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面向未来储能的水系铜电池
摘要：有机系电池是当前最成熟的储能电池之一, 其中有机锂电池已在市场上得到广泛应用. 然而, 资源短缺、环境污染和安全问题等因素限制了有机系电池的进一步发展, 所以研究与发展新型储能电池有很大的实际意义. 近年来, 水系电池以其安全、生态友好、资源丰富和成本低廉等特点受到人们广泛关注. 从20世纪80年代开始, 已经开发出了多种水系电池, 如水系锌、铜、铝、铁等, 这些电池所展现出的巨大潜力使其有可能成为未来一代的安全且环保的新型储能电池. 其中水系铜电池由于具有优良的电化学可逆性以及特殊的变价化学反应而引起人们的广泛兴趣. 本文从铜正极和铜负极的角度来阐述水系铜电池的研究进展, 旨在为水系铜电池的未来储能应用提供参考.
晶界热电材料: 热电参数调控策略及研究进展
摘要：多晶热电材料中, 晶界作为各类缺陷形成以及调控的重要场所, 在热电输运中扮演着重要角色. 本文系统阐述了晶界处不同缺陷对电子和声子的影响及其作用机制, 并系统地总结了基于晶界调控实现热电参数提升及协同优化的有效策略. 首先, 通过分析晶界对载流子输运的积极作用, 分别阐释了晶界处动态掺杂调控载流子浓度, 晶界相结构(导电通道、高介电常数相、晶界角度、能带对齐)优化载流子迁移率, 以及界面能量过滤效应增强Seebeck系数的有效机制. 然后, 通过分析晶界对声子输运的阻碍作用, 分别归纳了晶界处本征相(晶粒细化)和非本征相(纳米第二相)结构对声子散射的增强机制. 此外, 通过分析晶界处载流子和声子的解耦机制, 提出实现热电输运性能协同优化的有效方法(如优化晶粒尺寸、引入共格或半共格第二相等). 最后, 指出通过深入理解晶界微观机制、高效设计晶界结构、解耦调控电声输运, 建立微观结构-晶界调控-热电性能之间的构效关系, 为未来高效晶界热电材料的研发提供理论和实验基础.
基于有机电化学晶体管的感存算一体化神经界面器件展望
摘要：生物神经系统具有复杂且独特的结构, 能够以极为高效的方式进行信息处理. 随着人工智能的快速发展, 传统的冯•诺依曼架构正面临前所未有的挑战. 脑机接口、智能假肢和神经机器人等领域的核心在于构建神经界面器件, 即在神经系统与外部设备之间构建直接进行信息传递的接口. 然而, 传感器、存储器和计算单元在物理上的分离限制了处理效率和功耗控制. 面对突破冯•诺依曼瓶颈和发展新型神经界面的需求, 感存算一体化正成为下一代智能系统和神经界面的核心. 尽管尚未实现包含所有这些功能的集成系统并应用于生物体中, 但有机电化学晶体管凭借其优异的特性, 为先进的神经系统模拟和生物接口技术的发展开辟了新的途径. 发展基于有机电化学晶体管的神经界面器件显示出广阔的前景, 对推进智能生物电子学的进步具有重要意义.
材料高通量计算技术在钢铁产品研发中的应用
摘要:材料基因工程中的材料高通量计算技术在钢铁产品研发中发挥着重要作用,可以帮助研究人员更深入地了解材料的性能和行为,如:化学成分设计、相图计算、力学性能预测、微观组织模拟、热力学和动力学分析等,加速新材料的研发进程,提高钢铁产品的性能和质量,为钢铁产业的可持续发展提供了有力支持。在对高通量计算技术基础理论与方法、关键技术、发展现状等方面总结分析的基础上,提出了高通量计算技术在钢铁产品研发中的应用思路。短期来看,高通量计算技术可以缩短研发周期、降低成本;长期来看,还可以实现钢铁产品的按需设计,充实钢铁材料数据库,为后续的材料开发提供方法和依据。
过渡金属配合物抗肿瘤级联靶向策略
摘要：以顺铂为代表的铂类药物在临床上的成功, 使金属配合物的抗肿瘤特性逐渐进入大众视野, 但靶向性缺失与多药耐药性制约了金属药物的发展. 因此, 如何获得高效低毒的新型抗肿瘤金属配合物是目前研究的关键.过渡金属结构易修饰, 可以通过合理引入不同功能的有机配体, 改变金属配合物的亚细胞器分布及生物分子靶标, 激活与经典铂药不同的抗肿瘤机制. 本文综述了近年来通过级联靶向策略实现从亚细胞器富集到生物大分子靶向及干预的金属配合物, 并对其抗肿瘤机制进行了归纳总结, 希望通过本文可以对未来靶向金属药物的设计提供新的研究基础与启发.
二维铁电材料的研究进展
摘要：二维铁电材料展现出区别于传统铁电体的属性——显著减弱的退极化场效应, 这为器件微型化与功能集成提供了新机遇. 基于自极化机制的二维铁电材料已被实验证实, 并成功实现了单层极限的稳定室温铁电性, 其铁电起源与传统铁电体的离子位移模型一脉相承. 更有意思的是, 基于二维材料的新型滑移铁电体突破了这一理论框架: 它不依赖母体的本征极化, 仅需通过调控范德华(van der Waals, vdW)异质结的层间滑移矢量, 即可在六方氮化硼、过渡金属硫族化合物等非自极化材料中诱导稳定的宏观极化. 这种面外极化源于层间电荷再分布, 其超低能量势垒赋予极化方向非易失性翻转能力, 在超高密度存储器、光电器件等领域展现出独特应用优势. 本文系统梳理二维铁电材料的研究进展, 着重阐释各类滑移铁电体的构效机制与实验表征, 探讨栅压调控、光电响应等应用前景的实验探索, 最后展望该领域在机制研究、动态响应、工业化制备等方面面临的挑战.
具身智能十大观察:洞悉智能发展之势，探索智能向善之路
摘要：具身智能作为推动经济增长和社会发展的新技术新产业力量，近年来在大模型和多模态感知技术的推动下取得了显著进展。具身智能在生产制造、服务、特种作业等领域的应用不断拓展，展现出巨大的市场潜力。然而，具身智能产业发展仍面临诸多挑战，包括技术瓶颈、数据治理与隐私保护、伦理与安全规范、人才短缺以及国际竞争等。为应对这些挑战，本报告提出了技术创新、人才培养、数据治理、政策支持和国际合作等多方面的建议。同时，强调“智能向善”是智能产业发展的终极目标，需要各方协同努力，确保技术进步服务于人类福祉提升。本报告从十个角度观察具身智能之技术突破、产业发展、应用场景和治理体系，试图在具身智能发展全景中捕捉一些值得关注的亮点和思考。
面向未来发展的动力和储能电池电解质材料研发进展:从液态走向固态
摘要：随着新能源汽车和规模储能的快速发展, 锂二次电池的应用规模不断增大, 现在其已占据主导地位, 但是,其能量密度和安全性方面的提升空间还很大. 锂二次电池性能的提升与所用电解质材料的发展密不可分, 其电解质材料的发展也经历着从传统的有机液态电解质到混合固液电解质, 再到如今已成为全球研发热点的纯固体电解质的演变过程. 液态锂离子电池以有机液态电解质为主, 为提升电池安全性, 凝胶电解质有一定作用; 混合固液电解质作为液态与固态的兼容态, 兼具了液态电解质与固体电解质的特点, 显示出较好的应用潜力; 全固态电池使用固体电解质, 涵盖了无机、聚合物及复合固态电解质等多种类型, 其高安全性、高能量密度及长寿命等特点为下一代锂二次电池的需求带来了全新的发展机遇, 然而, 固体电解质材料的产业化之路仍充满挑战, 需要克服生产成本高、生产工艺全面更新等问题. 本文围绕锂二次电池内电解质的不同状态, 深入剖析了各类电解质的特点, 并探讨了其产业化现状、面临的挑战及未来发展机遇, 旨在为锂二次电池技术的持续进步与应用领域的持续拓展提供参考.
