低空无人机技术研究现状与展望

摘要:低空经济是新质生产力的典型代表,发展前景广阔的战略性新兴产业;低空无人机是多样化技术设备的优良载体,高性能、智能化的低空无人机将成为支撑低空经济发展的中坚力量。本文将低空无人机的模态、飞行、自主能力对应其结构材料与飞行控制、定位导航、自主智能技术,并从这3 个方面深入分析了低空无人机技术的发展现状和研究趋势,提出了低空无人机仿生构型与复合材料、多源融合定位、混合智能算法等低空无人机技术发展方向。为推动低空无人机技术的创新发展,研究建议,加强政策引导与基础建设、推动技术创新与产业布局、拓展应用场景与实施示范工程、构建全面安全的防护体系,实现我国无人机产业和低空经济的高质量发展。

从数据到机制:医数交叉驱动肿瘤精准诊疗的研究现状与展望

[摘要]测序组学、电子健康记录和医学影像等多维度异质医学数据的迅速积累,不仅凸显了传统还原论研究范式的局限性,同时也为医学研究革新带来机遇。近年来,生物医学与智能信息科学的深度交叉融合取得显著进展,推动了疾病预测与精准医疗的发展进程,数学已逐步成为其底层核心驱动。通过深化医学—数学交叉研究实现对生命系统本质规律的定量解析将成为本领域取得变革性突破的关键路径。本文系统综述了医数交叉领域的研究进展,重点探讨数学模型在肿瘤诊断、治疗及肿瘤发生发展机制解析等方面的关键作用,深入展望医数交叉在机制导向的数学模型构建、数字生命和虚拟健康等领域的创新潜力与应用前景。通过数学模型的精准构建与应用,实现从“数据关联”向“机制解析”的迈进,医数交叉将为肿瘤预防和诊疗提供突破性解决方案,推动医学的高效化、精准化、智能化变革。

手性金属卤化物钙钛矿的设计合成及其圆偏振发光研究进展

摘要:近年来, 有机-无机杂化金属卤化物钙钛矿因其出色的光电性能成为最具吸引力的半导体材料之一, 通过将“手性”分子引入到金属卤化物钙钛矿晶体材料中就可以得到“手性金属卤化物钙钛矿”. 手性金属卤化物钙钛矿结合了钙钛矿的优良光电性质和手性特征, 故产生了圆二色性(CD)、圆偏振发光(CPL)、非线性光学(NLO)、自旋电子学、铁电性和手性诱导自旋选择性(CISS)效应等独特光电功能的可能性, 在光电子学、光学材料、光伏材料和自旋电子学等领域具有广阔的应用前景. 本文综述了近年来手性金属卤化物钙钛矿的研究发展情况, 如制备方法、晶体结构、手性产生机理、圆偏振发光和圆偏振光检测等; 此外, 总结了该类材料发展过程中所面临的挑战并展望了其发展前景. 这对了解手性金属卤化物钙钛矿的光电性质和构建策略具有重要的理论意义, 并为开发设计新型的手性金属卤化物钙钛矿提供了思路.

光电压瞬态技术: 实时分析膜界面动态过程的新手段

摘要:活性分子与细胞膜之间的相互作用在许多基本的生物过程中扮演着至关重要的角色, 然而如何实现对此界面动力学过程的原位、实时、无标记且无侵入监测仍是生物物理研究领域所面临的一大挑战. 我们与合作者开发的光电压瞬态技术, 为解决这一问题提供了一种新途径. 该技术利用硅片光电响应生成电荷, 并将磷脂膜的充放电过程记录为电压瞬态脉冲、建立了该充放电过程与界面瞬时结构和性质之间的关联性. 因此, 通过对随时间演化的电压脉冲进行分析, 可以揭示活性分子作用下膜结构实时动态变化情况, 尤其是不同作用状态之间转换的时间信息, 可作为传统技术的有益补充. 同时, 该技术设备搭建成本低廉, 操作方便, 无需复杂的数据处理过程. 本综述概述了光电压瞬态技术的工作原理、设备搭建以及数据处理方法, 并以经典细胞膜模型——磷脂双层膜为例, 总结了该技术在探索磷脂膜水合特性及其与活性分子(如表面活性剂、聚合物、多肽和纳米颗粒) 相互作用机制方面取得的最新进展. 最后就该技术优缺点进行讨论并展望未来发展前景.

物理生物医学——原创交叉研究的新领域

摘要:物理生物医学是物理学与生物医学深度融合的新兴交叉研究领域, 融入了材料学、化学、信息科学、机械工程等多个领域物质科学的知识和技术. 它的科学内涵在于揭示生命现象的物理规律, 并利用物理的方法和技术实现对生命过程的调控. 因此, 物理生物医学既要解析伴随生命活动所产生的内源性物理信号的奥秘, 同时还要探索外源性物理场对细胞、组织、器官、个体的调节作用并揭示其背后的机制.通过机制创新和前瞻性布局, 物理生物医学在未来有望成为中国引领、世界一流的优势学科.

三端晶体管的人工突触器件: 材料、结构与系统

摘要:神经形态工程学旨在从硬件层面上构建人工仿生神经系统, 模拟人脑独特高效的运行机制, 进而实现神经形态感知和类脑计算功能. 生物突触是人脑学习和记忆的基本结构与功能单元. 因此, 构建类生物突触结构、功能的电子器件是实现神经形态感知与计算的关键. 相较于两端的阻变器件, 三端突触晶体管在实现多态调控和降低能量消耗上都具有优势. 此外, 三端突触晶体管还可以将压力、温度等外界物理刺激转化为电信号, 在采集视觉、听觉、嗅觉等信号来工作的人造感知神经系统方面有广阔的应用前景. 本文综述了三端突触晶体管的材料选择、器件结构以及功能应用, 并重点介绍了基于三端突触晶体管的人造视觉、听觉和嗅觉三种感知系统的最新进展. 最后, 总结了三端突触晶体管及其构建的人造感知系统面临的挑战, 并对其未来发展进行了展望.

学科交叉视角下的光纤激光:回顾与展望

摘 要:光纤激光是20 世纪以来国内的研究热点。国防科技大学在光纤激光方向的研究始于“十一五”期间,至今已有约15 年的历程,取得了一系列同行认可的研究成果。文中从学科交叉视角,梳理学校光纤激光学科方向与电子、材料、控制、智能、纳米等学科方向交叉取得的若干重要突破.。关键词:光学工程; 学科交叉; 光纤激光; 相干合成; 脉冲激光

新型热电材料Y2Te3热电性能应变调控研究

摘要:具有低晶格热导率的稀土硫族化合物Y2Te3 是一种非常有前途的新型热电材料,施加应变是调控热电材料热电性能的有效手段。n 型Y2Te3 具有非常优异的热电性能,通过施加应变可以有效调控Y2Te3 材料的热电性能,n 型Y2Te3 具有作为热电材料的巨大潜力。关键词:热电材料;应变;热电性能;Y2Te3 ;硫族化合物;第一性原理

荧光导航冷冻聚焦离子束减薄技术的研究进展

摘要:细胞超微结构的原位解析是当前的一个研究热点。冷冻电子断层扫描成像技术(cryo-ET)是目前细胞原位结构解析的核心技术。cryo-ET 只能对厚度小于300 nm 的样品进行成像,因此利用cryo-ET 研究细胞超微结构时首先需要对细胞进行减薄。聚焦离子束(FIB)切割是目前冷冻生物样品减薄的主流技术。传统FIB 切割只能在细胞的任意位置上进行“盲切”,无法对细胞内部特定研究目标进行定点切割。光电融合成像技术(CLEM)恰可解决这一问题。CLEM 利用荧光成像技术识别并定位研究目标,通过光电图像的关联匹配,可在FIB 图像中确定荧光目标的位置,进而指导FIB 的定点减薄。针对荧光导航cryo-FIB 减薄的相关技术方法、仪器设备和工作流程进行了梳理,分析对比了主流方案的优缺点,旨在帮助研究者选择出合适的荧光导航FIB 减薄方案,并对该技术的未来发展方向进行了展望。

细胞间通信预测方法研究进展

摘要 基于配体−受体(L-R) 互作的细胞间通信是细胞相互协同完成复杂生命活动的重要方式。随着单细胞测序技术的快速发展,在单细胞水平上系统地解析细胞间通信网络及功能迅速成为细胞生物学研究的热点。该文简要阐述了细胞间通信的基本生物学过程;并系统比较了目前较具代表性的细胞间通信预测相关数据库、算法以及评测分析研究;最后系统总结了细胞间通信预测方法的发展趋势,并展望了其未来的研究方向。关键词 数据库; 细胞间通信; 配体; 受体; 单细胞测序; 空间转录组