位於德國南部的考古學家近日發現了一把罕見的八角形青銅時代劍，該劍的價值可與傳說相提並論。這把劍的發現不僅令人驚嘆，還利用了最先進的技術來解密古代鍛造師如何製作這件非凡的工藝品，為我們提供了珍貴的見解，讓人了解這把武器的名聲是如何建立的。2023年，考古學家在德國南部發現了一把著名的Achtkantschwert——八邊形劍。在將這件無價之寶從墓中取出時，劍身在光線下閃閃發光，金屬的光澤讓人聯想到亞瑟王的傳說。

根據巴伐利亞州文化部的資料，這把劍在運送過程中從巴伐利亞抵達柏林，並放置於一個有襯墊的箱子內。研究人員開始調查劍柄與劍刃是如何結合的，以及嵌入劍柄及劍柄板的材料成分。主研究員Beate Herbold在一份新聞稿中表示：「製作這樣的劍非常複雜。我們希望弄清楚當時劍柄是如何連接到劍刃的，以及這些可辨識的圖案是如何融入的。」

然而，考古學家面臨著一個重大挑戰——如何在不破壞劍的情況下揭開它的秘密。根據《考古新聞》的報導，由於劍的保存狀況極佳，劍刃保持著鋒利的狀態，因此考古學家必須調整他們的研究方法來研究這把非凡的Achtkantschwert。研究人員向柏林的兩個著名機構——赫爾莫茨中心和德國材料研究與測試機構尋求協助，利用BESSY II同步輻射源進行研究。

透過計算機斷層掃描，研究人員創建了一個三維X光模型，顯示劍刃延伸至劍柄作為一個刀尖。鍛造師將這個刀尖夾住在劍柄中，並用鉚釘固定。先進的技術甚至深入探測劍的結構，揭示出劍柄周圍的工藝真是令人驚嘆。劍柄上的凹槽中包含了完全不同的材料。起初，研究人員認為這可能是錫，因為它的可塑性。然而，X光顯示製造者嵌入了銅線，進一步證明了這把劍的非凡之處，因為用這種金屬進行裝飾需要大師級的技藝，以達到紅色銅與金色青銅之間的對比。

Herbold在新聞稿中補充道：「這讓我們感到驚訝，這也表明當時的工藝技術已經相當成熟。」研究人員Johann-Friedrich Tolksdorf博士表示：「我們知道在其他發現中也有銅線的嵌入工藝。為了讓紅色銅在金色青銅中更為突出，可能會進行了鈍化處理，也就是用尿液等化學物質使其變黑。」考古學家認為，劍匠使用了鈍化來創造這種視覺對比。

對於這把珍貴武器的研究仍在進行中，考古學家期望能獲得更多有關青銅時代南德國工坊及其技術的見解。根據BLfD的總監Mathias Pfeil教授的說法：「透過最現代的測量方法，我們能夠理解三千五百年前金屬的加工技術，這些技藝的精湛令我們驚訝。」

一組中國研究人員開發出一種新型液固態鋰電池，能夠在通常會使鋰離子電池失去功能的極低溫環境下持續提供電力。在實驗室測試中，該電池在 –29°F（約 –34°C）的極端低溫下，八小時後仍能保留超過 85% 的可用容量，這是傳統電池在此溫度範圍內通常會遭遇性能劇烈下滑的情況。該項目由中國科學院大連化學物理研究所的科學家主導，電池架構結合了特別配方的低溫電解質、液固功能分隔器和一套由人工智能驅動的電力管理系統，旨在優化在極寒環境下的離子傳輸和能量傳遞。

這種電池架構可以防止在冬季啟動時出現的失敗，通過將這些元素整合為一個系統，新電池設計在極低溫條件下保持穩定的能量輸出，消除了傳統鋰離子電池在低於 –4°F（約 –20°C）時所面臨的容量劇降和啟動失敗問題。項目負責人張萌表示，液固架構有助於在低溫下維持電化學活性，同時減少在極寒條件下完全失去電力的風險。這一方法使電池在通常會使標準電池變得遲緩或無法使用的環境中，仍然能夠保持靈敏和可靠性。

針對惡劣氣候的實際應用，這項技術已經在無人機上展示，無人機用於檢查、物流和緊急通訊，還有設計用於高海拔或寒冷季節運作的機器人。研究團隊還強調其即插即用的兼容性，無需額外的熱絕緣或複雜的加熱設備即可在現有系統中部署。

液固電池架構在寒冷氣候中的應用，對於電動車的前景尤為重要。標準電動車電池在低於 –4°F 的環境中，通常會失去 50% 到 80% 的可用容量，這會大幅削減行駛範圍，並在能源需求最高的時候降低可靠性。新設計通過保持離子流動性和電氣穩定性，為電動車提供了一條可行的路徑，使其在冬季仍然實用和可預測，即使在極寒地區也能正常運作。

該電池設計在 –29°F 的環境中可靠運行，為在高緯度和寒冷氣候市場提供了更好的電動車性能，前提是能夠進行擴大生產並與現有的車輛熱管理系統整合。這項技術被視為寒冷氣候能源儲存的一個顯著進步，顯示出中國在這一領域的增長勢頭。將其擴展到數百千瓦時的電池包，仍然需要廣泛的驗證、安全認證和與現有平台的整合。此外，這種架構還可以應用於 3C 電子產品、物流無人機和堅固的戶外設備，進一步加強中國在推動能夠在極端環境中可靠運作的電池系統中的角色。

位於維吉尼亞州的公司BAE 系統（BAE Systems）即將將其通用導彈警告系統（Common Missile Warning System, CMWS）整合到飛機上。該公司近期獲得美國陸軍價值 1.37 億美元 / 約 HK$ 106.9 億的合同，將其 AN/AAR-57 通用導彈警告系統提供給盟國。這套系統有助於保護飛機及其機組人員，增強他們在面對導彈及其他先進威脅時的生存能力。

BAE 系統的綜合生存解決方案總監 Jared Belinsky 表示，國際客戶持續選擇 CMWS，因為其在戰鬥中的有效性和可靠性已經得到了證明，並且拯救了許多生命。我們為這一傳承感到自豪，期待繼續支持美國的聯盟夥伴。

這套系統能夠檢測紅外線和無線頻率導引導彈、非導引彈藥及其他威脅，並實時自動啟動警告和對策。CMWS 已在全球超過 40 種旋翼機和固定翼飛機上安裝，隨著新合同的簽署，該系統將保護超過 20 個國家的機隊。

BAE 系統的警告系統包括其 2 色高級警告系統，這是美國陸軍使用的核心元素之一，屬於該公司 Intrepid Shield 分層平台生存能力的方法。根據新聞稿，Intrepid Shield 方法充分利用電磁頻譜來檢測、利用和對抗不斷演變的威脅。

BAE 系統已在全球交付超過 3,000 台 CMWS 單元，並且持續提前交付系統，這突顯了其快速提供任務關鍵能力的承諾與能力。該公司早前還指出，AN/AAR-57 通用導彈警告系統已獲得美國國防部的出口批准，使這項拯救生命的技術能夠在全球盟國的軍事和國家元首平台上使用。

最初，美國陸軍要求一種優越且可適應的飛機生存設備解決方案，BAE 系統則以 CMWS 回應，提供了最可行的解決方案。自 2005 年 CMWS 首次投入使用以來，已交付和安裝超過 3,000 套系統，並適用於超過 40 種不同平台。

該系統設計用於適配各種飛機，具備可在 3 到 5 分鐘內在線更換的可更換單元，並且不需要特別工具或測試設備。根據 BAE 系統的說法，CMWS 擁有超過 400 萬小時的作戰經歷，能夠自定義算法以適應新威脅，這使其在各種情況下的適應性和多功能性得到了反覆驗證。

儘管高電阻、輕摻雜的矽晶圓在效率上具有明顯的優勢，但其在商業太陽能電池生產中的應用仍然有限。這些晶圓提供較少的重組位點，能顯著提高電氣性能，然而其脆弱性卻阻礙了實際應用。這些晶圓在處理、切割或模組組裝過程中更容易出現裂紋，使其在大規模生產中面臨挑戰。相比之下，標準的 Czochralski 生長矽晶圓以中等至低電阻為主，主導了大眾市場的光伏領域。其機械穩健性以及對熱和機械應力的耐受性使其更易於處理，並且在生產過程中不容易受損。雖然這種可靠性使其在理論效率上稍微降低，但仍然是這些晶圓持續成為行業標準的主要原因。

為了縮小效率差距，中國製造商隆基（Longi）與中山大學的研究人員合作，探索使用邊緣鈍化技術來加強高電阻晶圓，同時保持高效率和填充因子。早期實驗顯示，高電阻晶圓的性能通常不如標準晶圓。研究發現，這些晶圓在最大功率點的過量載流子密度較高，並且濃度梯度較平坦，這降低了載流子的收集效率，進而使其對邊緣重組極為敏感。若未進行適當的鈍化，晶圓邊緣會成為載流子的排水口，抵消這些晶圓潛在的性能優勢。此外，團隊證明將高電阻晶圓與原位邊緣鈍化配對是管理其敏感性和發揮其全部性能的關鍵。高電阻晶圓更容易進入高電注入區域，這一物理特性是其達成高填充因子潛力的基礎。通過鈍化控制邊緣重組，這些晶圓能保持強大的載流子收集能力和高效率，將其理論優勢轉化為實際高性能的太陽能電池。

團隊製作了尺寸為 7.2 吋 × 3.6 吋的混合型間接背接觸（HIBC）太陽能電池，使用了高電阻或標準 Czochralski 生長的晶圓。主要的區別在於高電阻晶圓的邊緣在化學氣相沉積過程中未覆蓋矽氮化物，導致 SiOx/n-poly-Si 鈍化層未受保護，且在濕化學清洗過程中部分去除。完整的生產過程包括濕化學清洗、化學氣相沉積（CVD）、磷擴散、原子層沉積（ALD）、激光圖案化、物理氣相沉積（PVD）、隔離和絲網印刷。高電阻晶圓的電阻值為 8–10 Ω·cm（0.046–0.058 Ω·in），而標準晶圓的電阻值為 1.0–1.5 Ω·cm（0.006–0.009 Ω·in）。這一設置使團隊能夠直接比較性能，並展示邊緣鈍化如何影響高電阻晶圓的行為。

團隊使用 I-V 測試儀、晶圓計量系統、透射電子顯微鏡和模擬軟件評估了兩種類型的電池。他們的分析顯示，添加有效的邊緣鈍化能改善低電阻和高電阻太陽能電池的性能，儘管高電阻晶圓的性能增益更為明顯。對於低電阻電池，邊緣鈍化使得假填充因子提高了 0.48%，效率提升了 0.34%。這表明，控制邊緣重組能增強整體設備性能，即使是在中等電阻的晶圓中也能見到效果。

隨著城市推動減少碳排放，建築物面臨更大的壓力，需要在節能與保持舒適之間取得平衡。在零能源建築設計中，這一平衡尤為困難。目前大多數設計工具依賴靜態模擬，無法輕易顯示隨著建築設計的演變而變化的熱量、氣流和室內舒適度。因此，建築師往往需要在缺乏清晰的即時反饋的情況下做出重要決策。這對於任務氛圍空調（TAAC）系統尤其成為一個問題，這類系統能夠單獨控制各工作區域的氣候，並且在安裝後已知可以節省能源。然而，直到現在，設計師在建築規劃階段並沒有簡單的方法來測試和比較它們的影響。

在一項新研究中，研究人員開發了一種基於人工智能的數字雙胞胎技術，使建築師和工程師能夠在建築仍處於設計階段時測試能源使用和室內舒適度的變化。這一系統不再依賴靜態模擬，而是能夠實時評估不同的設計和空調選項，幫助團隊及早發現效率低下和舒適性問題。該項目由金澤大學的 Teng 教授主導，並與來自中國福壽大學的科學家合作，共同創建了一種專門針對使用任務氛圍空調的零能源建築設計的基於規則的符號人工智能模型 VEEM-ZEB。

這種數字雙胞胎可以在設計階段估算能源消耗和熱舒適度，使規劃者能清晰了解建築在建成前的實際表現。模型將空調劃分為兩部分：個別工作區域的空氣和整個房間的空氣，這使得可以同時使用標準 PMV 和 PPD 舒適指標來測量舒適度和能源使用。內置的虛擬現實（VR）視圖則能實時顯示這些結果，讓設計師能立即看到布局、佔用或設置的變化如何影響能源使用和舒適度。

該系統可以運行約 48,000 種不同的設計和運行場景，使用標準參數。通過測試季節變化、不同人數的佔用情況以及人們在辦公室的行為，研究人員展示了該模型能夠可靠地識別出更高效和舒適的配置，為設計師提供更清晰的基礎來選擇最佳的節能選項。

這項研究的突出之處在於，它將任務氛圍空調的評估從運行階段提前到了設計階段。設計師現在可以在建築計劃仍在發展的過程中，測試不同空調策略的效果，而無需等到建築建成後再進行評估。該系統使用三層數字雙胞胎，將清晰的基於規則的人工智能與易於理解的虛擬現實環境相結合，讓建築師和工程師能夠直接比較空調設置和控制策略，使用實際數據而非猜測。

這種方法使設計師能夠在建築規劃階段看到能源節省和室內舒適度的情況，從而幫助團隊理解其設計選擇對實際性能的影響。研究人員預期這一工具將在日常建築實踐中用作零能源建築的決策支持系統，幫助設計師從一開始就做出更明智的選擇，在舒適性和能源效率之間取得最佳平衡。

在全球的實驗室裡，科學家們長期以來一直夢想著製造出如此小型的機器，能夠抓取、彎曲和移動比頭髮還要細的物體。然而，精確且可逆地控制如此微小的物體一直是一個巨大挑戰。現在，來自波蘭科學院的研究團隊展示了即使是厚度僅及人類頭髮的碳纖維，也可以在不需要任何直接連接的情況下進行彎曲和伸展。他們的概念驗證研究揭示了一種將普通碳纖維轉化為微型執行器的新方法。這一成就有可能重塑微機械和柔性機器人技術，提供一條更簡單的微觀運動路徑。

研究作者指出：「我們預期這些結果將豐富柔性機器人和微機械領域的工具箱。」長期以來，智能纖維的挑戰一直存在。多年來，研究人員嘗試製造智能纖維——這些材料在電力、光線、熱量或酸鹼度變化的刺激下改變形狀。現有的智能聚合物可以對這些刺激做出反應，改變顏色或形狀，然後恢復到原狀。然而，當涉及到微纖維和納米纖維時，情況變得更加複雜。許多系統需要特殊的塗層、結構修改或複雜的製作步驟，以使纖維能夠響應外部刺激，這增加了成本和複雜性，並限制了實際應用。

核心問題在於精確和可逆的控制。科學家們有時能使纖維移動，但這並不是以可控和可重複的方式進行的。這就是研究作者採取不同方法的地方。他們沒有對纖維進行大量修改，而是使用未塗覆和未改變的碳纖維，並專注於電力如何與其互動。碳纖維已在工程中受到重視，因其比鋼或鋁更輕，但卻極其強韌，而且具備導電性，這使其成為電化學實驗的理想材料。

研究人員將一根微米直徑的碳纖維放置在一個特殊的電化學裝置中，稱為雙極電池。這種系統自1970年代以來已被用於生物傳感器、反應器和電池。其設置的工作原理相對簡單：電流使碳纖維彎曲。研究人員將纖維放置在兩個充滿含有離子的液體的隔間之間，這些離子如鋰 (Li⁺) 和過氯酸根 (ClO₄⁻)。該溶液還包含一對氧化還原反應物：苯醌和氫醌，這有助於驅動氧化和還原反應。當外部電壓施加到電池時，發生了一些驚人的事情。

團隊比較了兩種纖維：光滑的和自然粗糙的。粗糙的纖維表面有微小的凹槽和不均勻的孔隙。這些粗糙纖維的孔隙分佈並不對稱，而這種自然的不對稱性被證明是至關重要的。當施加電壓時，來自液體的離子不均勻地進入纖維表面。在纖維的一側，發生氧化；而在另一側，則發生還原。由於離子的插入在一側比另一側更強，纖維經歷了不均勻的張力，這使其彎曲。當電壓反轉或移除時，離子離開纖維表面，張力消失，纖維再次伸直。

簡而言之，離子在碳纖維內部的進出使其彎曲和伸展。這一運動是完全可逆的，並依賴於施加的電壓和纖維的長度。重要的是，纖維並未直接連接到電線上。封閉的雙極電池允許在一端同時進行氧化，而在另一端進行還原，從而實現無線執行。研究作者之一的Wojciech Nogala表示：「我們成功地使用封閉的雙極電池來無線地實現自由懸浮的碳纖維的電化學驅動。」

研究人員還展示了可以循環施加電壓脈衝的可能性。通過仔細控制脈衝持續時間和電壓水平，纖維可以反復上下移動，類似於微型夾子。這顯示該系統不僅僅是一個一次性效應，而是一種可控的機械反應。這項研究仍處於概念驗證階段，但其意義深遠。如果簡單的預製不對稱碳纖維可以作為微型執行器，工程師可能不再需要複雜的塗層或重新設計來構建微型設備。

這些纖維可以應用於微型機器人的合成肌肉、微機電系統或需要在極小尺度上移動或抓取物體的設備。運動的強度取決於電壓和纖維的長度，這意味著該系統可以進行調整。未來，研究團隊計畫探索基於預製不對稱碳纖維的執行器並優化性能。如果成功，這種由離子流動驅動的簡單機制可能有助於推動下一代柔性機器人系統和微型工具的發展，讓我們更接近於在細胞和微小結構的尺度上運作的機器。這項研究發表於《自然通訊》期刊。

在德國科隆，為了建設一座博物館，考古學家發現了一座古羅馬省長的居所——總督府，還有一個神秘的樓梯，其目的地尚不明朗，以及一個私人聖所，亦即 Lararium，顯示出私人崇拜的跡象。這證明了老話所說的「你永遠不知道地面之下藏著什麼」，考古學家在科隆歷史廣場下挖掘出大量的文物。Römisch-Germanisches 考古學家團隊與建設 LVR-猶太博物館的施工人員一同作業，這個博物館計劃包含一次地下導覽，因此施工團隊和科學家最終揭開了1世紀羅馬貴族的珍寶，特別是一個從羅馬省長的宮殿（連接著一個崇拜場所）通往萊茵河的樓梯，這個樓梯的起點和終點卻沒有明確的證據。

這個樓梯是否通往情婦的住處？或是某個崇拜場所？考古學家認為，由於地形的坡度，使得連接建築與河岸成為必要。根據新聞稿，考古學家之前已經在河岸發現了其他羅馬遺跡。除了考古學家正在拼湊的那些鋸齒狀拼圖外，這些磚石顯示出與羅馬標準不同的建造方法。考古學家在這裡發掘出的，是1世紀羅馬佔領時期的歷史切片，這為猶太歷史的發展提供了新的視角。

在宮殿內，考古學家發現了一個曾經被塗漆的祭壇，這個祭壇來自2世紀，省長很可能在這裡向家庭守護神 Lares 獻上祭品，因為他們在小壁龕中找到了小雕像。根據 Popular Mechanics 的報導，祭壇旁邊的釘孔顯示出家庭曾懸掛花環。祭壇板上僅剩的部分是小小的缺口。儘管省長留給後人解開樓梯最終去向的線索不多，但這一稀有的景象卻因羅馬人的先進建築技術而保存了2,000年。祭壇的結構共鳴將其與龐貝聯繫在一起，博物館也旨在保留猶太的歷史遺產。

在東南亞的古老習俗中，牙齒黑化的做法曾被認為是在19世紀末期於越南興起。然而，最近的研究顯示，這一做法的最早證據不僅存在於越南，甚至在全球範圍內，都可以追溯到2,000年前。根據本月發表於《考古學與人類學科學》的報告，來自澳洲國立大學的研究團隊檢查了埋藏在越南北部的東夏鐵器時代墓地中三名個體的牙釉質。歷史上，考古學家對這一傳統感到好奇，儘管這一習俗在西方觀眾中常常受到非議。時至今日，仍有一些越南人使用精緻的方法來製作黑色光滑的牙齒，但研究人員之前難以確定這一引人入勝的習俗究竟源於何處。

這座顯著古老的墓地為研究者提供了難得的機會，讓他們能夠追溯歷史，將過去與現在聯繫起來。研究人員使用化學成像技術，試圖確定這些牙齒的著色是故意的還是意外的。該研究成功闡明了這一習俗的年代以及作者所描述的牙齒黑化的獨特技術。研究中提到的兩種樣本分別展示了來自蘇門答臘的紅棕色污漬與越南東夏的黑色顏料層。

在越南，有人選擇讓牙齒變成珍珠黑，而非白色。在最近一次對越南北部東夏遺址的考察中，研究人員發現了已知的牙齒黑化的最早直接證據。儘管這一做法在整個東南亞廣為流傳，但在越南歷史中的具體起源在19世紀之前並未有明確的記載，儘管現今的普遍使用暗示著它擁有悠久的過去。由於科學家們經常在古代墓葬中發現黑色牙齒，其他因素也可能導致牙齒呈黑色，尤其是嚼食檳榔。因此，研究的作者著手調查這些牙齒是否為最早的黑化痕跡。

研究人員使用掃描電子顯微鏡和可攜式X射線螢光技術來評估牙齒表面的成分。他們在牙釉質上發現了高水平的鐵和硫，得出結論認為鐵鹽與單寧結合，形成了鐵單寧化合物。根據《科學》雜誌的報導，這表明一種糊狀物是故意塗抹的，而非嚼食檳榔的副產品。考古學家張悅告訴《科學》，如果只是在嚼檳榔，牙齒的顏色會是棕黑色，而不是我們所見的深黑色。

研究團隊還進行了一個實驗，將基於鐵墨水的混合物塗抹到現代動物的牙齒上，並嚴格遵循傳統越南配方。他們發現這一方法確實有效，證實了古越南社區使用的技術與當今仍然使用的技術相符，從而確定了其真正的根源，並證明古人其實是超越了當時的時代。

張悅進一步解釋，越南人會將富含單寧的植物提取物，如鵝卵石和石榴皮，與鐵鹽加熱混合，這些鐵鹽通常來自鐵器或富含硫的礦物。這一混合物形成了一種糊狀物，經過數週的反覆塗抹後，最終呈現光亮的效果，牙齒會被用灰燼或椰子焦油打磨。「鐵器時代是人們能夠獲得更多鐵資源的時期，包括礦山、工具或武器。」張悅說。「而硫在自然界中隨處可見。因此，他們將所有植物打碎放在鐵刀上，等待化學反應。」除了黑色牙齒背後的驚人過程外，這一習俗表明，在史前及早期歷史社會中，這一做法可能更為普遍與受到讚美，而非隱藏、禁止或被視為有害，正如在當今社會中常常被誤解的情況。