资讯汇总30期：【科技周报】宁波材料所以“微交联法”创制高弹性铁电材料

资讯汇总 产业研究中心 2023.08.0930期 作者：赵子健 电话：021-38032292 邮箱：zhaozijian@gtjas.com 资格证书编号：S0880520060003 【科技周报】宁波材料所以“微交联法”创制高弹性铁电材料 摘要： 中国台湾研究团队开发出兼容CMOS的自旋电子内存计算宏。中国台湾清华大学研究团队开发出兼容 CMOS的自旋电子内存计算宏，可确保AI边缘设备安全。该自旋电子内存计算宏的实现是基于自旋电 往期回顾 【双碳周报】国外碳市场碳配额交易价格集体下降 2023.08.07 【科技周报】我国首款柔性太阳翼通信卫星发射成功 2023.08.02 【双碳周报】福建省碳市场配额成交量巨幅提升 2023.08.01 【双碳周报】碳中和领域股权投资热度有所上升 2023.07.24 【科技周报】北京大学成功实现具有纠缠修复能力的多芯片高维量子网络 2023.07.24 子学的物理不可克隆函数和二维半补物理加密技术，同时使用了防窥探自解密突发读取方案和稀疏性 和校正线性单元感知相结合的提前终止内存计算引擎，以提高计算效率和保护数据安全。实验表明，该自旋电子内存计算宏能够提高计算效率和保障数据安全。未来，该研究可应用于边缘计算、数据中心和云计算等领域。相关研究成果发表于《NatureElectronics》期刊。 上海药物所揭示B类GPCRs新型小分子药物靶点的偏向性激活机制。中国科学院上海药物研究所徐华强、赵丽华研究团队利用冷冻电镜技术，获得了B类GPCRs中最重要的成员之一PTH1R与小分子激动剂PCO371的高分辨率结构，通过结构分析和功能实验发现B类GPCRs存在类似PCO371结合的保守的小分子结合口袋，揭示了PCO371的新型的结合模式。该药物口袋的发现为治疗糖尿病、肥胖、骨质疏松和其他涉及B类GPCRs的疾病的药物研发提供了新的方向和途径，为开发更具选择性和有效性的药物打开了新的视野。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 宁波材料所以“微交联法”创制高弹性铁电材料。中国科学院宁波材料技术与工程研究所柔性磁电功能材料与器件团队提出了“弹性铁电材料”的概念，设计了精确的“微交联法”在铁电聚合物中建立网络结构。选择聚（偏氟乙烯—三氟乙烯）（P(VDF-TrFE)，55/45mol%）作为反应基体材料，选择带有软而长链的聚氧化乙烯二胺（PEG-diamine）作为交联剂材料，使用低交联密度（1%～2%）赋予线性铁电聚合材料弹性的同时保持较高的结晶度。该方法利用简单的化学反应实现了铁电性与弹性的良好匹配，为铁电材料弹性化提供了新思路。相关研究成果发表于《Science》期刊。 科研人员发现新的光波导材料。安徽大学先进材料原子工程研究中心朱满洲、陈爽科研团队设计并合成了具有橙色和红色发光的Pt1Ag18和AuxAg19-x纳米团簇。两种纳米团簇的晶体都表现出优异的光波导性能，它们的光损耗系数低于大多数有机、无机以及杂化材料。而且，这种光波导性质在金属纳米团簇中具有一定的普适性。金属纳米团簇光波导行为的发现为开发配体保护的金属纳米团簇作为活性光波导材料奠定了理论基础、开辟了广阔的应用前景，为构建基于团簇的小型化集成纳米光子器件提供了支持。相关研究成果发表于《Science》期刊。 新研究奠定丙烷脱氢新工艺科学基础。天津大学巩金龙团队对上千种催化剂开展了测试和表征工作，从反应和传热的科学本质出发，提出了储量丰富的金属氧化物结构化设计方法，发现了催化剂结构对丙烷转化的影响规律，明确了反应中间物种迁移对不同反应的串联作用机制；经过系统的工艺条件探索，建立了反应器内热量集成利用的技术策略，开发了丙烷直接脱氢吸热反应与选择性燃烧放热反应的耦合工艺，成功突破了传统直接脱氢工艺的技术局限。相关研究成果发表于《Science》期刊。 导读： 本报告汇编了2023年07月30日到2023年08月05日期间前瞻产业的重要动态，主要涉及未来信息、未来生物、新一代制造、新能源与环保领域中的前沿赛道。 1.未来信息领域 1.1.技术资讯 美国研究人员使用量子计算机识别候选分子以开发更高效的太阳能电池 近日，美国橡树岭国家实验室的研究人员使用QuantinuumH1-1量子计算机开发出一种有效的模拟方法来识别具有单线态裂变特性的分子，以开发更高效的太阳能电池板。传统太阳能电池的理论最大效率约为33%，而表现出单线态裂变的材料可以突破这一限制，但确定某种材料是否表现出单线态裂变却非常困难。研究人员使用基于Peeters-Devreese-Soldatov（PDS）方法的量子求解器，应用三种独立的策略来减少计算工作量：（1）通过逐渐减少量子位来减小相关希尔伯特空间（Hilbertspace）的大小；（2）通过旋转到由量子位交换泡利弦（Paulistrings）共享的特征库来进行测量优化；（3）使用QuantinuumH1-1量子硬件上可用的所有20个量子位并行执行多状态准备和测量操作。该研究成果验证了使用量子计算机解决科学问题的可行性。相关研究成果发表于《TheJournalofPhysicalChemistryLetters》期刊。（全球技术地图，08/01） 机器学习模型首次在太空检测云层变化 近日，英国牛津大学科学家首次在外太空一颗人造卫星上训练了一个机器学习模型，这一成果可实现很多应用领域的实时监测和决策，有望彻底改变遥感卫星的能力。研究团队在卫星上训练了一个简单的模型RaVAEn，以从卫星直接拍摄的空中图像中检测出云层的变化。该模型基于“小样本学习”方法，当模型只有几个样本可供训练时，该方法使模型能够学习最重要的特征，其关键优点是可将数据压缩成更小的代表数据，使模型得以更高效运行。通常，开发一个机器学习模型需要几轮训练，而新模型在约1.5秒内就完成了训练阶段（使用了1300多张图像）。当团队利用新数据测试该模型的性能时，其会在约1/10秒内自动检测到云是否存在。该模型可很好地适应不同的任务，并使用其他形式的数据。相关论文已经提交于近期举行的国际地球科学与遥感研讨会。（科技日报，08/01） 半导体所观测到各向异性平面能斯特效应 近日，中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室朱礼军团队在单晶CoFe(001)薄膜器件中观测到各向异性的平面能斯特效应（PlanarNernstEffect），其强度随(001)晶面的晶格方向强烈变化并呈现面内双轴各向异性。当磁矩在外磁场驱动下在薄膜材料平面内旋转时，电流产生的温度梯度导致的平面能斯特电压表现为一个sin2φ依赖的二次谐波横向电压信号 （φ为磁矩相对电流的夹角）。这种各向异性平面能斯特效应被认为主要起源于内禀的能带交叠效应，可能对谐波霍尔电压、自旋扭矩铁磁共振、自旋塞贝克等自旋电子学实验的分析产生重要影响，有望应用于能量收集电池和温度传感器等。然而，这种平面能斯特效应的各项异性并未导致任何极化方向的非平衡自旋流（SpinCurrent）或自旋轨道矩（Spin-OrbitTorque）的产生。相关研究成果发表于《AdvancedScience》期刊。（中国科学院半导体研究所，08/01） 中国台湾研究团队开发出兼容CMOS的自旋电子内存计算宏 近日，中国台湾清华大学研究团队开发出兼容CMOS的自旋电子内存计算宏，可确保AI边缘设备安全。该自旋电子内存计算宏的实现是基于自旋电子学的物理不可克隆函数和二维半补物理加密技术，同时使用了防窥探自解密突发读取方案和稀疏性和校正线性单元感知相结合的提前终止内存计算引擎，以提高计算效率和保护数据安全。实验表明，该自旋电子内存计算宏能够提高计算效率和保障数据安全。未来，该研究可应用于边缘计算、数据中心和云计算等领域。相关研究成果发表于《NatureElectronics》期刊。（全球技术地图，08/02） 美国研究人员开发出基于计算机视觉的机器人远程操作系统 近日，美国英伟达公司与加州大学圣地亚哥分校联合研究团队开发出一种基于计算机视觉的远程操作系统，可应用于不同的机器人。该操作系统名为AnyTeleop，可以远程操作各种机械臂和机械手来处理不同的手动任务。该系统通过单个或多个摄像头跟踪人类手部姿势，然后重新定位它们以控制多指机器人手的手指。与过去的类似系统相比，AnyTeleop可以与不同的机器人手臂、机器人手、相机配置以及不同的模拟或现实环境兼容，具有易于部署的优点。AnyTeleop平台还可以收集人类演示数据，用于更好地训练机器人自主完成不同的任务。英伟达公司将很快推出AnyTeleop系统的开源版本，允许全球开发者共同开发。（全球技术地图，08/03） 新型双色发光人造分子制成 近日，以色列希伯来大学研究团队开发了一种由两个耦合的半导体纳米晶体组成的“人造分子”系统，该系统可以发出两种不同颜色的光，实现了快速和瞬时的颜色切换。这表明，在纳米尺度上如此快速和高效地切换颜色具有巨大的可能性。研究团队创造了一种具有两个发射中心的新型分子，在这种分子中，电场可以调节每个发射中心改变颜色，但不会损失亮度。人造分子可以使组成纳米晶体中的一个中心发射绿光，而另一个发射红光。这种新型的双色发光人造分子的发射对诱导电场的外部电压很敏感：一个极性的电场会诱导红色中心发光，而将电场切换到另一个极性时，颜色发射会瞬间切换为绿色，反之亦然。这种颜色转换现象是可逆和即时的，因为它不包括任何分子结构的运动。只需在设备上施加适当的电压，就能获得这两种颜色中的一种，或它们的任意组合。这一突破为开发探测和测量电场的敏感技术打开了大门，它可彻底改变先进的显示器并助力科 学家创建可切换颜色的单光子源。相关研究成果发表于《NatureMaterials》期刊。（科技日报，08/04） 日本研究机构开发出高速神经形态双电层晶体管 近日，日本国立材料科学研究所研究团队开发出高速神经形态双电层晶体管。该研究团队使用脉冲激光在陶瓷和金刚石薄膜上进行高精度沉积，成功在其界面形成双电层，并依据此薄膜开发出双电层晶体管。经过实验，该双电层晶体管的运行速度是现有同类产品的8.5倍，刷新世界纪录。未来，该研究可应用于边缘人工智能、传感器等领域。相关研究成果发表于《MaterialsTodayAdvances》期刊。（全球技术地图，08/05） 2.未来生物领域 2.1.技术资讯 天津工生所在谷氨酸棒杆菌突变器构建和基因组连续进化技术开发方面获进展 近日，中国科学院天津工业生物技术研究所郑平团队在谷氨酸棒杆菌突变器构建以及基因组连续进化技术开发方面取得了新进展。研究发现了谷氨酸棒杆菌中DNA聚合酶IIIε亚基（DnaQ）的同源蛋白并没有校对活性，且DNA复制过程中的校对功能依赖DNA聚合酶IIIα亚基（DnaE1）的组氨酸磷酸酶（PHP）结构域行使，并通过对该结构域关键氨基酸残基的饱和突变，获得了能够将谷氨酸棒杆菌自发突变频率提升16-505倍的突变器；为了探索不同类型的突变器元件，研究进一步基于谷氨酸棒杆菌中非经典的错配修复系统NucS，构建了突变器的高通量筛选体系，筛选获得了突变偏好性与DnaE1突变器明显不同的22种全新突变器元件，最高突变频率提升了236倍；通过上述元件的组合，形成了对DNA复制过程中校对系统和复制后错配修复系统同时干预的二元突变器元件，菌株自发突变率提高了2352倍。基于上述不同突变频率的突变器，研究通过适应性进化，快速获得了高浓度甲醇/糠醛耐受菌株以及蛋白高表达菌株，并鉴定了新型甲醇耐受元件。该研究不仅为谷氨酸棒杆菌的进化工程研究提供了高效工具，而且为其他微生物高效突变器元件和基因组连续进化技术的开发提供了技术策略参考。相关研究成果发表于《NucleicAcidsResearch》期刊。（中国科学院天津工业生物技术研究所，07/31） 深圳先进院等提出器官手术解剖功能区域自动分割方法 近日，中国科学院深圳先进技术研究院生物医学与健康工程研究所联合国外团队，在子区域构建图的基础上，提出了解剖关系推理图卷积网络的分割框