儿子喜欢飞机，大约十岁的时候，他就在青少年创客空间造出了第一台能动的无人机，为了让这个机器能飞起来，他特意在飞机翅膀上安装了四个风扇~

关于“无人机飞行时间受限”这一难题。最早是在TRIZ创新方法课程上一位自动化专业的学生提出来的，我肯定了他的问题，同时也鼓励他继续探索，把想法付诸行动，尝试学习并运用TRIZ创新理论和方法，但最终学生提交的作业并没有选择解决这一难题，原因很简单，需要跨学科研究，解题成本太高。2025年的夏天，与来自外地的可拓学者交流的过程中，再一次发现了“无人机飞行时间受限”的问题。也正是因为这个问题的存在，以至于作为飞手的第一目标就是“让无人机在有限的时间内安全的飞回来”。

如何解决无人机飞行时间受限问题？看完超导纪录片后，脑海里浮现出“超导无人机”画面，但画面非常模糊，有点像个棉花糖。

为了让画面变得更加清晰，我开始网络搜索，发现中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究人员研制出了一种基于无人机平台的高效移动式超导纳米线单光子探测系统，能实现高探测效率和稳定性。

相关工作被记录在Advanced Photonics Nexus2025年第2期上，题目是“Drone-based superconducting nanowire single-photon detection system with a detection efficiency of more than 90%”。

研究人员通过氮化钛铌（NbTiN）超导薄膜材料无序度调控方法，在不大幅牺牲纳米线超导电性的前提下提升纳米线的灵敏度，实现了4.2K工作温度下内量子效率达到近100%的NbTiN-SNSPD（超导纳米线单光子探测器）; 还通过光学高反射率衬底设计以及光纤耦合封装，成功实现了液氦温区系统探测效率达到91.8%的超导纳米线单光子探测器的器件。

不仅如此，研究人员还设计并制定了满足无人机平台安全所需的微型液氦杜瓦系统，通过热效管理仿真和设计，将液氦杜瓦系统的总质量降低导12公斤以内，可以保障SNSPD持续高效工作3小时以上。

最后，为了保障SNSPD的稳定工作与数据存储，研究人员设计帮制作了由锂离子电池供电的集偏置电路、读出电路以及数据存储一体化的电学平台，总重量在1公斤以内，两块NCR18650A锂离子电池满电状态下，该电学平台可稳定支持SNSPD系统高效工作30小时以上。

【拓展阅读】

微系统所成功研制无人机载超导单光子探测系统----中国科学院上海微系统与信息技术研究所

Researching | Drone-based superconducting nanowire single-photon detection system with a detection efficiency of more than 90%

《解码科技史》 20230103 超导之路

《走近科学》 20170218 改变世界的超导_CCTV节目官网-CCTV-10_央视网(cctv.com)

itp.cas.cn/kxyj/xshd/sphf/

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