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数据流芯片的发展现状、趋势与挑战

数据流芯片的发展现状、趋势与挑战

摘要：本文聚焦于新型数据流架构在多领域融合计算中的应用潜力与发展趋势. 随着人工智能、图计算和大数据等新兴技术的发展, 传统冯· 诺依曼(von Neumann) 架构和领域专用架构的性能瓶颈愈加显著, 难以满足未来计算系统对高性能和高灵活性的需求. 本文首先梳理了现有数据流芯片的设计方法, 基于专用性与通用性、执行粒度等维度探讨了数据流架构的不同实现方式及其应用现状. 在此基础上, 提出了一种基于并发代码块的数据流抽象机模型, 并设计了完整的指令集和微体系结构, 进一步实现了跨领域的统一中间表示和多种算子融合策略, 优化了数据流在图神经网络、大模型计算和实时信号处理等任务中的执行效率. 实验结果表明, 基于该抽象机模型的处理器在性能与功耗方面优于现有的通用处理器架构. 最终, 本文展望了数据流架构在未来计算系统中的广泛应用前景及其对高效能计算的深远影响.
光电 2026年01月21日
高性能热塑性树脂基复合材料的诱导结晶行为研究

高性能热塑性树脂基复合材料的诱导结晶行为研究

摘要：在热塑性树脂基复合材料中，优化界面性能对于提升复合材料的整体性能表现具有非常重要的作用。当碳纤维(CF) 作为增强体与半结晶型的高性能热塑性树脂基体，如聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK) 或聚苯硫醚(PPS) 等复合时，纤维与树脂界面上发生的诱导结晶现象，会对复合材料的界面性能产生显著影响。本文以高性能热塑性树脂基复合材料研究中诱导结晶问题为切入点，综述了该领域的研究进展。本文涵盖了从诱导结晶样品的制备方法到其最终性能变化的全过程，并分析了诱导结晶的类型及其影响因素，同时描述了高性能热塑性树脂中几种典型的横晶(TC) 形态。此外，本文还着重探讨了TC 结构对高性能热塑性树脂基复合材料界面性能的具体影响，并提出了当前该领域仍然存在的问题和面临的挑战。
复合 2026年01月21日
机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用

机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用

摘要：增材制造作为一种先进制造技术，被广泛用于航空航天、生物医疗、汽车制造等领域。但是，由于其快速加热和冷却的工艺特征，导致增材制造产品的力学性能和疲劳行为与传统技术制造产品存在显著差异，因此采用常规方法很难准确预测其疲劳寿命。机器学习凭借其高效处理高维物理量之间复杂非线性关系的能力，为预测疲劳寿命开辟了新的途径。本文在综述疲劳寿命预测常用的机器学习模型基础上，以影响疲劳寿命的不同因素作为输入参数，综合分析了机器学习在增材制造轻合金疲劳寿命预测中的应用，阐明了机器学习在精确预测疲劳寿命中所面临的挑战，提出了机器学习预测增材制造疲劳寿命的研究方向，为改善增材制造轻合金疲劳寿命提供了新思路。
有色 2026年01月21日
MXene基泛催化生物材料的医学应用

MXene基泛催化生物材料的医学应用

摘要:近年来, 活性氧物种(reactive oxygen species, ROS)在生物系统中的重要作用引起了广泛关注. ROS作为氧代谢产生的高活性分子, 在生理和病理过程中扮演着“双刃剑”角色. 从细胞代谢、信号传递到疾病发展, ROS的动态平衡影响着生命活动. 这种微妙的平衡关系凸显了开发精准ROS调控策略的迫切性. 随着材料医学的快速发展, 各类纳米材料被广泛用于调控氧化还原稳态, 推动基于ROS的新型治疗策略的研发. 其中, 二维碳化物、氮化物和碳氮化物(MXene)及其衍生物作为新型纳米材料, 凭借其独特的结构特性、可调控的元素组成以及多样化的催化功能, 在ROS调节方面展现出巨大潜力. 本文综述了多种MXenes在肿瘤泛催化治疗、抗感染和抗炎治疗中的最新应用, 重点阐述了其通过自催化、光活化和声活化等机制调控ROS的过程. 此外, 还讨论了MXene在生物医学应用中面临的挑战和未来发展方向, 展望了其在临床应用中的广阔前景.
医疗 2026年01月21日
石墨烯基导热膜研究进展

石墨烯基导热膜研究进展

摘要：随着电子设备的小型化和高度集成化，设备运行时的热量聚集和温度分布不均等问题严重影响着系统的可靠性和稳定性，制约着电子技术的发展。高性能石墨烯基导热膜凭借自身高面内热导率的特点，可将局部热点的热量高效扩展至更大的传热面积来提升散热效率、降低器件运行温度，是重要的电子设备热管理材料。本综述分析了石墨烯膜结构与导热性能的关系，介绍了石墨烯基导热膜的主要制备方法，讨论了石墨烯前驱体，制膜工艺以及热处理过程对石墨烯膜缺陷结构的调控和修复机制，总结了当前提高石墨烯膜热导率的主要方法和研究进展，探讨了当前石墨烯导热膜技术发展的主要挑战和未来发展方向。
新材料 2026年01月21日
数据中心用电需求激增，燃气轮机供不应求

数据中心用电需求激增，燃气轮机供不应求

摘要：数据中心用电快速增长，已成为全球电力需求结构性的重要增量。根据IEA预测，全球数据中心用电量预计将从2024年的约4150亿千瓦时增长至2030 年的约9450亿千瓦时，占全球总用电量的份额从1.5%提升至近3%。。短期来看，燃气轮机部署周期短（通常为1-2 年）、供应可靠且与数据中心建设周期高度匹配，成为满足该爆发式增长需求的首要选择。燃气轮机景气旺盛。根据Gas Turbine World 报告，2025年全球燃气轮机销量MW订单数量预计将从2024年的58GW增至2025年的71GW，机组订单数量从2024年的471台增加至2025年的964台。头部厂商持续扩张产能。从燃气轮机头部厂商来看，GEV、西门子能源、三菱重工订单加速提升，在手订单排期已达4-5年，后续将持续扩大产能，三家公司基本决定了燃气轮机的供应。
研报 2026年01月21日
金属卤化物钙钛矿纳米晶在荧光传感领域的应用进展

金属卤化物钙钛矿纳米晶在荧光传感领域的应用进展

摘要：金属卤化物钙钛矿纳米晶因具独特的物理和化学特性，如高光吸收系数、窄发射光谱、高光致发光量子产率以及可调的组分与尺寸等，在发光二极管、太阳能电池、光电探测器、催化、激光、荧光传感等光电技术领域展现出广泛的应用潜力，已成为材料科学领域的研究热点。本文基于金属卤化物钙钛矿纳米晶在荧光传感领域的应用，重点归纳了金属卤化物钙钛矿纳米晶的制备技术、荧光传感机制及在该领域的应用研究进展；同时讨论了其在荧光传感领域应用中面临的稳定性问题及解决方案；最后，总结和展望了具有更高光学性能和稳定性的金属卤化物钙钛矿材料的发展方向。本文旨在通过对其在荧光传感领域应用的综述分析总结，为促进研究人员开发高效稳定的钙钛矿材料提供借鉴。
新能源 2026年01月21日
AI驱动的6G空口: 技术应用场景与均衡设计方法

AI驱动的6G空口: 技术应用场景与均衡设计方法

摘要：为应对6G 系统在容量、频谱效率、能量效率等关键性能指标上面临的严峻挑战, 将人工智能(articial intelligence, AI) 技术引入空口传输已成为重要的技术突破方向. 然而, 当前6G 空口AI 研究主要聚焦于设计高精度AI 模型以提升通信能力, 普遍忽视了工程实践中所需的算力、复杂度和空口资源等AI 代价, 对模型泛化能力和推理时延等关键AI 质量指标也缺乏系统性考量. 这种过度依赖算力资源追求通信能力提升的研究范式, 难以支撑智能化网络的可持续发展. 本文系统分析了AI 在6G空口传输中的典型应用场景与关键技术挑战, 涵盖单功能模块性能增强、多功能模块联合优化以及复杂数学问题低复杂度求解等重要领域; 创新性地提出了综合考虑空口AI 能力、质量和代价的三维联合优化设计准则, 通过最大化多场景通信能力与综合代价的比值实现三角均衡, 有效弥补了现有设计准则中质量和代价维度缺失的不足. 此外, 通过多个设计示例验证了所提方法的有效性, 并深入探讨了空口AI 标准化面临的技术路径与挑战. 本文为6G 空口AI 技术的理论研究、标准化与工程实践提供了参考.
光电 2026年01月21日
柔性纺织基电磁屏蔽复合材料的研究进展

柔性纺织基电磁屏蔽复合材料的研究进展

摘要：电子通讯的飞速发展与高频应用带来极大便利，但同时也导致电磁污染问题越发严重，因此开发电磁干扰屏蔽材料至关重要。在屏蔽材料日渐追求“薄、轻、宽、强”的今天，柔性电磁屏蔽材料以其轻质、柔韧及良好的加工性呈现出极大应用前景。目前从不同尺度对于柔性电磁屏蔽复合材料的系统性研究综述较少，因此本文首先从微观角度论述了几种常见基底复合纳米材料，发现大多研究是从多结构设计及构建多相材料复合体系角度提高电磁屏蔽效能，在此基础上进一步拓宽至宏观纺织基复合材料中，分析了不同形态复合纺织品在加工过程中的优化方法，主要有材料复合、结构设计及改性处理等。最后对相关研究工作进行总结及展望。本文可为柔性电磁屏蔽复合材料研究提供理论参考，为功能纺织品研发提供借鉴思路。
复合 2026年01月21日
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