伯克利实验室开发的新型微型电容器显示出创纪录的能量和功率密度

摘要：芯片上的储能装置必须能够在紧凑的空间内存储大量能量并快速输出，这样才能发挥有效作用。然而，现有技术无法满足这些要求。研究人员正努力通过将能量储存直接集成到微芯片上，使电子设备更小、更节能。这种方法最大限度地减少了不同设备组件之间传输电能时产生的能量损失。 微型电容器技术的突破劳伦斯伯克利国家实验室（伯克利实验室）和加州大学伯克利分校的科学家们在克服这些挑战方面迈出了重要一步，最近在微型电容器中实现了创纪录的高能量和高功率密度。这些电容器由氧化铪和氧化锆的工程薄膜制成，采用了芯片制造中常见的材料和制造技术。他们的研究成果发表在《自然》（Nature）杂志上，可彻底改变下一代电子产品的片上能量存储和电力传输。伯克利实验室资深科学家、加州大学伯克利分校教授兼项目负责人赛义夫-萨拉赫丁（Sayeef Salahuddin）表示："我们已经证明，在由工程薄膜制成的微型电容器中存储大量能量是可能的，比普通电介质存储的能量要多得多。更重要的是，我们使用的材料可以直接在微处理器上进行加工。"这项研究是伯克利实验室为开发更高效的微电子学新材料和新技术所做的更广泛努力的一部分。在三维沟槽电容器结构中使用工程氧化铪/氧化锆薄膜制成的微型电容器--与现代微电子中使用的结构相同--实现了创纪录的高能量存储和功率密度，为片上能量存储铺平了道路。图片来源：Nirmaan Shanker/Suraj Cheema电容器基础知识与挑战电容器是电路的基本元件之一，但也可用于储存能量。与通过电化学反应储存能量的电池不同，电容器通过在两块被绝缘材料隔开的金属板之间建立的电场储存能量。在需要时，电容器可以快速放电，从而可以快速供电。此外，电容器不会因反复充放电循环而老化，因此寿命比电池长很多。不过，电容器的能量密度通常比电池低得多，这意味着它们在单位体积或重量上可存储的能量更少，而当试图将它们缩小到微型电容器大小用于片上能量存储时，这个问题只会变得更糟。Sayeef Salahuddin（左）和 Nirmaan Shanker 在实验室。图片来源：Marilyn Sargent/伯克利实验室研究方法和结果研究人员通过精心设计HfO2-ZrO2薄膜来实现负电容效应，从而制造出革命性的微型电容器。通常情况下，将一种介电材料层叠在另一种介电材料之上会导致整体电容降低。但是，如果其中一层是负电容材料，那么整体电容实际上会增加。在早先的研究中，萨拉赫丁及其同事展示了利用负电容材料生产晶体管的方法，这种晶体管的工作电压大大低于传统的 MOSFET 晶体管。在这里，他们利用负电容生产出了能够存储更多电荷的电容器，因此也存储了更多能量。这些薄膜由HfO2和ZrO2混合制成，采用工业芯片制造的标准材料和技术进行原子层沉积。根据这两种成分的比例，薄膜可以是铁电性的，即晶体结构具有内置的电极化；也可以是反铁电性的，即通过施加电场可以使晶体结构进入极化状态。当成分调整得恰到好处时，给电容器充电产生的电场会使薄膜在铁电和反铁电秩序之间的临界点达到平衡，这种不稳定性会产生负电容效应，即使很小的电场也能轻易地使材料极化。萨拉赫丁课题组的博士后、论文的主要作者之一苏拉杰-切马（Suraj Cheema）说："在相变过程中，单元格确实希望被极化，这有助于在电场作用下产生额外的电荷。这种现象是负电容效应的一个例子，但可以把它看作是一种捕获比正常情况下更多电荷的方法。"为了提高薄膜的储能能力，研究小组需要增加薄膜厚度，同时又不使其松弛出受挫反铁电-铁电状态。他们发现，通过在每隔几层HfO2-ZrO2 后穿插原子级氧化铝薄层，可以将薄膜厚度增加到 100 纳米，同时保持所需的特性。最后，研究人员与麻省理工学院林肯实验室的合作者合作，将薄膜集成到三维微型电容器结构中，在硅片上切割的深沟中生长精确分层的薄膜，长宽比高达 100:1。这些三维沟槽电容器结构可用于当今的 DRAM 电容器，与平面电容器相比，其单位面积电容要高得多，从而实现了更大的微型化和设计灵活性。由此产生的器件具有破纪录的特性：与当今最好的静电电容器相比，这些微型电容器的能量密度高出 9 倍，功率密度高出 170 倍（分别为 80 mJ-cm-2 和 300 kW-cm-2）。萨拉赫丁说："我们获得的能量和功率密度远远高于我们的预期。多年来，我们一直在开发负电容材料，但这些结果令人十分惊讶。"未来发展方向这些高性能微电容器有助于满足物联网传感器、边缘计算系统和人工智能处理器等微型设备对高效、微型化能源存储日益增长的需求。研究人员目前正在努力扩大技术规模，将其集成到全尺寸微芯片中，并推动基础材料科学的发展，以进一步提高这些薄膜的负电容。"有了这项技术，我们终于可以开始实现在芯片上无缝集成极小尺寸的能量存储和电力传输，"Cheema 说。"它可以开辟微电子能源技术的新领域。"编译来源：ScitechDaily 原文：伯克利实验室开发的新型微型电容器显示出创纪录的能量和功率密度

科学家发现一种普通抗生素的意外健康隐患 病患90天死亡率增加5%

摘要：密歇根大学的一项研究表明，在败血症治疗中使用抗生素哌拉西林/他唑巴坦会导致 90 天死亡率增加 5%，这突出了在治疗危及生命的感染时考虑抗生素对肠道微生物组影响的重要性。在全美各地的急诊室和重症监护室，医护人员必须迅速决定为疑似严重感染的患者使用抗生素。密歇根大学最近的一项研究表明，这些快速决定可能会对患者的治疗效果产生意想不到的影响。 从 2015 年开始，一种常用处方抗生素--哌拉西林/他唑巴坦（品牌名 Zosyn）--出现了长达 15 个月的全国性短缺，这为比较接受两种不同类型抗生素治疗的败血症住院患者的死亡率提供了一个独特的机会。哌拉西林/他唑巴坦是一种广谱抗生素，通常用于治疗败血症这种危及生命的感染并发症。如果没有哌拉西林/他唑巴坦，临床医生通常会使用另一种抗生素头孢吡肟，它对常见败血症病原体具有类似的活性，但与哌拉西林/他唑巴坦不同的是，头孢吡肟对肠道厌氧菌的作用很小。医学部肺部与重症医学科医学博士、魏尔重症研究与创新研究所副所长罗伯特-迪克森（Robert Dickson）说："我们认为这次Zosyn的短缺是一个绝无仅有的机会，我们可以借此询问这种会消耗肠道厌氧菌的抗生素是否会对患者的治疗效果产生影响。"在健康状态下，肠道微生物群主要由厌氧菌组成，它们很少致病。该研究小组之前的研究表明，即使只服用一剂哌拉西林/他唑巴坦，也会杀死肠道中的大部分厌氧菌，而这些厌氧菌在人体新陈代谢、免疫和预防感染方面发挥着重要作用。研究结果和影响Dickson、传染病科的 Rishi Chanderraj 医学博士、肺部和重症医学科的 Michael Sjoding 医学博士以及他们在麻省大学和退伍军人安阿伯分部的多学科团队利用患者记录数据对 7569 名患者的治疗结果进行了研究。研究小组将4523名接受哌拉西林/他唑巴坦治疗的患者与3046名接受头孢吡肟治疗的患者进行了比较。他们发现了明显的差异：使用哌拉西林-他唑巴坦治疗时，90 天死亡率增加了 5%，使用呼吸机的天数增加，器官衰竭的时间延长。Chanderraj 说："这些都是强效抗生素，全国每家医院每天都在给病人使用。临床医生使用这些抗生素是因为他们试图治疗可能导致病人患病的所有病原体。但我们的研究结果表明，它们对微生物组的影响可能也会对患者的预后产生重要影响。"研究小组之前的研究表明，如果给危重病人服用能消耗肠道厌氧菌的抗生素，病情可能会恶化，而这项研究正是在此基础上进行的。他们在研究动物模型时也发现了类似的效果。"我们之前的研究表明，哌拉西林/他唑巴坦可能存在危害，但这只是一项观察性研究，存在一些局限性，"该研究的资深作者 Sjoding 说。"这就是为什么药物短缺是一个绝佳的机会。它创造了一个近乎完美的自然实验，让我们能够以非常严谨的方式测试这两种药物对患者治疗效果的影响。"最近的一项临床试验将这两种抗生素进行了对比，并比较了两周后的副作用和死亡率。该试验没有发现短期内的任何差异--马萨诸塞大学的研究小组在分析中也观察到了这一结果。Chanderraj 说："在我们的研究中，当我们观察两周的结果时，我们也没有发现差异。但三个月后的差异却非常明显。"新的研究结果表明，使用哌拉西林/他唑巴坦而不是头孢吡肟进行治疗可能会导致每20名脓毒症患者中多一人死亡。"5%的死亡率差异影响巨大，因为败血症是如此常见，"Dickson 说。"每天，成千上万的临床医生都在决定对败血症患者使用哪种药物。"Chanderraj 补充说，医生在开具抗厌氧菌抗生素处方前，应更多地考虑是否有必要使用抗厌氧菌抗生素。"我们需要像看待化疗一样看待抗生素。在正确的情况下，治疗可以挽救生命，但在错误的情况下，治疗可能相当有害。"编译来源：ScitechDaily 原文：科学家发现一种普通抗生素的意外健康隐患 病患90天死亡率增加5%

向6G演进的关键技术 工信部明确强化5G-A关键技术突破

摘要：日前，世界电信和信息社会日大会在宁波举行。工业和信息化部相关负责人表示，要强化5G-A关键技术突破。按需部署开展5G-A网络建设，结合应用场景推进重点城市、热点地区5G-A网络覆盖。业内人士指出，5G商用已经5年，作为5G向6G发展的过渡技术，今年将成为5G-A发展元年。 据了解，5G-A是5G向6G发展的演进技术，比5G网络性能更出色，理论峰值速率能达到10G。目前，中国移动已经率先在100个城市推进5G-A商用部署，年内将扩展至300个城市。中国电信利用5G-A技术打造了南京、西安、深圳、广州等多个城市级的低空专用网络，赋能低空经济产业。中国联通已建成5G-A通感一体、无源物联等技术的全产业链条覆盖的产品体系，并积极进行试点验证。不过，有业内人士指出，普通消费者短期内可能难以直接体验到5G-A的优势。手机应用基本上无法充分利用如此高速率，只有在网络拥挤时，5G-A才能显示出其优势。 原文：向6G演进的关键技术 工信部明确强化5G-A关键技术突破

女子建议车厢厕所改成女播音员 听到男声不舒服：12306回应

摘要：5月18日消息，近日，上海一女子发视频称，在女厕听到男播音员的声音，感觉不舒服，建议女厕改成女播音员。她表示，当自己准备进入厕所时，突然听到了男声播音员的播报，这种声音让她感到有些尴尬和不自在。 她认为，在厕所这样一个相对私密的空间里，听到男声播音员的声音并不符合大多数女性的心理预期，因此她建议铁路部门能够考虑将厕所内的播音员换成女声。针对这一争议，12306客服表示，目前铁路部门并没有明确规定播音员的性别，而且很多广播都是提前录制好的。在车厢内播放的广播主要是为了提醒乘客注意安全、到站时间等信息，而不是为了满足乘客的性别偏好。客服还表示，如果乘客在如厕过程中确实对播音员的声音感到不适，可以向列车工作人员反映，他们会根据实际情况进行处理。 原文：女子建议车厢厕所改成女播音员 听到男声不舒服：12306回应

美国“月子中心”迎来洋顾客 钱却被韩国人赚了

摘要：去年以来，亚洲国家坐月子模式在美国社交媒体上掀起巨大的讨论声量。美国妈妈们也在相关的内容下面表达着对现状的不满和对产后护理的期待。据美国女性主义杂志《Ms.Magazine》报道，每年有多达6万名美国妇女因怀孕和分娩而出现严重并发症；与德国、澳大利亚、法国等10个医疗资源最丰富的国家相比，美国在孕产妇护理劳动力比例和带薪育儿假津贴方面倒数第一，也是唯一一个孕产妇死亡率持续上升的国家。 一些疗养机构把月子中心复刻到了美国，还带动了资本的流入。美国月子中心目前的价格每晚达1000美元左右，客户基本是富人家庭。美国月子中心提供的服务类型、价格参考很长一段时间，「不让开空调」「不许洗澡」等月子期间禁忌备受国内外网友争议。直到去年，在YouTube上拥有130多万粉丝的加拿大模特TaylorR将自己在中国香港坐月子的经历分享出来，收获了近400万播放量和7000+评论。在Taylor视频的评论区，不少来自美国的妈妈们表达了对这一模式的羡慕以及对美国产后护理现状的不满。亚洲国家更加科学、人性化的产后护理服务——月嫂和月子中心，也更多地进入到了国外网友们的视野。美国是世界上唯一一个不保障产妇产假的高收入国家。在这样的供需鸿沟之下，需求的引燃相对更加容易。目前在美国，中国式月子生意大多仍局限于华人社区内部。带有中国背景的月子中心多为一些在美国没有住处的中国新手妈妈们准备。韩国国家提供的更为科学和人性化的产后护理服务，如月嫂和月子中心，也逐渐吸引了更多国际网友的关注。韩国sanhujoriwons这样的月子中心模式发：自由度高，消费者可以根据自己的需求选择入住的天数、育儿指导课程；配套现代化，照料产妇、新生儿的设备齐全。美国产后护理机构Ahma & Co的创始人Esther Park向彭博社透露，她的机构有4000人在排队等候服务，来自亚洲的投资者也对她的机构和这片市场很感兴趣。去年年底，他们刚完成了一轮六位数的早期投资，投资者中包括了韩国知名的风险投资机构。看到消息的网友们坐不住了，韩国居然又把我们坐月子的传统偷走了？ 原文：美国“月子中心”迎来洋顾客 钱却被韩国人赚了

雷军驾驶小米SU7 Pro直播时被别车：太过分了 真想举报它

摘要：今天上午，小米公司的创始人雷军在抖音平台进行了一场持续3.5小时的直播活动。在这场直播中，观众们得以一窥小米SU7 Pro的实际体验。直播中的一段测试特别引人注目。在这次实测中，小米SU7 Pro在第二车道以110公里/小时的速度定速行驶时，遭遇了一次惊险的驾驶瞬间。 一辆汽车突然从右侧车道强行并入雷军所在车辆的前方，情况危急。好在，得益于小米SU7 Pro的及时紧急制动系统，两车才避免了潜在的追尾碰撞。面对这一险情，雷军在直播中表达了自己的震惊和担忧，他坦言：“这个车太过分了，这样开车非常非常危险，我真想举报这辆车。”然而，最终，雷军选择了一个更为宽容的态度，他说：“算了，开车保持好心情。”雷军在谈到自己对生活的态度时也分享了他的哲学：“自己没有路怒症，觉得生活已经很美好，就不要给自己添乱了。” 原文：雷军驾驶小米SU7 Pro直播时被别车：太过分了 真想举报它