速 览
- 马斯克联合竞标美国新型导弹防御系统“金色穹顶”
- 川普政府警告哈佛可能“被停招”外国新生
- 超级弹簧：扭转结构实现能量存储160倍提升
- 原子级精度“转播”催化过程
- 高各向异性导热石墨烯复合材料实现光电热协同控冰
学界头条
星舰六飞前，埃隆·马斯克带领当选总统特朗普和议员们参观控制室。
图源：Brandon Bell/Pool via REUTERS/File Photo
据路透社报道，埃隆·马斯克的 SpaceX 和两名合作伙伴在美国新型导弹防御系统“金色圆顶”的竞争中占据了优势，这两位合作伙伴也都是在帮助川普赢得大选中出过力的——大数据分析公司 Palantir 的 CEO Alex Karp和军工科技公司 Anduril Industries创始人Palmer Luckey 。
川普总统曾宣称导弹袭击是“美国面临的最灾难性的威胁”，因此大力推动新一代的防御体系。计划中的“金色穹顶”系统是一套基于卫星的侦测和攻击体系，由400到1000颗卫星来监视地球上任何地点的导弹发射并追踪其轨迹，然后交由200颗卫星组成的攻击部分使用激光或导弹来消除威胁。毫无疑问，这个设想是基于SpaceX强大的运送能力来构想的，甚至可能包括改装部分已经在轨的卫星来加速部署，初步工程和设计工作估计成本为60亿至100亿美元。
鉴于目前马斯克在川普政府的特殊影响力，外界认为由 SpaceX 牵头的联合体中标可能性很大。有趣的是，SpaceX提出了一种新的国防采购模式：政府付费“订阅”系统服务，而不是直接购买并拥有整套系统的产权，另一种选择是由美国政府出资购买全部系统，然后承包给联合体进行运营。五角大楼一些官员认为这在美国国防项目中非常罕见，其可靠性令人担忧。当然这并不是最终结果，据一位美国官员称，五角大楼已收到180多家公司的竞标申请，除了诺斯罗普·格鲁曼公司、波音公司、洛克希德·马丁公司等传统巨头外，许多初创企业也都试图拿下部分合同。
参考文献：
https://www.reuters.com/business/aerospace-defense/musks-spacex-is-frontrunner-build-trumps-golden-dome-missile-shield-2025-04-17/
2.川普政府警告哈佛可能失去招收外国新生的资格
4月16日，美国国土安全部表示，如果哈佛大学无法满足川普政府要求分享部分签证持有人信息的命令，它将失去招收外国学生的资格。国土安全部部长 Kristi Noem 表示已经致信哈佛大学，要求提供外国学生签证持有者的“非法和暴力活动”的记录，“如果哈佛大学不能证明其完全遵守报告要求，该校将失去招收外国学生的特权。”
此前川普政府一贯声称，哈佛大学等名校内部存在反犹主义示威，以及亲巴勒斯坦的抗议活动，这与美国的外交政策相违背。实际上以此为理由，川普政府已经吊销了数百名外国留学生的签证，其中一些当事人选择起诉川普政府，类似的法律抗争正在全美各地发生。
参考来源：
https://www.reuters.com/world/us/us-homeland-security-chief-cancels-two-grants-harvard-university-2025-04-17/
前沿研究
3.超级弹簧：扭转结构实现能量存储160倍提升
图源：SciTechDaily.com
德国卡尔斯鲁尔理工学院的国际研究团队在Nature上发表了一项革命性成果，开发出一种新型机械超材料，其弹性能量存储能力比现有材料高出2至160倍。
该超材料通过将圆棒扭转成螺旋形状并整合成独特结构，克服了传统设计的限制。传统弯曲弹簧因表面高应力易断裂或永久变形，内部低应力区域导致能量存储效率低下。而研究团队发现，通过扭转圆棒，表面应力分布更均匀，减少低应力体积，从而显著提升能量存储能力。进一步研究中，他们采用强烈扭转诱导复杂的螺旋屈曲模式，在保持结构完整性的同时最大化焓值（enthalpy），即材料可存储和回收的能量。
此项研究的潜在应用前景广阔，尤其是在需要高效能量存储和优异机械性能的领域。研究团队希望未来进一步优化设计，推动超材料在实际工业中的应用。这项技术标志着能量存储技术的重大飞跃，为可持续发展和高性能机械系统提供了新的可能性。
参考文献：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08658-z
4.原子级精度“转播”催化过程
图源：Chem (2025)
DOI：10.1016/j.chempr.2025.102541
4月11日，美国西北大学的研究团队在Chem杂志上发表了一项突破性研究，首次通过原子级视频记录了催化反应的实时过程，揭示了隐藏的反应路径和短暂中间体。
研究团队由西北大学化学与工程学教授托宾·马克斯（Tobin Marks）和迈克尔·贝德齐克（Michael Bedzyk）领导，利用先进的SMART-EM技术，捕捉了催化剂在原子尺度上的动态变化。他们观察到单一原子在从醇类分子中移除氢原子的化学反应中的移动和振动，首次清晰呈现了催化剂的工作机制。马克斯教授表示：“我们需要了解催化剂在原子层面的确切工作原理，这项研究是实现这一目标的重要一步。”
参考来源：
DOI：10.1016/j.chempr.2025.102541
5.高各向异性导热石墨烯复合材料实现光电热协同控冰
中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所王振洋团队根据“3D打印结构设计-激光界面工程-跨尺度性能调控”设计思路，开发出具有高各向异性导热比、高光热/电热转换效率兼具良好疏水性和机械性能的石墨烯/聚合物复合材料双层结构。
为利用石墨烯片的各向异性导热性能，研究采用双喷嘴熔融沉积成型3D打印技术，实现了石墨烯定向排列，设计了石墨烯增强热塑性聚氨酯与纯热塑性聚氨酯构成的双层结构，评估了石墨烯增强热塑性聚氨酯双层结构的定向导热和储热效果。研究发现，较大尺寸的石墨烯因形成的连续导热路径而增强面内导热性能。上层石墨烯增强热塑性聚氨酯复合材料IP方向上导热率为4.54 W/(m·K)，约为TP方向热导率的6倍，同时纯热塑性聚氨酯底层进一步提升了这一性能，使石墨烯增强热塑性聚氨酯双层结构呈现出约8的各向异性导热比。相关研究成果发表在Chemical Engineering Journal上。
参考来源：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0008622325000399?via%3Dihub
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