一组科技新闻：日研发出电池新负极材料、AI找到新行星、我国最长量子密钥分发

1

新负极材料让充电电池容量高寿命长

日本物质材料研究机构（NIMS）日前公布，他们的一个研究小组成功合成了氧化锰纳米片和石墨烯交替重叠的材料。该复合材料作为锂及钠离子充电电池的负极材料，可将电池充放电容量提高两倍以上，且能延长重复使用寿命，解决了容量和寿命不可兼得的问题。

高容量化是二次电池的目标之一，目前其负极使用的是碳材料，理论上过渡金属氧化物具有高容量，有望成为碳材料的替代物。特别是具有分层结构的氧化锰，将其剥离制成单分子厚的纳米片，作为负极使用，表面全部呈活性，可大幅提高容量。但氧化锰的难点在于反复充放电容易破坏结构，纳米片也易于凝聚成团状。

研究小组在溶液中分散氧化锰纳米片并与石墨烯混合，合成了交互多层的层压复合材料。氧化锰与石墨烯都带负电，通常情况下会互相排斥。研究小组早在2015年通过化学修饰石墨烯使其带正电，解决了排斥问题，并实现了当时金属氧化物负极材料中最高容量和最长寿命。

氧化锰纳米片与石墨烯的材料结构图

2

AI找到拥有8颗行星的“第二太阳系”

北京时间12月15日凌晨2时，美国国家航空航天局（NASA）宣布，谷歌人工智能对开普勒望远镜获得的数据进行分析后，“揪出了”围绕恒星“开普勒-90”（Kepler-90）旋转的第8颗行星“开普勒-90i”，这使得恒星“开普勒-90”与太阳“并驾齐驱”，成为目前发现的拥有最多行星（8颗）的恒星系统。

“开普勒-90”恒星距离地球2545光年，位于天龙座。“开普勒-90”和其行星组成的行星系统就像一个迷你版的太阳系，内侧是小行星，外侧是大行星，只不过，行星之间更“亲密”一点。

最新发现的“开普勒-90i”行星是一颗岩石星球，大小是地球的1.3倍，由于距离其主恒星更近，公转周期仅为14.4天，平均温度预计超过800华氏度（约427摄氏度）。“开普勒-90”的最外层行星“开普勒-90h”与其恒星的距离与地球到太阳的距离相当。

本次发现的另一个亮点在于，这一成果借助谷歌公司的机器学习技术获得。在这次发现中，人工神经网络对开普勒获得的数据进行筛查，发现了此前被忽视的围绕“开普勒-90”旋转的第8颗行星微弱的凌日信号，从而发现了这颗行星。

开普勒-90与太阳同为黄矮星

3

“少年星”出征 中国首颗教育共享卫星成功发射

2月2日，承载着10万中小学生的创意和梦想，我国首颗教育共享卫星“少年星一号”搭载长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，将为中小学生提供测控真实卫星的体验，推动航天科普教育实践。新华社发（中科院科学传播局提供）

九天微星创始人、首席执行官谢涛（左二）与卫星研发团队探讨卫星技术问题

4

弯曲空间内首次实现激光光束加速 可模拟广义相对论现象

据物理学家组织网最新报道，在白炽灯泡壳内照射激光，美国-以色列物理学家团队第一次演示了弯曲空间内的光束加速实验，实现了光束轨迹偏移。这一实验可用于模拟并研究广义相对论的引力透镜等现象。

以前，科学家已经证实光束可以在平坦表面上被加速，加速度使其沿着弯曲而不是直线的轨迹行进。新实验中发现，被加速的光束也并非沿着测地线（又称大地线或短程线，可定义为空间中两点的局域最短或最长路径）移动，而是发生了偏移。

加速光束在非测地线轨迹上传播，而不是像普通光束沿测地线轨迹传播

5

中国率先实现脉冲数最小、安全距离最长量子密钥分发

记者4日从中国科技大学获悉，该校郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室，在国际上首次实现了分组脉冲数最小、安全距离最长的RRDPS协议，解决了该协议在实际信道条件下分组脉冲数过多、效率偏低的问题。成果发表在日前的国际权威学术期刊《自然通讯》上。

该成果对于丰富高维量子密钥分发的安全性分析理论和方法，提升系统的实用性有着重要价值。

墨子号量子密钥分发