资讯汇总29期：【科技周报】高性能有机热电材料研究取得重要进展

资讯汇总 2024.08.0329期 【科技周报】高性能有机热电材料研究取得重要进展 摘要: 北大团队成功研发世界首个碳纳米管张量处理器芯片。该芯片采用新型器件工艺和脉动阵列架构，将3000个碳纳米管晶体管集成为张量处理器芯片，将碳基电子学从器件研究推向系统演示，显著提升卷积神经网络的运算效率，功耗极低，且准确率达到88%。此外，碳基晶体管展现出比硅基CMOS晶体管更优的速度功耗综合优势，碳基张量处理器在180nm技术节点具有3倍性能优势，并有延续至先进技术节点的潜力。相关研究成果发表于《NatureElectronics》期刊。 【双碳周报】全国碳市场周交易总量有所上涨 2024.07.30 【科技周报】世界最轻最小纯自然光供能微型飞行器研制成功 2024.07.26 【上海产经观察】上海召开市值管理座谈会，沪国资指数上涨 2024.07.23 【双碳周报】全国碳市场周交易总量有所下降 2024.07.22 【双碳周报】全国碳市场周交易总量大幅上涨 2024.07.18 往期回顾 贝达喹啉药物改造有了新方向。南开大学生命科学学院贡红日、饶子和院士与合作者经过多年研究，首次揭示了贝达喹啉及其衍生药物对结核分枝杆菌和人源三磷酸腺苷（ATP）合成酶的作用机制。这对开发新一代高选择性抗结核药物具有重要意义。研究团队首先获得了均一稳定且有活性的结核分枝杆菌ATP合成酶蛋白样品，然后成功解析了贝达喹啉结合状态下该样品的高分辨率冷冻电镜结构。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 高性能有机热电材料研究取得重要进展。中国科学院化学研究所朱道本、狄重安研究团队与张德清课题组，联合北京航空航天大学赵立东课题组以及国内外的研究团队，提出并构建了聚合物多周期异质结 （PMHJ）热电材料。该类型分子组装体具有周期有序的纳米结构，其中两种聚合物厚度均小于10纳米，相邻界面约为2个分子层且具有体相异质特征。优化后的PMHJ薄膜可以保持优异的电荷输运特性，并大幅抑制声子/类声子传播，从而实现了聚合物热电性能的大幅提升，为高性能塑料基热电材料的研究和应用提供了全新路径。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 新分子有望延长钙钛矿电池寿命。西湖大学工学院王睿团队联合浙江大学薛晶晶团队，抛弃传统设计思路，把目光投向具有本征稳定性的全碳基结构—芘核。研究团队成功合成基于芘的共轭母核分子Py3，并开发了新型空穴选择接触结构。实验测试显示，采用Py3分子作为空穴选择接触层的钙钛矿电池，光电转化效率显著提高至26.1%；此类钙钛矿电池器件运行寿命超1万小时。而在现阶段，钙钛矿电池的使用寿命约为3000小时。相关研究成果发表于《Nature》期刊。 四部门联合发文推动数据中心绿色低碳发展。由国家发展改革委、工业和信息化部、国家能源局、国家数据局共同制定的《数据中心绿色低碳发展专项行动计划》正式发布。按照2025年、2030年两个时间节点，《行动计划》提出了数据中心绿色低碳发展的主要目标。到2025年底，全国数据中心布局更加合理，整体上架率不低于60%，平均电能利用效率降至1.5以下，可再生能源利用率年均增长10%，平均单位算力能效和碳效显著提高。到2030年底，全国数据中心平均电能利用效率、单位算力能效和碳效达到国际先进水平，可再生能源利用率进一步提升，北方采暖地区新建大型及以上数据中心余热利用率明显提升。 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3 3.新一代制造领域5 4.新能源与环保领域7 导读： 本报告汇编了2024年07月21日到2024年07月27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 北大团队成功研发世界首个碳纳米管张量处理器芯片 近日，北京大学电子学院碳基电子学研究中心彭练矛、张志勇团队在下一代芯片技术领域取得重大突破，成功研发出世界首个基于碳纳米管的张量处理器芯片。该芯片采用新型器件工艺和脉动阵列架构，将3000个碳纳米管晶体管集成为张量处理器芯片，将碳基电子学从器件研究推向系统演示，显著提升卷积神经网络的运算效率，功耗极低，且准确率达到88%。此外，碳基晶体管展现出比硅基CMOS晶体管更优的速度功耗综合优势，碳基张量处理器在180nm技术节点具有3倍性能优势，并有延续至先进技术节点的潜力，有望满足人工智能时代对高性能、高能效芯片的需求。相关研究成果发表于《NatureElectronics》期刊。（中国科学报，07/22） 中国科大观测双光子空间波函数动力学演化 近日，中国科学技术大学郭光灿院士团队在量子测量与传感研究方面取得进展。该团队李传锋、许金时、刘曌地等首次提出并实验实现了量子夏克—哈特曼波前传感器。该团队通过重构双光子横向空间波函数，观测了位置纠缠光子对在自由空间传播时振幅关联和相位关联的动力学演化。经典光学中，夏克—哈特曼波前传感是广泛使用的相位测量方法。该方法使用微透镜 阵列，将光场在局部空间的传播方向转换为聚焦光斑的位移，从而测量得到光场相位梯度的分布，并重构出相位。同时，它的空间分辨率由透镜尺寸决定。该团队受此启发，提出并实现了量子夏克—哈特曼波前传感器，观测到位置纠缠光子对空间波函数的动力学演化。双光子射入透镜阵列后，在其后焦面探测双光子的联合空间概率分布。研究发现，通过对单个微透镜孔径内所有点的条件概率分布求和并利用梯度算法可以重构出相位，结合强度分布即可得到双光子空间波函数。该团队测量了自发参量下转换产生的光子对在自由空间不同演化时间的空间波函数，观测到双光子在自由空间传播过程中振幅关联逐渐变弱而相位关联逐渐变强的过程。进一步，该团队测量了双光子在动量空间使用空间光调制器加载双曲抛物面相位后的波函数。上述方法作为量子自适应光学这一新领域的关键技术，有望应用于量子通信、天文观测和多光子相互作用的检验中。相关研究成果发表于《PhysicalReviewLetters》期刊。（中国科学技术大学，07/23） 世界首个原子级量子传感器问世 近日，韩国基础科学研究所（IBS）量子纳米科学中心（QNS）和德国尤里希研究中心的国际研究团队开发出世界上首个原子级量子传感器，能够检测原子尺度的微小磁场。这一成果标志着量子技术领域的一个重要里程碑，有望对多个科学领域产生深远影响。此次的原子级量子传感器成功之处在于，它仅使用了单个分子。这是一种概念上不同的传感方式，因为大多数其他传感器的功能都依赖于晶格缺陷。这些缺陷只有在深深嵌入材料中时才会显现其特性，因此这种能够探测电场和磁场的缺陷通常与物体保持相当大的距离，从而限制了在单个原子尺度上进行观测的能力。研究团队改变了方法，开发出一种使用单个分子来探测原子的电磁特性的工具。该分子附着在扫描隧道显微镜的尖端，可以将其带到距离实际物体仅几个原子的位置。这项开创性工具类似核磁共振成像（MRI）的量子材料设备，为量子传感器中的空间分辨率设立了新标准，将使科学家能够在最基本的层面上探索和理解物质。该传感器空间分辨率高达0.1埃，而1埃通常对应于一个原子直径，有望为量子材料和设备工程、新型催化剂设计以及分子系统（如生物化学）基本量子行为的研究开辟新途径。相关研究成果发表于《NatureNanotechnology》期刊。（科技日报，07/26） 2.未来生物领域 技术资讯 用纳米气体药物治疗脓毒症 近日，中南大学湘雅医院运动系统损伤修复研究中心谢辉团队研究开发了一种新型自组装纳米一氧化碳（NanoCO）制剂，通过直接杀伤细菌、清除炎症介质和激活细胞内自我保护系统，缓解脓毒症的炎症风暴。团队采用纳米自组装技术，成功构建了一种可注射的水溶性NanoCO制剂。这项技术解决了既往CO前体分子存在的诸多问题，例如水溶性差、剂量不可控和潜在的毒性。该NanoCO制剂具有智能响应体内ROS的特性，可以释放CO，并展现出多重抗脓毒血症作用。它不仅能够直接杀伤细菌、清除循环中多种炎症介质，还可以激活细胞内自我保护系统，从而抑制巨噬细胞活化，阻断焦亡，激活自噬，有效缓解细胞因子风暴。动物实验表明，NanoCO制剂具有良好的生物相容性，并对LPS诱导的脓毒症小鼠具有显著疗效，表现为低温恢复、全身炎症减轻和器官损伤修复等，使脓毒症小鼠的存活率由30%提高至80%。该研究开发的NanoCO制剂实现了多靶点治疗效果，为有效治疗脓毒症以及其他免疫炎症失调相关疾病提供了一种新策略。相关研究成果发表于《BioactiveMaterials》期刊。（中国科学报，07/22） 心理所研发出一键式脑网络和图论分析软件平台 近日，中国科学院心理研究所磁共振成像研究中心严超赣团队基于此前开发的脑影像处理平台（DPARSF/DPABI/DPABISurf），进一步推出了DPABINet。新平台整合最先进的图像处理软件模块，采用docker技术，提供了跨平台的简便界面和算法。DPABINet的友好图形用户界面使得用户可以一键完成功能磁共振数据的脑网络构建、图论分析、统计分析及结果查看，无需任何编程或脚本编写技能。此外，DPABINet还支持基于弥散加权成像的大脑结构网络分析，可基于DPABIFiber的预处理结果为脑结构纤维网络的研究提供分析平台。DPABINet继承并扩展了DPARSF/DPABI/DPABISurf的设计理念，降低了技术门槛，使得没有编程经验的用户可以进行大脑网络构建、图论分析、统计分析及结果查看。DPABINet为研究人员提供了一个强大而易用的工具，以研究大脑网络的复杂性及其在健康与疾病中的作用。这一平台能够使科研人员更有效地构建和分析大脑网络，拓展脑科学研究的边界，并为脑功能异常疾病的诊断和治疗提供新的研究工具。同时，DPABINet有望促进脑网络研究方法的普及和应用，加速脑功能和结构影像研究的发展，为临床转化研究提供支持。相关研究成果发表于《ScienceBulletin》期刊。（中国科学院心理研究所，07/23） 调节细胞衰老的RNA分子发现 近日，美国得克萨斯大学西南医学中心科学家发现了一种新的衰老调节因子SNORA13。当这种非编码RNA被抑制时，细胞衰老过程显著减缓，表明它可能是治疗与衰老相关疾病的潜在靶点。研究团队指出，这一发现有望为神经退行性疾病、心血管疾病和癌症等与衰老密切相关的疾病提供新的干预手段，也有望为治疗核糖体病开辟新途径。此次研究人员使用CRISPR基因编辑技术，逐一灭活了人类细胞中携带致癌突变的数千个非编码RNA，让SNORA13这一关键分子“浮出水面”。SNORA13属于小核仁RNA家族，具有独特的生物学功能：减慢核糖体的构建速度。核糖体是细胞内合成蛋白的重要细胞器。研究人员解释说，致癌突变引起的细胞应激可能会干扰核糖体的正常组装过程，导致细胞衰老。但敲除SNORA13会导致细胞加速核糖体组装过程，阻断通常会引发衰老的质量控制机制，使细胞能继续分裂。对SNORA13及其调控机制进行深入研究，有助于科学家开发出能促进或抑制细胞衰老的药物。促进细胞衰老的药物可能为癌症治疗提供新思路；而抑制细胞衰老的药物则可以减缓衰老并预防心血管疾病、神经退行性疾病及衰老相关疾病。此外，鉴于其在调节核糖体组装中发挥重要作用，靶向SNORA13还可以为特雷彻·柯林斯综合征、先天性纯红细胞再生障碍性贫血等核糖体病提供新的治疗方案。相关研究成果发表于《Cell》期刊。（科技日报，07/23） 西式饮食或增患癌及肠炎风险 近日，爱尔兰科学基金会微生物组研究中心（APC）和科克大学等机构的科学家，对世界各地6种流行的饮食方式开展了一项回顾分析。结果显示，西