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材料研究中的机器学习：过去十年的发展和未来的挑战

材料研究中的机器学习：过去十年的发展和未来的挑战

本文回顾了过去十年中机器学习（ML）在材料科学研究中的发展，并探讨了未来的挑战和机遇。文章分析了在材料科学中应用机器学习时最常用的工具，包括软件、数据库、材料科学方法和机器学习方法，并指出尽管深度学习技术在增长，传统的机器学习技术仍然占据主导地位。本文还展示了在材料科学基准测试matbench上，形成焓预测的最佳分数随时间的进展，并特别强调了从使用传统机器学习的特征方法到使用图神经网络技术的转变，实现了7倍的错误降低。最后，文章提出了对未来挑战和机遇的看法，重点关注数据规模和复杂性、外推、解释性、获取和相关性等方面。
基础知识 2024年10月18日
当代建筑与科学技术

当代建筑与科学技术

摘要：建筑与科学技术的发展是相互平行的. 现代建筑理论表达出对科学和工业革命将为人类生活作出贡献的绝对信心. 各个时代的建筑师都在探索未来的建筑形式, 科学技术革命不会直接影响建筑的发展, 其间需要一个转化的过程. 现代科学技术塑造了现代建筑的形式及理论, 科学技术的发展直接或间接地参与了新建筑的生成.本文论述建筑学与数学、混沌理论、拓扑学、复杂性理论以及生态学的关系, 同时也论述建筑与技术、高技术建筑、建筑与数字化以及材料科学的关系.
建筑 2024年08月28日
固态电池关键材料体系发展研究

固态电池关键材料体系发展研究

摘要：固态电池技术是发展兼具高能量密度、高安全性、长寿命和低成本的下一代电池的重要保证，当前全球主要国家及地区均在加快布局固态电池研发和产业化。本文从固态电池关键材料的技术体系、产业体系和支撑体系3 个方面着手，综述了国际固态电池关键材料体系的发展现状，分析了美国、欧洲、日本、韩国等国家和地区的固态电池技术发展路径、产业规模和支撑体系建设情况，梳理了我国固态电池关键材料体系的发展现状并提出了发展目标。研究发现，我国固态电池正处于推广发展期，在关键原材料、关键科学技术瓶颈突破、规模化量产及产业化应用等方面面临挑战。研究建议，坚持分步发展固态电池的总体策略，设立国家级固态电池发展规划和重大科技专项，推动固态电池技术研发机构建设，促进固态电池市场化应用及产业转型，优化固态电池生态环境建设，实现我国固态电池产业领跑世界。
新能源 2024年08月06日
论我国重大技术装备轴承的自主安全可控

论我国重大技术装备轴承的自主安全可控

摘要:重大技术装备轴承的自主安全可控是国家重视，社会关注的“国之大者”，是我国轴承行业的第一要务，我国轴承行业也为此付出了艰辛的努力。“十三五”完成了一批重大技术装备轴承的开发，“十四五”期间，重大技术装备轴承的研发→工程化→产业化任重而道远。阐述了重大技术装备轴承7 种标志性产品的关键技术，市场需求，开发的重点、难点，以期推动这些高端轴承的开发，从而加快实现我国重大技术装备轴承自主安全可控的进程。
机械 2024年07月18日
我国长输天然气用管线钢的发展现状与趋势

我国长输天然气用管线钢的发展现状与趋势

摘要： 随着国内天然气管道的大规模建设，我国长输天然气用管线钢及钢管的生产制造技术也迅速发展并达到世界先进水平。天然气管道仍将朝着高强度、大口径、高压力、大壁厚、低温服役等方向发展，对高钢级管线钢特别是抗大变形管线钢、低温环境用管线钢等提出了更高的要求。本文着重从管线钢的合金成分体系、组织类型、轧制工艺的演变及其与管线钢的性能间的关系等角度，对高钢级管线钢、抗大变形管线钢及低温环境用管线钢的发展现状进行了综述，并结合目前应用中存在的一些问题对我国长输天然气管道用钢的发展趋势进行了探讨。
石化 2024年06月28日
全球海上CO2封存现状及中国近海机遇与挑战

全球海上CO2封存现状及中国近海机遇与挑战

摘要：海上CO2封存是碳封存的路径之一。全球已广泛开展的CO2海洋封存研究与商业示范案例对中国近海盆地CO2封存研究具有借鉴意义。本文从全球CO2海洋封存发展现状出发，结合典型CO2海洋封存示范工程，根据项目背景、政策/资金/技术支持、国际合作以及地质工程特性等相关项目概况，对比分析中国实施CO2海洋封存项目潜在的机遇与挑战，最后对CO2海洋封存技术在中国近海的发展进行了展望。未来中国近海盆地CO2海洋封存研究应从全海域级、盆地级、区带级以及场地级，由面到点、逐级递进、不断聚焦，构建适合中国近海盆地特点评价优选体系标准和相应的客观量化评价方法体系。
石化 2024年05月21日
碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

碳基CMOS集成电路技术: 发展现状与未来挑战

摘要：碳纳米管凭借其优良的电学性质、准一维尺寸以及稳定的结构成为后摩尔时代最理想的半导体材料。目前碳基电子学已经取得很大进展, 例如可以在4寸晶圆上得到高半导体纯度(超过99.9999%)的密排(100~200CNTs/μm)阵列碳纳米管, 晶体管栅长可以缩至5 nm且具备超越硅基的性能, 世界首个碳基现代微处理器RV16XNANO已经问世。本文综述了近年来碳纳米管在材料、器件和集成电路方面的发展, 以及未来可能在光电、传感、显示和射频等领域的应用前景. 最后, 文章列举了碳基CMOS集成电路推向产业化的过程中面临的一系列挑战, 并对碳基技术发展路线做了进一步展望。
光电 2024年05月16日
手性无机纳米材料圆偏振发光的研究进展

手性无机纳米材料圆偏振发光的研究进展

摘要：手性无机纳米材料因为具有优异的光物理特性及广泛的应用价值而备受关注。通过采用手性配体对无机纳米材料的表面进行修饰或将无机纳米材料与手性模板进行组装获得的手性结构，可以与光子强烈作用引起偏振态的改变，产生圆偏振光(circularly polarized light，CPL)。从产生机理来讲，CPL主要包括圆偏振荧光和圆偏振散射，在一些情况下这两个机理是共存的。本文总结了硫族半导体纳米材料、金属纳米团簇、钙钛矿、镧系配合物及其他复合纳米材料中CPL的研究进展。此外，还讨论了不同的手性无机纳米材料中CPL的主要来源。本综述得出的结论有望在分子水平上实现对CPL 活性材料的各向异性因子进行调控，促进其在量子计算、光学数据存储、信息加密、3D 显示器和光学传感等多个领域的发展。
无机 2024年05月12日
生物医用有色金属材料研究现状与未来发展

生物医用有色金属材料研究现状与未来发展

摘要：生物医用有色金属材料发展迅速，形成了适应不同体内环境、不同组织的医用有色金属材料及器件体系；着眼未来开展领域研究规划，提升新型医用有色金属材料及器件的临床应用水平，兼具理论研究与实践应用价值。本文论述了生物医用有色金属材料在耐蚀性、耐磨性、疲劳强度及韧性、生物适配性等方面的关键性能要求，系统梳理了永久性植入有色金属材料、生物可降解有色金属材料、多孔医用有色金属材料、医用有色金属表面改性等细分领域的研究进展、发展趋势与科学问题。在凝练各类生物医用有色金属材料未来研究方向的基础上，提出了加强基础与关键核心技术研究、组建“产学研医监”协同创新体、建立相关标准及规范、培育高精尖人才体系等发展建议，以期为新型材料发展布局与前沿技术研发提供先导性参考。
医疗 2024年05月10日
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