在一項可能改寫我們對於宇宙早期星星形成理解的研究中，海德堡的馬克斯·普朗克核物理研究所（MPIK）揭示了氦氫化物（HeH⁺）這一宇宙中已知的最早分子所表現出的意外行為。這一發現顛覆了長期以來的預測，顯示即使在極低溫度下，HeH⁺仍然保持化學反應性，這些條件模擬了早期宇宙的環境。為了測試這一古老分子在大爆炸後的行為，研究人員在海德堡的低溫儲存環（CSR）重建了早期宇宙的條件。CSR 是全球唯一一個模擬接近絕對零度的太空環境的設施，透過將儲存的 HeH⁺ 離子與中性氘原子束碰撞，研究小組首次觀察到了該分子在超低溫下的反應速率。

HeH⁺ 是在大爆炸後不久形成的簡單分子，由一個氦原子和一個質子組成。它標誌著宇宙中化學鍵結的開始，為分子氫（H₂）奠定了基礎，這是驅動星星的燃料。數十年來，人們一直認為 HeH⁺ 在冷卻過程中扮演著被動角色，這一過程使原恆星得以凝聚並點燃。然而，新的實驗結果挑戰了這一敘述，研究人員發現，隨著溫度下降，HeH⁺ 與氘之間的反應不僅沒有減緩，反而保持了驚人的穩定性。這與早期模型的預測相矛盾，後者預測低溫下的反應性會大幅下降。

這一發現至關重要，因為在年輕宇宙中，所謂的「宇宙黑暗時期」之前，像 HeH⁺ 這樣的分子在冷卻原始氣體方面起著關鍵作用。有效的冷卻對於氣雲在重力作用下塌縮並形成星星是必要的。由於氫原子在低於 10,000°C 的條件下無法有效釋放熱量，因此像 HeH⁺ 這樣具有偶極矩的分子對於通過輻射釋放能量至關重要。HeH⁺ 也通過與氫原子的碰撞降解，產生的離子最終導致分子氫的形成。這一連鎖反應對於星星的形成至關重要，而新的發現暗示 HeH⁺ 在這一化學過程中的活躍程度遠超過之前的認識。

研究小組的結果揭示了舊有理論模型的缺陷。與理論物理學家 Yohann Scribano 合作，研究人員發現了用於預測 HeH⁺ 行為的潛在能量表面中的一個長期錯誤。修正這一表面使模擬結果與實驗數據一致，進一步加深了我們對早期宇宙化學的理解。這些發現與補充的理論研究一起發表，重新定義了 HeH⁺ 在星星形成中的角色，從一個被動旁觀者轉變為核心參與者。Kreckel 補充道：「HeH⁺ 與中性氫和氘的反應顯然比之前假設的要重要得多。」作為宇宙中最古老的分子，HeH⁺ 再次提醒我們，最早的化學仍然隱藏著跨越時間和空間的秘密。這項研究已發表在《天文學與天體物理學》期刊上。

美國的電力網絡正面臨著日益上升的需求和現代能源來源帶來的壓力。直流電（DC）在可再生能源和數據中心的應用中效率更高，但過時的斷路器限制了其使用。傳統的機械斷路器無法快速應對直流電的一方向流動，這導致了潛在的安全風險。位於奧克里奇國家實驗室（ORNL）的研究人員正在努力改變這種狀況。他們研發的新型半導體中壓斷路器旨在快速、安全且經濟地保護直流系統。這項發展有望降低電力成本，並在不需要昂貴基礎設施改建的情況下增加電網容量。

在 ORNL 項目負責人 Prasad Kandula 看來，「缺乏中壓直流斷路器一直是靈活供電的一個障礙。」他表示：「開發這項技術有助於確保電網安全可靠地運行，同時提供更多能源以支持我們日益增長的人口和經濟。」與交流電（AC）不同，直流電不會改變方向，因此在電流中沒有“零點”來幫助機械斷路器停止電流的流動。這種延遲在故障期間會導致熱量累積，增加火災風險。而半導體基礎的斷路器能夠以高達一百倍的速度作出反應，從而解決這一問題。

Kandula 團隊的設計基於可控硅（thyristors），這是一種便宜且可靠的舊型半導體。儘管可控硅無法直接關閉，但研究人員構建了一個外部電路來強迫電流降低。最終的結果是一個原型機，能在不到 50 微秒的時間內切斷 1,400 伏特的電流，這比以往基於可控硅的系統快了四到六倍。為了將這一斷路器擴展到實際應用，團隊將多個單元串聯連接，這個方法帶來了一些技術挑戰。系統必須在所有斷路器之間均勻分配電壓，同時在故障時仍能瞬間反應。工程師們成功解決了這些挑戰，並成功測試了該斷路器的電壓達到 1,800 伏特。目前的工作已經開始朝著 10,000 伏特的目標邁進，這是高需求直流電網的一個基準。

迄今為止，沒有商業斷路器能安全處理超過 2,000 伏特的直流電。大多數斷路器甚至連這一數字的一半都無法達到，因此 ORNL 的突破被認為是一個重要的進展。中壓直流斷路器對於未來的能源系統至關重要，特別是在人工智慧數據中心和先進製造等行業。這些行業通常依賴基於直流電的電力電子設備，當被迫轉換為交流電時，效率會下降。此外，直流電的線路損失較少，傳輸成本較低，並支持多方向的能源流動，這些都對於構建更加靈活的電網至關重要。可控硅等半導體消除了困擾機械直流斷路器的電弧風險。Kandula 提到：「一旦轉向直流電，‘零電流’的瞬間就消失了——而沒有它，機械開關無法足夠快速地停止故障，從而導致熱量累積並引發火災。」該項目是 ORNL 更大計劃的一部分，旨在為未來美國電網的需求開發模組化的中壓硬件，包括交通、製造和大規模計算。這項研究由能源部電力辦公室資助，並得到工程師 Marcio Kimpara 和 Elvey Andrade 的支持。UT-Battelle 代表能源部科學辦公室管理 ORNL。

中國科學家最近在半導體領域取得了突破性進展，成功製造出全球首個晶圓級的二維硒化銦（InSe）半導體，這一新材料的性能超過了傳統的硅，為下一代芯片的發展鋪平了道路。這種被暱稱為「金色半導體」的InSe，因為其具備高電子遷移率、合適的能隙以及超薄的特性，長期以來一直受到研究者的青睞。然而，實現大規模生產卻一直是個挑戰，直到現在為止。由北京大學劉凱輝教授領導的研究團隊，利用一種新穎的「固–液–固」成長策略，成功克服了這一瓶頸，實現了整個2英寸晶圓的晶體質量和相純度的前所未有的水平。

根據研究報告，基於InSe的晶體管在多項性能指標上均超越了硅，顯示出高達287 cm²/V·s的電子遷移率及在室溫下的超低亞閾值擺動。在小於10納米的閘極長度下，這些設備展現出最小的漏電流、高開關比及高效的彈道輸運，甚至超越了2037年國際設備與系統路線圖（IRDS）對能量延遲產品的基準要求。這一突破不僅為InSe的應用開啟了新的可能性，也為未來的半導體技術提供了重要的指導意義。

在實現晶圓級InSe的成長過程中，科研團隊面臨了不少挑戰，因為該材料的製作過程涉及到銦與硒之間極端的蒸氣壓差以及多種穩定相的形成。這些問題在過去的合成過程中經常導致只能獲得微觀的薄片。為了解決這些挑戰，研究人員開發了一種「固–液–固」轉換方法，首先將非晶態的InSe薄膜溅射到藍寶石基板上，然後用低熔點的銦封閉晶圓，再將其密封在石英腔中。在約550°C的高溫下，精確控制的反應使得銦能夠創造出局部的富銦環境，從而驅動界面處的均勻結晶。最終，這一過程成功實現了具有卓越厚度均勻性、相純度和晶體結構的2英寸InSe晶圓，這在行業內尚屬首次。

利用這些晶圓，研究團隊構建了高性能的晶體管陣列，這些設備不僅能夠正常運作，更是表現優異。這些設備的電子遷移率遠超目前的二維半導體，並且展現出接近玻爾茲曼極限的開關行為。此外，這些晶體管在深度縮放的節點上也顯示出強大的性能，降低了漏電引起的障礙降低（DIBL）現象，其能量延遲產品優於2037年IRDS目標，這一成就引起了《Science》期刊評審的高度重視，認為這一工作代表了晶體生長方面的重大進展。

在二維InSe合成過程中，保持銦與硒的完美1:1原子比例一直是個重大瓶頸，而這一團隊的方法有效地解決了這一問題，為InSe的生產鋪平了道路，並有可能擴展到更廣泛的二維半導體類別，包括其他不穩定相的硫族化物。這一突破的另一個重要意義在於其與現有CMOS工藝的兼容性，這將加快其在實際應用中的整合。研究人員目前正探討與其他二維材料的異質集成，以構建多功能的垂直堆疊芯片。未來應用可能包括超低功耗的人工智能加速器、邊緣計算處理器，以及用於智能設備的透明或柔性電子產品。

隨著性能指標已經超過了長期的硅預測，晶圓級的InSe有望很快成為後硅時代的基礎。該研究成果已發表在《Science》期刊上，這一發現不僅在科學界引起了廣泛關注，也為未來的科技發展提供了新的可能性。

隨著全球對可植入醫療設備需求的上升，人們對這些設備的長期可用性和患者安全性的關注也隨之增加。像心臟起搏器、神經刺激器和藥物釋放系統等設備，因應老齡化人口、慢性疾病和意外傷害而變得愈加普遍。然而，儘管這些設備有潛力挽救生命，但它們也存在一個關鍵的限制：電池最終會耗盡，需要更換。每當電池耗盡時，患者必須再次接受手術。這些反覆的手術不僅帶來嚴重的健康風險，還會引起患者的不適，因此電池充電成為醫療設備領域未解決的重大問題。

一個來自南韓的研究團隊可能找到了一個突破性的解決方案。大邱慶北科技院的張振浩教授及其團隊開發了一種基於超聲波的無線充電系統，能夠在不需手術的情況下安全而高效地為可植入設備的電池充電。該系統的第一層捕捉進來的超聲波並將其轉換為電能，第二層則收集剩餘的超聲波能量，進一步產生額外的電力。通過結合兩層的輸出，該系統的效率比傳統的能量收集器高出超過20%。

研究團隊在進行製造之前，通過模擬優化了能量收集器的設計。完成製作後，兩層設備被電氣連接，以最大化總功率輸出。該設備在水中實現了每平方厘米497.47毫瓦的功率密度，總輸出為732.27毫瓦，足以在1.7小時內為140毫安時的電池充滿電。為了在現實條件下評估性能，研究人員用30毫米厚的豬組織來模擬人體，即使在這些限制下，能量收集器仍能提供312.34毫瓦的功率。

為了進一步測試這項技術，張教授的團隊進行了兩項關鍵實驗。在第一項實驗中，他們在水下設置中，以30毫米的距離在僅1小時40分鐘內成功為140毫安時的商業電池充滿電。在第二項實驗中，使用相同厚度的豬組織模擬人體，他們在1小時20分鐘內為60毫安時的電池充滿電。這兩項結果都被認為是世界一流的，所達到的功率輸出是先前報告的超聲充電系統的兩倍以上。

張教授指出，這項研究展示了一項創新技術，能有效收集以往未被充分利用的超聲波能量，用於可植入醫療設備的無線充電。他補充說，團隊計劃進一步改進技術以實現商業化，“我們的目標是商業化一個能在一小時內充滿電的系統，結合這種基於超聲波的無線充電技術與高效能的半導體元件。”若此計劃成功，將能消除反覆手術的需求，並可能在不久的將來為更小、更智能且更耐用的可植入電子設備開闢新機會。該研究已刊登於《生物傳感器與生物電子學》期刊上。

在太平洋沿岸，一場困擾科學家的海洋疫情終於找到根源。這場疫情摧毀了數十億隻海星，從阿拉斯加延伸到墨西哥，最終被確認是由一種隱秘的細菌病原體引起的，這種病原體將這些色彩斑斕的海洋生物變得無法辨識。這一疾病被稱為海星腐爛症，自2013年首次被發現以來，已經影響了超過20個物種。該病的初期表現為小的病變和腫脹，但隨後迅速惡化，導致四肢脫落、組織崩解，最終殘酷地結束生命。在某些情況下，海星甚至會完全解體，這一過程讓研究人員感到震驚和不安。

經過十多年的科學探索和挫折，研究人員終於找到了致病的細菌——Vibrio pectenicida，這種細菌之前已知會感染貝類。科學突破的關鍵在於，研究人員開始集中研究海星器官周圍的腔液，而非已腐爛標本的組織。這種腔液中含有高濃度的細菌，似乎引發了快速的組織崩解。早期的研究理論曾指向一種密度病毒，但最終這一方向的探索未能得到證實。Hakai研究所的研究員梅蘭妮·普倫提斯表示，這種病毒實際上只是健康海星正常微生物群的一部分。北卡羅來納州威爾明頓大學的微生物學家布雷克·宇志馬也指出，追蹤這些環境疾病的來源尤其困難，尤其是在水下環境。這支研究團隊的偵探工作非常聰明且意義重大。

隨著細菌元兇的識別，科學家們現在正在探索干預策略，包括識別自然抵抗的種群、重新安置健康個體以及在人工環境中繁殖海星。普倫提斯還指出，使用益生菌來幫助提升脆弱種群的免疫力也是一個潛在方向。然而，這一問題的影響遠不僅限於一個迷人的物種的喪失。海星，特別是向日葵海星，對於控制海膽的數量起著至關重要的作用。失去海星後，海膽的數量急劇增加，吞食了大量位於北加州沿岸的海藻森林。據估計，這些水下森林中有95%在短短十年間消失，這些森林是海洋生物的重要棲息地。

海膽的存在讓人感到無辜，但實際上它們幾乎以海底所有生物為食，這使得它們成為貪婪的食客。透過對這一疫情的深入研究，科學家們希望找到重建海星種群的途徑，並最終恢復已經失去的微妙海洋平衡。隨著研究的深入，期待能夠有效應對這一生態危機，保護海洋生物的多樣性和生態系統的健康。

位於俄羅斯的南方聯邦大學（SFU）學生宣稱，已經建造出全球首個專門用於反無人機步槍和檢測系統訓練的模擬器，這項創新旨在加快訓練速度，因為無人機在從烏克蘭到黑海的戰場上愈發盛行。這個互動平台是基於虛幻引擎（Unreal Engine）開發的，能夠將受訓者置於一個虛擬測試場中，模擬無線電信號、GPS干擾和設備行為，讓學員在近乎實時的環境中進行訓練。使用者可以操作與俄製反無人機步槍如「Pars」和「Harpy」以及「Bulat」v3 探測器完全相同的數位複製品。此外，模擬器的目標無人機資料庫涵蓋了從小型第一人稱視角（FPV）四旋翼無人機到商用的 DJI 型號，以及烏克蘭軍方的長程「Leleki-100」。

該計劃的代表告訴俄羅斯《消息報》，這個程序有助於發展實用技能：正確使用反無人機步槍、操作探測器以及在壓力情況下迅速做出決策。他們指出，模擬器不僅包括實踐部分，還有理論課程、教育材料和測試，這些材料包括要求受訓者選擇正確回應的視頻情境。隨著無人機在現代戰爭中扮演越來越重要的角色，這種模擬器的推出正好滿足了當前的需求，尤其是在俄烏衝突的背景下，這場衝突被分析人士稱為首場由無人機主導的現代戰爭。自從莫斯科在 2022 年發動入侵以來，雙方都已經在監視、炮兵觀察和致命的自殺式襲擊中部署了無人機，據估計，戰場上 60% 至 70% 的傷亡都是由無人機造成的，其中許多是攜帶小型炸藥的低成本 FPV 型號。

根據烏克蘭媒體引用的數據，僅在七月，俄羅斯便向烏克蘭發射了超過 6,000 架無人機，創下了戰爭中單月發射的最高紀錄。同時，基輔也進行了大膽的長距離攻擊。例如，在 2025 年 6 月 1 日的「蜘蛛網行動」中，烏克蘭軍隊從邊界發射了 117 架 FPV 無人機，襲擊了至少五個俄羅斯空軍基地，據報導幾乎摧毀了俄羅斯一半的戰略轟炸機艦隊。隨著無人機使用量的上升，對應措施也在不斷增加。烏克蘭慈善機構和軍事單位開始大量生產可以自主撞擊來襲威脅的攔截無人機，聲稱在最近的幾個月中擊落了約 1,500 架俄羅斯無人機。

俄羅斯則在電子戰方面依賴重型干擾器，這些設備可以擾亂導航信號，迫使無人機操作員幾乎每週都要調整戰術。在這樣的背景下，SFU 的開發者認為，成本效益高且可重複的虛擬測試場是至關重要的。這種模擬器讓教官能夠設計出與電子戰條件相似的情境，而不需要消耗實彈或硬件。軍事分析師尤里·利亞敏（Yuri Lyamin）認同這種工具提供了良好的基礎，但強調它無法取代實地訓練。他指出：「然而，在使用模擬器之後，必須在真正的訓練場上練習技能。為了實現完全的沉浸，最好能夠使用虛擬現實和實際的武器模型來完善這個項目，因為從質量和尺寸上接近的真實模型能夠提高對武器的適應能力。」

開發者還包含了一套內建的手冊、測驗和視頻案例學習課程，以便徵兵在進入真實訓練場之前能夠學習系統規格。通過模擬 GPS 覆蓋或信號干擾，該軟件旨在教導團隊如何在壓力下切換頻率、調整天線以及確定目標，這些任務用實際設備進行排練的成本可能極高。利亞敏認為，這種方法能夠在俄羅斯的大型無人機防禦學校節省資金，而外國軍隊也許能夠借鑒這一模板來發展自己的訓練計劃。然而，任何數位捷徑仍然需要融入更廣泛的學習競賽中。隨著烏克蘭試驗自動攔截器的群體戰術以及俄羅斯不斷完善干擾策略，雙方都在賭注於能夠在幾個月內吸收新硬件的訓練管道，而不是數年的時間。

最近一項研究發現，肉食性恐龍在其頭骨設計和進食方式方面經歷了顯著的演化路徑。這項研究由布里斯托大學的研究人員發表在《Cell》期刊上，專注於最大的肉食性恐龍——獸腳亞目。霸王龍（Tyrannosaurus rex）是這個族群中最具代表性的一員，也是地球歷史上最大的雙足肉食性動物之一。

布里斯托大學的安德魯·羅威（Andrew Rowe）表示：「肉食性恐龍在演化為巨型生物的過程中，在進食生物力學和潛在行為方面採取了非常不同的路徑。」這項新研究探討了這些雙足肉食巨獸的頭骨是如何演變而來的，並提供了對於一種已不再存在的生活方式的有趣見解。

研究小組分析了 18 種肉食性恐龍的咬合強度，羅威和艾蜜莉·雷菲爾德（Emily Rayfield）希望了解雙足行走如何影響頭骨的生物力學和進食技術。專家早已知道，儘管這一類恐龍達到了相似的體型，但捕食者在不同的時期和世界的不同地區演化，它們的頭骨反映了這種差異。研究小組希望深入評估這些頭骨的比較。

在這些肉食性恐龍中，體型大小與頭骨生物力學之間的關係是什麼？羅威和雷菲爾德利用 3D 技術，包括 CT 掃描和表面掃描，分析了 18 種獸腳類恐龍的頭骨機械結構，量化了進食性能並測量了咬合強度。霸王龍的頭骨是為快速、強力的咬合而優化的，類似於鱷魚。然而，它的演化路徑與其他如棘龍（Spinosaurus）和異特龍（Allosaurus）等的巨型捕食物種有所不同，後者的咬合力較弱，更專注於撕裂和割裂肉體。

羅威指出：「霸王龍族群演化出了為強度和粉碎性咬合而設計的頭骨，而其他類群則擁有相對較弱但更具專業化的頭骨，這顯示即使在巨大體型下也存在多樣化的進食策略。換句話說，並沒有一種‘最佳’的頭骨設計可以成為捕食巨人；多種設計都能運行良好。」然而，像霸王龍這樣的恐龍，頭骨所承受的壓力較高。「但在一些其他巨型恐龍中，如巨型肉食龍（Giganotosaurus），我們計算出的壓力模式顯示其咬合力相對較輕，這強調了演化可以產生多種‘解決方案’，使其成為大型肉食性雙足動物。」

在這個情況下，體型並不一定是最重要的因素。一些較小的獸腳類恐龍因為肌肉體積和咬合力的增加而承受了比一些較大物種更多的壓力。研究結果顯示，成為肉食性雙足恐龍並不總是意味著成為一個骨頭粉碎的巨人。與霸王龍不同，一些恐龍，包括棘龍和異特龍，雖然體型龐大，但仍保持著更適合撕裂獵物和去肉的較弱咬合力。

羅威將異特龍與現代的科莫多龍（Komodo dragon）進行了比較，強調了進食風格的差異。他指出，巨型的霸王龍頭骨更像現代鱷魚，擁有高咬合力以粉碎獵物。這種生物力學的多樣性表明，恐龍生態系統支持了一個比我們通常假設的更廣泛的巨型肉食性生物生態，競爭較少且專業化程度更高。