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探索“星辰大海” 发掘“微观世界” 青年科学家畅谈前沿科技如何改变未来生活

发布时间:2024-01-10 14:06:00来源: 央广网

  央广网北京1月9日消息(记者焦浩)据中央广播电视总台经济之声《天下财经》报道,科幻电影中的“皮肤显示器”可以照进现实吗?海洋储存了多少全球变暖的热量?在科学研究中,总有许多问题激发人的好奇心和想象力。在8日举行的达摩院青橙学者分享会上,多位青年科学家介绍了相关领域的最新研究成果。

  

  世界是什么颜色的?在2023届青橙学者、浙江大学信息与电子工程学院研究员杨宗银看来,肉眼所见的世界并非真实的世界,而是红绿蓝三色在人们脑海中的投影。直到人类发明了光谱仪,光的奥秘才被揭示。

  如今,光谱仪在科研和工业生产中应用广泛,但是大部分光谱仪体积庞大,无法满足日益发展的光谱应用技术需求,而减小分光和探测元件的尺寸将导致光谱仪检测质量显著下降。经过多年科研攻关,杨宗银开发出世界上最小的光谱仪,其器件尺寸仅几十微米。杨宗银说,他现在正在进一步研究将这种微型光谱仪内嵌到手机、手表等可穿戴设备中。未来,用手机扫一扫,就可以检测蔬菜瓜果里的农药残留,还可以实时无创检测血糖指数,这些科幻片里的情景,很可能变成现实。

  杨宗银说:“传统的光谱仪大概是桌子这么大,可能是半米到一米的仪器,最小的也有大概是手掌这么大的产品。我当时做得最小的光谱仪是比头发丝直径还要小,真正的传感部分就这么大,封装成芯片大概是一厘米,是非常小的芯片,可以集成在手机、手表里。微型光谱仪的应用,我现在研究实验的是无创血糖检测,未来使用者可以用这个光来检测血糖,不用扎针。”

  在科幻电影中,我们还可能看到过这样一个场景:主人公所在的世界中大多数物体都可以变成屏幕,甚至是自己的身体皮肤也可以是一种屏幕,抬起手臂点按相关部位就可以实现与外部环境的互动。

  那么,科幻电影里的皮肤显示器能不能照进现实呢?2023届青橙学者、上海交通大学化学化工学院副教授张智涛说,柔性电子材料的研究已经取得了重大突破,电子皮肤有望从概念变成实际。

  “目前我们发光皮肤的分辨率在一平方厘米以内,大概是可以有几十到几百个像素点,距离实际应用仍有一定的距离,但是在这个领域有很多科学家一直在努力。除了显示功能之外,我们在整个的研究过程中更关注另一个参数。因为皮肤显示是可以长时间、大面积集成在身体上,在使用过程中还需要满足两个需求:一方面是不能产生任何的异物感;其次就是皮肤平时会有各种各样的形变和弯曲,我们的器件长时间大面积集中在皮肤上面的时候要保证它不被破坏,因此在机械性能方面需要面临更大的挑战,目前在该领域已经取得了重大的突破,相信在不久的将来,我们就会有相关的产品问世。”张智涛表示。

  全球气候变暖是人类面临的一个挑战,也是摆在科学家面前的一大课题。2023届青橙学者、中国科学院大气物理研究所研究员成里京长期研究海洋温度数据变化,其研究成果支撑了我国应对气候与海洋变化的国家需求,为全球海洋数据处理提供中国方案。成里京说,研究显示,地球90%的热量都进入了海洋,从而导致海洋变暖,希望有更多领域的科研工作者可以关注海洋温度变化,让人类更好倾听海洋的声音。

  成里京说:“海洋在不断地增暖,而且增暖的进程在加速,这就是我们主要的研究发现。过去60年海洋大概的变暖量是3.8乘以10的23次方焦耳。这种变化量,我们举一组类比的数字,2023年相对2022年的变化相当于500倍中国2020年全年的发电量,还相当于每一秒都烧开13亿壶1.5升的热水壶。这是非常巨大的能量,所以这就是我们为什么要非常关心海洋变暖的原因。”

  

  据介绍,达摩院青橙奖(青年科学家成长计划)创立于2018年,旨在发掘和帮助更多对科技进步有重要推动作用的中国青年科学家。本届达摩院青橙奖共有15位青年科学家获得“青橙学者”桂冠和阿里公益支持的100万元奖金。

  达摩院院长张建锋表示:“我们将持续关注和支持青年科学家,推动数据科学的不断创新,无论是基础理论发展、前沿技术突破、还是工程应用。我们也将与更多的青年科学家一起,用数据科学的方法,推动解决科学、产业和社会问题。”

(责编:郭爽)

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