资讯汇总25期：【科技周报】高动态强度碳纳米管纤维制备成功

资讯汇总 2024.07.0525期 【科技周报】高动态强度碳纳米管纤维制备成功 摘要: 科学家首次在电子掺杂的单晶石墨烯中观测到超导电性。上海交通大学物理与天文学院李听昕课题组、刘晓雪课题组通过优化样品制备方法，成功制备出高质量双层石墨烯与二硒化钨异质结样品，通过栅极静电调控，揭示了该系统中空穴掺杂超导随位移电场和载流子浓度变化的完整相图，并在电子掺杂的情况下观察到超导态。空穴端和电子端的超导态强度均可通过外加的垂直位移电场进行有效调节，实验上测量到的最高超导转变温度分别约为450mK和300mK，这也是目前在单晶石墨烯系统中观察到超导转变温度的最高纪录。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 【资本市场动态】字节跳动旗下“懂车帝”融资 58亿 2024.07.02 【双碳周报】全国碳市场周交易总量大幅上涨 2024.07.01 【科技周报】首个支持30种方言混说语音大模型亮相 2024.06.28 【双碳周报】国内试点碳市场周交易总量继续上涨 2024.06.26 【上海产经观察】可控核聚变新突破：全球首台全高温超导托卡马克装置放电 2024.06.25 往期回顾 最大活跃DNA转座子数据集构建。中国科学院动物研究所张勇、王皓毅研究组开展了迄今为止最大规模DNA转座子活性筛选，构建了目前最大活跃DNA转座子数据集，极大扩展了基于DNA转座子的基因工程工具箱。他们解析了DNA转座子的活性相关因素和进化动态，揭示其多样化功能特征。此外，他们阐明了来自蚊子的Mariner2_AG转座子在CAR-T细胞治疗中的优越性能和临床应用潜力。相关研究成果发表于《Cell》期刊。 高动态强度碳纳米管纤维制备成功。北京大学、武汉大学等研究团队合作，提出了一种高动态强度碳纳米管纤维的制备方法—引入聚对苯撑苯并二噁唑（PBO）增强碳纳米管管间作用，机械训练提高取向性机械处理提高纤维致密性，获得了动态强度高达14GPa的碳纳米管纤维。实验和多尺度理论计算分析表明，碳纳米管管间作用、取向性和纤维致密性是纤维力学性能提升的关键。相关研究成果发表于 《Science》期刊。 南方科技大学设计出二氧化碳捕集材料新体系。南方科技大学环境科学与工程学院张作泰团队基于原子级设计，成功合成了一种新型的胺—载体系统。这种独特的设计不仅实现了低再生能量，还展现出优异的循环稳定性、高二氧化碳吸附容量，以及快速吸附动力学，在室温下15分钟即可达到饱和。此外，研究揭示了胺与载体之间的电子级相互作用，阻止了氨基甲酸盐产物的脱水反应，大幅提高了材料的稳定性。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。 一体化海水直接制氢新模式构建成功。深圳大学谢和平院士团队建立了真实海浪波动下的相变迁移海水制氢理论模型，并在实验室模拟的海洋环境下，实现了500小时以上的稳定性，且未发生催化剂腐蚀等充分验证了电解系统、防水透气层等核心关键部件在复杂环境下的耐受性与抵御力，为在真实大海不可控波动环境下规模化海水直接电解制氢提供理论指导。该研究推动了海水无淡化原位直接电解制氢全新原理技术的产业化进程，构建了“海上风电等可再生能源利用—海水资源利用—氢能生产”为一体的全新海洋绿氢产业体系，有望形成无淡化、无额外催化剂工程、无海水输运、无污染处理的无额外能耗原位海水直接电解制氢全新模式。相关研究成果发表于《NatureCommunications》期刊。 风险提示：前沿科技发展进程在规制边界、演进路径、商业落地、外部环境等方面不及预期。 产品研究中心 赵子健(分析师) 021-38032292 zhaozijian@gtjas.com 登记编号S0880520060003 徐淋(分析师) 021-38677826 xulin028941@gtjas.com 登记编号S0880523090005 目录 1.未来信息领域3 2.未来生物领域4 3.新一代制造领域6 4.新能源与环保领域7 导读： 本报告汇编了2024年06月23日到2024年06月29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。 技术资讯 1.未来信息领域 科学家首次在电子掺杂的单晶石墨烯中观测到超导电性 近日，上海交通大学物理与天文学院李听昕课题组、刘晓雪课题组首次在电子掺杂的单晶石墨烯中观测到超导电性，对于理解晶体石墨烯及转角石墨烯系统的超导机理、设计制备基于石墨烯系统的高质量新型超导量子器件等具有重要意义。研究团队通过优化样品制备方法，成功制备出高质量双层石墨烯与二硒化钨异质结样品，通过栅极静电调控，揭示了该系统中空穴掺杂超导随位移电场和载流子浓度变化的完整相图，并在电子掺杂的情况下观察到超导态。空穴端和电子端的超导态强度均可通过外加的垂直位移电场进行有效调节，实验上测量到的最高超导转变温度分别约为450mK和300mK，这也是目前在单晶石墨烯系统中观察到超导转变温度的最高纪录。研究人员进一步分析发现，在较高的位移电场下，双层石墨烯在空穴掺杂和电子掺杂时均出现了一系列自发对称性破缺态，这些态的出现与能带的范霍夫奇点以及电子—电子相互作用相联系。空穴掺杂和电子掺杂的超导的正常态均对应于费米面为部分极化的情况。研究团队发现，在选取的超导转变温度、超导临界垂直磁场等超导性质类似的情况下，空穴掺杂超导和电子掺杂超导展现了截然不同的平行磁场依赖性，预示二硒化钨对双层石墨烯中超导的增强效果，可能不仅仅由近邻效应引入的Ising自旋轨道耦合相互作用引起。相关研究成果发表于《Nature》期刊。（中国科学报，06/24） 新一代实时语音编码行业标准公示 近日，腾讯主导的新一代实时语音编码行业标准AVS3P10已进入公示阶段，即将正式发布。该标准由腾讯提议启动、推进和维护，以腾讯首款神经网络语音编解码器Penguins为原型，由数字音视频编解码技术标准（AVS）音频组多家成员单位共同参与编制。作为全球首个系统性引入人工智能并真正实现低码率下高质量语音编码的标准，其仅需现有主流标准1/3的编码码率，便可获得同等清晰度音质。这意味着，今后线上会议、语音通话等实时音频场景，对带宽要求大幅降低，即使在电梯、地库、隧道等较差网络环境中，也能够实现清晰流畅的语音通话。Penguins将AI与传统技术紧密融合，从算法研究、工程化、产品化层面开展大量系统性创新，打破传统香农定律性能极限，引入大数据并在可控算力增量下提供了新的性能上界，从而对下一代通信系统，尤其是信源编码器部分，提供了新的技术基础和方法论。多方测试表明，AVS3P10标准代表了目前行业最高水平，实现了6kbps（千比特每秒）下的高质量语音通信，即使在2G网络下也能实现清晰通话。AVS工作组指出，AVS3P10作为新一代语音编解码技术标准，是对AVS系列标准的重要补充。在编解码、音频降噪、语音增强等领域，腾讯会议天籁实验室正在探索实时音频通信前沿技术，打造全球领先的实时音频通信端到端解决方案，为用户带来“听得清、听得真”的极致体验。（科技日报，06/27） SQUID系统“撬开”人工智能“黑匣子” 近日，美国冷泉港实验室（CSHL）科学家创造了一种名为SQUID的新系统，它能“撬开”AI模糊的内部逻辑的“黑匣子”。SQUID全称是“深度网络替代定量可解释性”，旨在帮助解释AI模型如何分析基因组。与其他分析工具相比，SQUID减少了背景噪音，可以更准确地预测基因突变的影响。研究人员解释说，SQUID能发挥作用的关键原因在于“训练”。此次科学家对SQUID所做的训练，是利用数十年的定量遗传学知识来帮助人们理解这些深度神经网络正在学习什么。SQUID的原理是首先生成一个包含10万多个变异DNA序列的数据库，然后用一个名为MAVE-NN（变异效应神经网络多重分析）的程序来分析库中的突变及其影响。该工具让科学家能同时进行数千个虚拟实验，最终“钓出”预测最准确的AI算法。尽管计算机虚拟实验无法替代真实的实验室操作，但它们可以提供非常丰富的信息，帮助科学家理解基因组特定区域如何运作、突变会产生什么影响。相关研究成果发表于《NatureMachineIntelligence》期刊。（科技日报，06/27） 首台实用型芯片级钛宝石激光器问世 近日，美国斯坦福大学团队在芯片上制造出一种钛宝石激光器。与目前的任何其他钛蓝宝石激光器相比，这一原型机的体积缩小了4个数量级（即原来的万分之一），成本降低了3个数量级（即原先的千分之一）。研究人员首先在二氧化硅平台上铺了一层大块的钛蓝宝石；再将钛蓝宝石研磨、蚀刻和抛光成极薄的一层，只有几百纳米厚；然后，在该薄层上设计出一个由微小脊线组成的漩涡。这些脊线就像光纤电缆，引导光线不断循环，强度逐渐增强。这种模式被称为波导。剩下的部分是一个微尺度加热器，它可以加热穿过波导的光，从而让研究人员能改变发射光的波长，将光的波长范围调整到700-1000纳米之间，即从红光到红外光。在量子物理学方面，这种新激光器可大幅缩小最先进的量子计算机的规模；在神经科学方面，它可在光遗传学中得到应用，允许科学家通过相对较大的光纤引导大脑内部的光来控制神经元；在眼科方面，它可能在激光手术中与啁啾脉冲放大技术结合，实现新应用，或者提供更便宜、更紧凑的光学相干断层扫描技术来评估视网膜健康。相关研究成果发表于 《Nature》期刊。（科技日报，06/28） 新训练可减少AI系统社会偏见 近日，美国俄勒冈州立大学工程学院和Adobe公司的科学家携手，开发出一种用于训练人工智能（AI）的新技术FairDeDup。该技术不仅能降低训练成本，而且有望减少AI系统的社会偏见。FairDeDup是“公平重复数据消除”的缩写，指从用于训练AI系统的数据中删除冗余信息，从而大幅降低训练成本。研究人员表示，之所以将新方法命名为FairDeDup，也是因为它基于此前一种具有成本效益的方法SemDeDup。SemDeDup可以用更少的资源对AI进行训练。但这一过程会强化AI的社会偏见。在最新研究中，他们通过引入公平机制，对SemDeDup进行了改进，FairDeDup因此面世。FairDeDup的工作原理是：通过一种名为“修剪”的过程，细化从网络上收集的图像字幕数据集。“修剪”指选择能代表整个数据集的数据子集。该工具可以感知内容，并决定保留或删除哪些数据。结果显示，FairDeDup删除了冗余数据，同时结合了可控的、人为定义的多样性维度，从而减少偏见。相关研究成果发表于美国西雅图举行的IEEE/CVF计算机视觉和模式识别会议大会上。（科技日报，06/28） 英特尔推出光学计算互连芯粒 近日，英特尔硅光集成解决方案（IPS）团队展示了业界领先的、完全集成的光学计算互连（OCI）芯粒。该OCI芯粒可在在最长可达100米的光纤上，单向支持64个32Gbps通道，有望满足AI基础设施日益增长的对更高带宽、更低功耗和更长传输距离的需求。它将有助于实现可扩展的CPU和GPU集群连接，以及包括一致性内存扩展及资源解聚的新型计算架构。在CPU和GPU中，用光学I/O取代电气I/O进行数据传输，就好比从使用容量和距离有限的马车到使用承载量更大、行驶距离更远的小汽车和卡车来配送货物。英特尔方面表示，其OCI芯粒等光学I/O解决方案，在性能和能耗方面实现了这一水平的提升，从而有助于AI的扩展。在完全集成的OCI芯粒中，英特尔利用了已实际验证的硅光子技术，集成了包含片上激光器的硅光子集成电路（PIC）、光放大器和电子集成电路。不过，英特尔相关人士表示，由于传输延迟，在实际应用中其传输距离可能仅限几十米。它采用8对光纤，每根8波长密集波分复用（DWDM）。这种共封装解决方案功耗仅为每比特5皮焦耳（pJ），与之相比，可插拔光收发器模块的功耗大约为每比特15皮焦耳。英特尔研发的OCI芯粒目前尚处于技术原型阶段。英特尔正在与客户合作，开发共封OCI和客户SoC，作为光学I/O的解决方案。相关研究成果发表在2024年光纤通信大会（OFC）上。（中