作將有助於擴大 NVIDIA 的伺服器市場，並使 Intel 更加深入 AI 基礎設施中。Tan 表示，他的目標是簡化運營，並僅在需求支持時建立新的工廠產能。隨著 NVIDIA 的投資和合作，Intel 將在日益以 AI 計算為驅動力的市場中獲得資本和信譽。

微軟最近宣佈了一系列專門用於支援人工智能（AI）工作負載的新數據中心，其中包括位於威斯康辛州的「Fairwater」設施，這是其有史以來「最大且最先進的 AI 工廠」。該設施是美國正在建設的幾個相同數據中心中的第一個。除了威斯康辛州，微軟還透露計劃在挪威納維克建設一個超級規模的 AI 數據中心，並與 nScale 和 Aker 合作。在英國，微軟將與 nScale 合作建設該國最大的超級計算機。根據微軟的說法，這些設施的投資總額達到數百億美元，並且在全球超過 400 個數據中心中配備了數十萬顆尖端的 AI 芯片。

Fairwater 數據中心位於 Mt. Pleasant，佔地 315 英畝，擁有三座總面積達 120 萬平方英尺的建築。微軟表示，該項目需要 46.6 英里深基礎樁、2650 萬磅鋼材和 120 英里的地下電纜。與傳統數據中心不同，Fairwater 被構建為「一個巨大的 AI 超級計算機」，由數十萬顆 NVIDIA GPU 提供支持。根據公司的部落格文章，Fairwater 將提供「當今世界上最快超級計算機的十倍性能」。這一聲明雖然引人注目，但也突顯了微軟在高性能計算競賽中的雄心，這對 AI 的發展至關重要。

該設施的架構採用了 NVIDIA GB200 伺服器，這些伺服器以大型集群的形式互連，以便進行並行 AI 訓練。每個機架包含 72 顆 GPU，通過 NVLink 連接，提供高帶寬通信並在芯片之間共享內存。微軟表示這種配置使集群能夠每秒處理高達 865,000 個標記。未來在挪威和英國的網站預計將使用 NVIDIA 即將推出的 GB300 芯片。微軟認為其設計確保了 AI 模型可以在前所未有的規模下進行訓練。公司在部落格中聲稱：「通過與行業合作夥伴共同設計全堆疊，微軟建造了世界上最強大、最緊密耦合的 AI 超級計算機。」威斯康辛數據中心還採用了兩層布局，以減少機架之間的物理距離，從而最小化網絡延遲。

考慮到巨大的計算密度，Fairwater 使用閉環液體冷卻系統，而不是傳統的空氣冷卻。微軟表示，該系統「確保零水浪費」，在初始填充後液體會不斷循環利用。該設施由全球最大的水冷冷卻機組之一提供支持。在存儲方面，微軟重新設計了 Azure Blob Storage，以支持每個帳戶超過 200 萬次交易每秒。公司表示，這消除了手動分片的需要，並支持達到 exabyte 級別的工作負載。微軟首席執行官 Satya Nadella 在 X 平台上強調了該項目的重要性。他表示：「如果智能是計算的日誌，那麼它始於大量計算！這就是為什麼我們正在比其他任何人更快地擴展我們的 GPU 隊伍。」他補充道，Fairwater 是「數十萬顆 NVIDIA GB200 的無縫集群，連接的光纖足以繞地球 4.5 圈。」Nadella 也強調了可持續性努力，指出該設施使用可再生能源並與當地社區合作。微軟表示，類似的數據中心正在全球超過 70 個地區建設，威斯康辛州將作為未來 AI 基礎設施的模型。

天文學家發現，隕石 1998 KY26 是日本 Hayabusa2 太空船在 2031 年的目標，這顆隕石的大小和自轉速度遠比早前的估算要小和快速。這一發現對於此次任務提出了新的挑戰，因為該任務將嘗試對該物體進行研究並可能進行著陸。由阿利坎特大學的 Toni Santana-Ros 領導的團隊，利用全球的天文觀測設施對 KY26 進行研究，包括位於智利的歐洲南方天文台的非常大望遠鏡（VLT）。研究顯示，這顆隕石的直徑僅為 11 米，幾乎是早期測量所指的三分之一。此前的數據顯示 KY26 寬約 30 米，自轉周期為十分鐘，而最新結果顯示它每次旋轉僅需五分鐘。Santana-Ros 表示：「我們發現這個物體的實際情況與之前的描述完全不同。」

新的數據突顯了這次任務的難度。歐洲南方天文台的天文學家 Olivier Hainaut 表示：「現在測得的較小尺寸和更快的自轉將使 Hayabusa2 的訪問變得更加有趣，但同時也更加具挑戰性。」Hayabusa2 最初訪問的是更大的隕石 Ryugu，該隕石寬達 900 米，並於 2020 年將樣本帶回地球。在剩餘燃料的情況下，日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）延長了該太空船對 KY26 的任務。這將是首次探索這樣一顆小型隕石，其大小僅為之前目標的一小部分。

該太空船的計劃是繞行該物體並嘗試進行著陸操縱，但由於 KY26 的大小接近太空船本身，這一任務並非易事。Santana-Ros 提到：「這顆隕石的一天僅持續五分鐘！」為了觀測這顆隕石，研究團隊需要耐心和精確度。由於 KY26 較為微弱且小型，天文學家必須等待其靠近地球時，利用大型望遠鏡如 VLT 收集數據。

研究顯示 KY26 具有明亮的表面，可能是一塊堅固的岩石，然而它也可能是一堆鬆散結合的碎石，科學家尚未能確認這一點。Santana-Ros 指出：「我們從未在現場看到過十米大小的隕石，因此我們並不知道會有什麼樣的期望和外觀。」他補充說，這項研究具有更廣泛的價值。「最驚人的故事是，我們發現這顆隕石的大小與將要訪問它的太空船的大小相當！我們能夠利用望遠鏡對這樣一個小物體進行特徵描述，這意味著我們未來可以對其他物體進行相似的研究。」

研究這樣小的天體具有超越科學的意義。Santana-Ros 認為，這些方法可能會影響未來的隕石探索甚至隕石開採。Hainaut 補充說，對於如此小的物體進行特徵描述有助於為潛在威脅做好準備。「此外，我們現在知道可以對即使是最小的危險隕石進行特徵描述，例如 2013 年在俄羅斯切爾亞賓斯克附近撞擊的那顆隕石，其大小幾乎與 KY26 相當。」該研究已發表在《自然》期刊上。

中國的科學家們研發了一款仿鷹飛行機器人，名為 RoboFalcon2.0，該機器人能夠像鳥類一樣起飛，為鳥類飛行的機制提供了新的見解，並有望在生物啟發的航空領域帶來進步。這款原型機模仿了鳥類在起飛和低速飛行過程中拍打、掃動和摺疊翅膀的方式，與大多數依賴固定翼螺旋槳或懸停旋翼的機器人不同，RoboFalcon2.0 採用了新穎的拍打掃動摺疊（FSF）翅膀運動，將升力產生與俯仰控制相結合。這種創新的設計使得 RoboFalcon2.0 能夠在不同的飛行條件下靈活應對，顯示了機器人在模仿自然飛行方面的潛力。

風洞實驗顯示，將翅膀以較大角度向前掃動能增強升力，並幫助機器人向上俯仰，這是起飛過程中的一個關鍵步驟。模擬結果確認了這一機制：掃動能增強翅膀前緣的渦流，提升了空氣動力學作用，同時將壓力中心向前移動，以穩定俯仰。在現實世界的測試中，RoboFalcon2.0 成功地利用 FSF 運動從地面起飛。與鳥類一樣，它在支撐腿上向前傾斜，快速拍打翅膀以產生升力，並逐步過渡到向前飛行。

RoboFalcon2.0 的突破在於其可重構的翅膀系統。通過將機械解耦裝置與輕量框架結合，這款機器人能夠以協調的節奏拍打、掃動和摺疊翅膀，這是早期鳥類比例機器人所無法實現的。這種配置產生了傾斜的拍打平面，與大雁、禿鷹和翠鳥在慢速飛行時的翅膀運動相似。RoboFalcon2.0 僅重 800 克，翼展達 1.2 米，足夠輕巧以捕捉小型鳥類的動態，同時又具備足夠的穩定性以進行受控實驗。儘管在起飛過程中其能耗激增，但研究人員指出，這一模式與生物鳥類在起飛時的高代謝成本非常相似。

風洞測量結果顯示，FSF 運動提供了更高的升力係數和更好的頭部俯仰時刻，相比於簡單的拍打運動，具有明顯的優勢。可調的掃動幅度最高可達 25 度，使機器人能夠相對於其身體精確調整空氣動力學中心，從而改善起飛時的控制。野外測試展示了該系統的潛力和局限性。雖然 RoboFalcon2.0 能夠平穩起飛並維持低速飛行，但在速度提高時卻在俯仰穩定性上遇到了挑戰。缺乏尾部升降舵使得機器人在快速飛行中喪失了控制能力，這是團隊計劃在未來版本中解決的問題。

這項成就意義重大。大多數拍打翅膀的機器人依賴受昆蟲啟發的懸停或外部發射機制，如彈射器。RoboFalcon2.0 首次展示了自供能的鳥類比例起飛，重現了真正脊椎動物的生物力學。這項工作在監視、環境監測和防禦等領域具有潛在的應用價值，因為垂直升力、靜音操作和低速靈活性非常重要。與旋翼無人機相比，類似鳥類的機器可能在效率和隱蔽性方面更具優勢，更自然地應對湍流條件。目前，RoboFalcon2.0 仍然是一個實驗平台，但通過忠實地複製鳥類翅膀的微妙運動，研究人員為飛行器的未來打開了新的大門，使之不僅能夠飛行，更能像自然界一樣飛行。這項研究的發現已發表在《Science Advances》期刊上。

英國首家人工智能及機器人公司近日引起廣泛關注，因為他們發佈了全球歷史上建造速度最快的人形機器人，這一創新突破可能會使英國成為人形機器人技術的強國。總部位於倫敦的機器人和人工智能公司 Humanoid 於 9 月 18 日推出了 HMND 01 Alpha 原型機，這款機型是英國首個用於工業的機器人，旨在執行物流、零售和製造等複雜任務。該公司成立僅一年，已完成兩項實際的概念驗證，並組建了一支由約 170 名世界級工程師、機器人專家和人工智能專家組成的強大團隊。在短短七個月內，他們便建造了 HMND 01 Alpha。

Humanoid 的創始人 Artem Sokolov 表示，英國擁有全球最強大的人才庫，涵蓋人工智能、工程和先進製造等領域，這為建造世界級的機器人系統提供了所需的專業知識。這款機器人不僅是機械工程的成就，更是英國在智能科技領域的一次重要里程碑。這一技術的發展不僅是對現有市場的挑戰，也可能重新定義整個機器人行業的未來。

這款配備輪子的機器人由 NVIDIA 最新發佈的 Jetson Thor 平台驅動，該平台為其提供了強大的「機器人大腦」，使其能夠自主思考和行動。這一特徵使 HMND 01 Alpha 能夠實時適應周圍的人和環境，並能同時運行多個人工智能工作流程及大型生成型人工智能模型。此外，HMND 01 Alpha 還整合了 NVIDIA 的 Isaac Sim 和 Cosmos 合成數據生成工具，這進一步增強了其在高風險動態環境中模擬、學習和執行的能力。

這款機器人高約 220 公分，並可達到每小時 7.2 公里的速度，能夠承載超過 15 公斤的貨物。除了為物流設計的輪式版本外，團隊還測試了一款面向未來消費者使用的雙足 HMND 01 型號。這兩款系統均設計以適應狹小空間，如工廠車間和商店過道，這些地方對精確度、靈活性及自主決策能力的要求非常高。Sokolov 指出，倫敦及英國的整體生態系統結合了深厚的學術研究、初創文化及全球資本的獲取，這一獨特的組合使他們能夠引領下一波人形機器人的革命。

這款機器人的操作範圍從地面延伸至兩米高，並能夠從深度達 60 公分的儲物架中取出物品。此外，Alpha 原型機擁有 29 個主動自由度，不包括其末端執行器，並由 AI 驅動的端到端推理系統提供動力。其末端執行器可配備 12 自由度的五指手或 1 自由度的平行抓手，這使得機器人能夠適應需要靈活性或簡單重物處理的任務。為實現全面的感知，機器人的頭部配備了 360 度 RGB 攝像頭和雙深度傳感器。

與 NVIDIA 等全球領導者的合作使 Humanoid 有能力將人形機器人的潛力轉化為現實影響。Alpha 的測試主要針對工業環境，預期能夠幫助確定哪些功能已準備好進入市場，哪些需要改進，以及應該開發哪些新能力。這些反饋將用於創建 Beta 機器人，計劃於 2026 年第三季度推出。Sokolov 在新聞稿中表示，他們為能夠促進該地區的增長和創新而感到自豪。這種技術的推進不僅是對工業自動化的貢獻，也可能成為未來人類與機器人協作的新典範。

位於美國麻薩諸塞州的初創公司 Quaise Energy，最近舉行了一場引人注目的現場展示，展示其創紀錄的鑽探技術，該技術能夠利用純能量鑽入花崗岩，這為無限和清潔的地熱能源開辟了新的可能性。這次演示在德克薩斯州的 Marble Falls 花崗岩採石場進行，展示了公司利用高頻電磁波將岩石氣化的能力，成功鑽探了387英尺（約118米）的固體花崗岩，且不涉及任何物理接觸。這項技術被譽為「100年來的首個鑽探創新」，有潛力開啟開採地球表面下的超熱和超深可再生地熱能源，並能夠與化石燃料的規模相提並論。

Quaise Energy 的首席執行官兼聯合創始人 Carlos Araque 表示：「Quaise 不是一家鑽探公司，而是一家能源公司。我們的目標是讓地熱成為能源轉型的工作馬，我們不會停止，直到成功。」在9月4日的活動中，共有56名觀眾親身見證了這一系統的實際運作。現場提供了鑽孔的實時視頻、數據顯示和核心組件的導覽，觀眾們還通過下降的攝像機觀看了鑽孔本身，顯示出從表面土壤到均勻花崗岩牆壁的平滑過渡。

這次展示的孔洞深度約為387英尺（約118米），是使用毫米波鑽探技術所鑽的最深孔洞，這些毫米波與微波爐中使用的微波相似。這些電磁波的強度足以將粉紅色的花崗岩氣化成灰色的灰燼，並在導覽過程中提供了樣本。這一創新技術使得鑽探方式發生根本變化，潛在地能夠觸及地球表面數英里下的超熱超深地熱層。

在 Marble Falls 的展示之前，該公司經歷了一系列逐步增加難度的測試。該公司的現場運營負責人 Justin Lamb 提到，去年秋季，他們在休斯頓的實驗室內鑽探了四英尺的花崗岩核心，隨後又進一步到實驗室外鑽探了十英尺。到了5月，該公司在休斯頓附近的一個全規模石油鑽探平台上成功鑽探了40英尺。該鑽探由全球領先的油氣鑽探公司 Nabors 操作。Lamb 解釋說：「我們能夠在第一次嘗試中就鑽探出118米的孔，這超出了我們所有的期望。」

雖然團隊並未專注於速度，但他們仍然達到了每小時鑽探高達16英尺（約5米）的速度，這在全球最堅硬的岩石中是極其快速的。Quaise 的工程副總裁 Henry Phan 指出，典型的商業鑽探在花崗岩中每小時僅能鑽探十分之一米。該公司的生產目標是每小時8.5英寸（約21.6厘米）。該公司的下一個目標是利用毫米波技術鑽探更深，計劃在接下來的幾個月內達到1公里的深度。測試小組負責人 Emilie Williams 在新聞稿中表示：「我們將實驗不同的參數，例如控制孔的直線度，看看是否能夠更快。」這一系列的發展預示著地熱能源的未來或將迎來一場革命性的變革。

哥德堡大學的研究人員最近宣布了一項引人注目的發明：史上最小的片上電動機。這種微型電動機小到可以「放進一根頭髮裡」，其特別之處在於，它能夠利用光來驅動齒輪，突破了微型機器發展中的一項長期瓶頸。齒輪在各種技術中扮演著至關重要的角色，例如時鐘、汽車、機器人，甚至風力發電機。隨著機器尺寸的逐漸縮小，工程師們一直在努力開發下一代齒輪，以滿足日益增長的需求。

在過去三十多年裡，微型引擎的齒輪設計一直停滯不前，最小的齒輪尺寸僅為0.1 毫米。這一主要障礙在於無法構建更小型的機械驅動系統。然而，這項新發展完全繞過了這一問題，摒棄了傳統機械，改用激光光源來驅動齒輪運動。研究的第一作者、哥德堡大學軟物質物理學研究員Gan Wang表示：「這是一種全新的微觀機械思維方式。通過用光替代笨重的連接，我們終於能夠突破這一尺寸障礙。」

這種創新的微型電動機依賴於先進的材料科學。研究團隊在微芯片上直接製造了具有特殊光學超材料的矽齒輪。這些微小的圖案結構旨在捕捉和控制納米級的光線。當激光照射到超材料上時，齒輪便開始旋轉。對這些微型齒輪的控制既精確又直觀，激光光線的強度直接影響齒輪的轉速，而通過改變光的偏振方向，則能瞬間改變其旋轉方向。這種無接觸的控制方式是一個重大優勢，因為它消除了對電動機任何物理連接的需求，使得這項技術具備了高度的可擴展性。

研究人員表示，他們已經構建了一個齒輪系統，其中光驅動的齒輪可以驅動整個鏈條的運動。這些齒輪還能將旋轉轉換為線性運動，執行周期性運動並控制微型鏡子以偏轉光線。能夠將這些電動機直接集成到芯片上並用光來驅動，為未來的應用打開了廣闊的可能性。研究人員目前正在構想未來這些微型和納米機械能夠操控小顆粒、控制光線，或整合進先進的「實驗室芯片」系統，用於科學和醫療研究。

未來的醫療設備可能會製造出直徑僅為16到20微米的齒輪，這一尺寸與人類細胞相當。這些微型機器可以作為人體內的泵或閥，調節各種流動。Wang表示：「我們可以將這些新型微型電動機用作人體內的泵，以調節各種流量。我也在研究它們如何作為能夠開關的閥門。」儘管目前這僅僅是一個電動機原型，但要將其發展應用於未來的機器可能還需要幾年的時間。相關研究成果已發表在《自然通訊》期刊上。

俄羅斯國有核能公司 Rosatom 的燃料部門最近成功製造並驗收了一種新型核燃料組件，名為 OS-5。這款燃料組件專為第四代快中子反應堆設計，特色是採用混合氮化鈾-鈈燃料（SNUPP），並融入了液態金屬的底層結構。這種燃料組件特別針對 BREST-OD-300 快中子反應堆進行開發，該反應堆是 Rosatom “Proryv”（突破）計畫的核心部分。

“Proryv” 計畫的目標是建立一種封閉式核燃料循環技術。在這種循環中，使用過的核燃料會進行再處理，以分離出鈈及其他輻射產物。這些回收的材料將被用來製造新燃料，從而減少最終核廢料的體積和長期輻射毒性。BREST-OD-300 是一個 300 MWe 的單元，將成為一個試點示範能源綜合體的核心設施，該設施還將整合現場燃料製造、再製造和再處理的功能。若這個 300 MWe 的示範單元在初期運行後證明成功，長期計劃將開發一個更大規模的商業型 1200 MWe 版本，稱為 BN-1200M。

這一最新發展在西伯利亞化學廠進行，位於托木斯克地區。根據 Rosatom 的聲明，這種液態金屬底層的加入旨在改善燃料元件的性能特徵。設計預計將導致較低的燃料工作溫度，同時保持冷卻劑的參數，這反過來又預期能降低鈾-鈈燃料顆粒的熱膨脹。在核燃料元件中，燃料顆粒被包裹在一個稱為包殼的金屬管內。顆粒的過度膨脹可能對包殼施加機械壓力，這可能導致其失壓或破裂。通過減少這種膨脹，OS-5 設計旨在提高燃料的運行可靠性和經濟效益。

在使用之前，這種創新燃料必須獲得俄羅斯核監管機構 Rostekhnadzor 的批准。一旦獲得批准，OS-5 組件計劃在位於斯維爾德洛夫斯克地區的貝洛雅爾斯克核電廠 BN-600 反應堆進行試點工業運行。Rosatom 研究機構 Bochvar Institute 的副總經理米哈伊爾·斯庫波夫對該計畫的目標發表了評論。他表示：“為 BREST-OD-300 起始負載所設計的第一代 SNUPP 燃料已證實重原子核的燃燒率為 6%。我們的目標是逐步將燃燒深度提高到平均 12%。”燃燒率是燃料效率的一個衡量指標，顯示從燃料中提取了多少能量。更高的燃燒率值導致更長的燃料循環和每單位能源產生的廢物減少。

此外，Rosatom 通過其燃料部門 TVEL 先前已推出了一種新的第十代氣體離心機，這標誌著在鈾濃縮能力上的顯著進步。這些氣體離心機是鈾濃縮的關鍵組件，涉及提高鈾-235 的濃度，該同位素用作核反應堆的燃料。這些技術的發展不僅顯示了俄羅斯在核能領域的潛力，還強調了其在全球能源轉型中的重要角色。

研究人員利用 3D 打印技術以及受珊瑚啟發的結構設計出輕巧而強大的燃料電池。這一新設計由丹麥科技大學 (Technical University of Denmark) 研發，命名為單體 Gyroidal 固體氧化物電池 (Monolithic Gyroidal Solid Oxide Cell)，簡稱「The Monolith」。這款燃料電池的特點在於其「完全陶瓷」的構造，這消除了傳統燃料電池中超過 75% 重量的金屬組件，從而使其更加輕便。

燃料電池是一種靈活的技術，廣泛應用於多個行業，例如氫能汽車。這項技術還可用作醫院、數據中心和船舶的電力供應。通過電解過程產生和儲存能量，使燃料電池在穩定可再生能源系統方面具備極高的價值。這一新設計的研發過程僅需五個步驟，使用了數學優化的設計，採用三重週期最小表面 (triply periodic minimal surface, TPMS)，特別是 Gyroid 結構。這種設計旨在擁有最大的表面積，同時保持最輕的重量。這種架構促進了氣體的自由流動，改善了熱量分布並增強了機械穩定性。

值得注意的是，Monolith 燃料電池在重量上表現出色，產生的功率超過每克一瓦特。資深研究員 Venkata Karthik Nadimpalli 表示，目前基於電力的能源轉換技術，如電池和燃料電池，不適合航空航天應用。但這一新型燃料電池設計的出現改變了這一現狀，首次展示了航空航天所需的瓦特與克比率（或特定功率），並使用可持續的綠色技術。除了更輕巧外，這款新型的 DTU 燃料電池還提供了幾個優勢，使其具備「顛覆性」潛力。這款燃料電池在極端條件下的耐用性令人印象深刻，能夠承受 100°C 的溫度變化。團隊還多次將燃料電池在發電和儲能模式之間切換，並未發現結構故障。此外，在電解模式下，這些燃料電池的氫氣產生速率幾乎是標準模型的十倍。

這一新型的單體陶瓷燃料電池設計在製造過程上特別引人注目，因為其製造過程簡化了許多步驟。相較之下，傳統的固體氧化物電池堆需要數十個步驟並使用多種會隨時間降解的材料。新設計僅需五個步驟完成，這一過程去除了重金屬組件和脆弱的密封，從而使系統更加耐用。此技術的發展可能會對航空航天行業帶來重大影響，因為一架標準商用噴氣機需要 70 噸的噴氣燃料來運行。如果用鋰離子電池替代這些燃料，所需的電池重量將達到 3,500 噸，這使得飛機過於沉重而無法飛行。同樣，傳統燃料電池也因設計依賴平坦的重型電池堆及金屬部件而過重，這限制了其在航空等移動應用中的使用。

不過，新型燃料電池克服了這一挑戰，采用輕便的設計。此外，新型燃料電池的高抗壓性使其非常適合要求苛刻的太空任務，例如 NASA 的火星氧氣就地資源利用實驗 (MOXIE)。該 MOXIE 項目從火星大氣中產生氧氣，所使用的設備重量超過六噸，而新的輕量級燃料電池設計僅需 800 公斤，這將大幅降低太空發射的成本。研究人員相信這一設計可以進一步改進。Nadimpalli 表示：「我仍然相信我們可以通過使用更薄的電解質、更便宜的電流收集器（如銀或鎳替代鉑）以及更緊湊的設計來進一步改善系統。」這些研究結果已發表在《Nature Energy》期刊上。