洛桑联邦理工大学

2019年6月19日，2020年QS世界大学排名发布，美国的哥伦比亚大学位列第18名，瑞士的洛桑联邦理工学院位列第19名，英国的爱丁堡大学位列第20名。这三所大学你了解多少，快来看一下。

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01哥伦比亚大学（QS世界：第18名；国家/地区：美国）

哥伦比亚大学（Columbia University），正式名称为纽约市哥伦比亚大学，简称为哥大，是一所位于美国纽约曼哈顿的世界顶级私立研究型大学，为美国大学协会的十四所创始院校之一，常春藤盟校之一。

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哥伦比亚大学于1754年根据英国国王乔治二世颁布的《国王宪章》而成立，最初名为国王学院，1896年正式更名为哥伦比亚大学（1784-1896为哥伦比亚学院）并迁到目前所在的晨边高地校园。

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哥大是美国历史最悠久的五所大学之一，也是培养诺贝尔奖获得者最多的大学之一。哥大校园里还走出5位美国开国元勋，奥巴马、罗斯福等四位美国总统，34位各国元首和政府首脑，10位美国最高法院大法官。哥伦比亚大学拥有世界一流的法学院、医学院、新闻学院等，哥大新闻学院颁发的普利策奖是美国新闻界的最高荣誉。1767年哥大授予了第一个医学博士学位，这也是美国历史上第一个专业博士学位。哥大是美国重要的研究机构之一，发明了脑机接口 、激光、微波激射器 、核磁共振 。二战时，制造原子弹的曼哈顿计划诞生在哥大。

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02洛桑联邦理工学院（QS世界：第19名；国家/地区：瑞士）

洛桑联邦理工学院成立于1969年，是一所世界顶尖的理工院校。学校位于瑞士的法语区，与德语区的苏黎世联邦理工学院是姊妹院校。两所院校以及相应研究机构共同组成了瑞士联邦理工学院，直接由联邦政府管理。在教学与研究之外，洛桑联邦理工学院还负责操作核反应堆CROCUS，一个托卡马克聚变反应堆（Tokamak Fusion reactor）等。学校以其师生比例，国际视野以及科研影响力而闻名。

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洛桑联邦理工学院最早创办于1853年，名为“洛桑特别学院”，起初是一个私立学校，是在巴黎中央理工毕业生Lois Rivier以及 John Gay的倡导之下建立的。当时只有11个学生。洛桑特别学院在1869年成为洛桑大学的工程系。1890年，洛桑大学取得大学地位时，工程系更名为“洛桑大学工程学院”。1946年，更名为“洛桑大学理工学院”。1969年，洛桑大学理工学院从洛桑大学独立出来，成为一所由瑞士联邦政府直接管理的大学，并改为现名。

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03

爱丁堡大学（The University of Edinburgh），简称爱大，是一所位于英国苏格兰首府爱丁堡的世界顶尖公立综合研究型大学，苏格兰最高学府，英国老牌顶尖学府，英国罗素大学集团、欧洲科英布拉集团、欧洲研究型大学联盟、全球大学高研院联盟成员。

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1582年，与早年许多在教廷允许成立的大学不同，爱丁堡大学在苏格兰国王詹姆斯六世的允许和爱丁堡市议会的资助下展开筹建。1583年，大学正式成立，作为欧洲宗教改革运动之后的第一所市立大学，其最初的名称是“唐尼斯学院”，是苏格兰的第4所也是整个英语世界的第6所大学。在18世纪欧洲启蒙运动的浪潮中，爱丁堡大学逐渐成为学术中心和欧洲主要大学之一。

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本杰明·富兰克林曾盛赞：“爱丁堡大学拥有许多真正的伟人和从事各种知识研究的教授，这在以往的任何时代、任何国家都从未有过。”爱丁堡大学校友和教职人员中有27名诺贝尔奖获得者，1名菲尔兹奖获得者，4名图灵奖获得者，4名英国首相。

新华社照片，外代，2018年9月2日

（外代二线）瑞士洛桑联邦理工学院举办“无人机日”

9月1日，在瑞士洛桑联邦理工学院举行的“无人机日”上，人们观看一架在笼中飞翔的无人机。

新华社/欧新

导读

据瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）官网近日报道，该校研究团队开发出一款比现今最快速的晶体管快10倍的纳米器件。该器件可以生成大功率的太赫兹波。众所周知，虽然太赫兹波可以应用于从成像到感知再到高速无线通信的一系列领域，但却难以生成。该器件的大功率皮秒操作，也为某些先进的医疗技术例如癌症治疗带来了巨大的希望。

背景

太赫兹（THz）波，是频率范围在100GHz到10THz之间，介于微波与红外线之间的电磁波。

（图片来源：维基百科）

太赫兹波具有穿透性强、安全性高、定向性好、带宽大、时间与空间分辨率高等技术优势，可以穿透纸张、衣服、木头和墙壁，也可以检测空气污染。

用太赫兹技术对一本合上的书中的书页内容进行成像（图片来源：Barmak Heshmat）

太赫兹波源可以彻底改变安全和医学成像系统，此外还可以携带海量的数量，进行更快速的无线通信。

太赫兹通信系统（图片来源：荷兰内梅亨大学）

太赫兹波是一种非电离的辐射，也就是说不会有害人体健康。这项技术已经在某些机场用于扫描乘客和检测危险物品和物质。

太赫兹安检成像示意图（图片来源于网络）

尽管太赫兹波的前景似乎一片光明，但是目前仍然没有得到广泛使用，原因就是造价昂贵且需要大而笨重的设备来产生。

创新

近日，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）开发的一项新技术将改变这一切。位于电力与宽带隙电子研究实验室（POWERlab）的团队，在 Elison Matioli 教授的领导下，打造了一款纳米器件（1纳米等于百万分之一毫米）。该器件可以在皮秒（一皮秒等于一万亿分之一秒）内生成极高功率的信号，从而生成大功率的太赫兹波。

（图片来源：EPFL）

这项技术可安装到芯片或者柔性材料上，未来甚至可安装到智能手机和其他手提式设备上。这项研究的第一作者是 POWERlab 的博士研究生 Mohammad Samizadeh Nikoo，相关论文发表在《自然（Nature）》杂志上。

技术

这款便宜的全电子小型纳米器件，通过一个微型太赫兹波源，立刻生成高强度的太赫兹波。其工作方式是在一皮秒内生成一个强大的“电火花”，这个“电火花”具有从10伏（或者更低）到100伏的电压尖峰。该设备能够几乎连续地生成这种“火花”，这意味着每秒可发出高达5千万个信号。当安装在天线上时，该系统可以产生并发射大功率太赫兹波。

该器件由两块紧密靠近的金属板组成，它们之间的距离低至20纳米。当施加电压时，电子涌向其中一块板，在那里形成纳米等离子体。一旦电压达到某个阈值，电子几乎立刻射向第二块板。用如此快速的切换实现的这种迅速移动，创造出了一个可以产生高频波的高强度脉冲。

传统电子器件的切换速度仅能达到每皮秒1伏，这对于生成大功率太赫兹波来说太慢。

这款新型纳米器件，速度快十倍，可生成既高能量又高频率的脉冲。Matioli 表示：“通常来说，让这两个变量都达到很高的值是不可能的。高频半导体器件的尺寸是纳米级的，它们只能承受住几伏的电压。与此同时，大功率器件，对于生成太赫兹波来说显得太大太慢。我们方案是用最新的纳米级制造技术重新访问老旧的等离子体场，从而提出一种可以突破这些限制的新器件。”

价值

Matioli 称新器件将所有的变量都推向了极限值：“你通常不会在同一个句子中听到‘高频率’、‘大功率’和‘纳米级’这些词汇。”

Samizadeh 表示：“从一方面说，这些纳米器件带来了极高水平的简单性和低成本，从另一方面说，也展示了卓越的性能。此外，它们可以与其他的电子器件例如晶体管集成到一起。就这些特性而言，纳米等离子体可以为超高速电子器件领域塑造一个不同的未来。”

这项技术除了生成太赫兹波以外还有更为广泛的应用。Matioli 补充道：“我们非常肯定会有更多的创新应用到来。”

关键字

纳米器件、太赫兹、天线

参考资料

【1】Mohammad Samizadeh Nikoo, Armin Jafari, Nirmana Perera, Minghua Zhu, Giovanni Santoruvo, Elison Matioli. Nanoplasma-enabled picosecond switches for ultrafast electronics. Nature, 2020; 579 (7800): 534 DOI: 10.1038/s41586-020-2118-y

近日，洛桑联邦理工学院Valais Wallis学院的研究人员申请了一项新概念的专利，该概念可将卡车的二氧化碳排放量减少近90%。过程是将二氧化碳捕获在排气系统中，将其转化为液体并将其存储在车辆上；然后将液态二氧化碳输送到服务站，在那里液态二氧化碳会被转化为传统燃料。

在欧洲，交通运输的二氧化碳排放量占总排放量的近30%，其中72%的排放来自公路运输。尽管使用电动汽车作为个人交通工具可能有助于降低这一数字，但减少卡车或公共汽车等商业交通工具的排放则是一个更大的挑战。

洛桑联邦理工学院Valais Wallis学院的研究人员现在提出了一种新的解决方案——直接在卡车的排气系统中收集二氧化碳，并将其液化在车顶的一个盒子里。然后将液态二氧化碳输送到服务站，在那里液态二氧化碳会被转化为燃料。该项目由洛桑联邦理工学院工程学院的Francois Marechal领导的工业过程和能源系统工程小组负责协调，该专利概念论文已发布在《能源研究前沿》上。

研究人员计划将洛桑联邦理工学院开发的几项技术结合起来，捕捉二氧化碳并将其从气体转化为液体，同时可以回收交通工具上大部分可用的能量，比如发动机的热量。在研究中，研究人员采用了送货卡车为研究对象。

首先，排气管中的车辆烟气被冷却，水与气体分离。研究人员采用变温吸附系统，并使用专门设计用于吸收二氧化碳的金属有机骨架(MOF)吸附剂，将二氧化碳与其他气体(氮气和氧气)隔离开。这些材料是由温迪·昆(Wendy Queen)领导的洛桑联邦理工学院Valais Wallis学院的Energypolis团队开发的。一旦材料被二氧化碳饱和，就将其加热，以便可以从中提取纯的二氧化碳。洛桑联邦理工学院Neuchatel校区的JürgSchiffmann实验室研发的高速涡轮压缩机，能够利用汽车引擎的热量将提取的二氧化碳压缩成液体。这些液体被储存在一个罐里，然后可以在加油站用可再生电力转换回传统燃料。“卡车在加满燃料时仅会沉积液体，”Maréchal说。

整个过程发生在一个长2米、宽0.9米、宽1.2米的胶囊内，位于驾驶员座舱上方。“胶囊和油箱的重量仅为运载工具有效载荷的7%，”Marechal补充道。“这个过程本身消耗的能量很少，因为它的所有阶段都已经经过优化。”

研究人员的计算表明，一辆使用1公斤传统燃料的卡车可以产生3公斤的液态二氧化碳，而且这种转换不涉及任何能量损失。

只有10%的二氧化碳排放不能被循环利用，研究人员建议利用生物质来抵消这一影响。

该系统理论上可以与所有卡车，公共汽车甚至轮船一起使用，并且可以与任何类型的燃料一起使用。优势在于，与基于电动或氢的卡车不同，它可以改装到现有卡车上，以抵消其在碳排放方面的影响。

（文章来源：OFweek环保网）

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的一个团队开发了一款微小的机器人。

EPFL表示：“DEAnsect是由人工肌肉行走：它可以被扭曲，弯曲，挤压，同时保留其功能，” 小机器人的可以在受到了苍蝇拍或鞋子拍打后继续运作。

这款机器人叫DEAnsect，被称为“介电弹性体致动器”，它试图创造出一种将运动、智能和效率融为一体的机器人。 EPFL将其描述为一种“智能昆虫”，能够跟随在地面上画出的线行动。研究人员正在为机器人安装传感器和发射器，使它们能够相互通信和协调。

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随着DEAnsects加入了昆虫仿生式机器人研究的发展潮流。这种潮流还促使了RoboFly，沃尔玛对蜜蜂机器人感兴趣，以及NASA对蝉状无人机的测试。