摘要：生命系统极其复杂，难以精确描述和预测，这给高效设计合成生物系统提出了挑战，故在合成生物系统构建中往往须进行海量工程试错和优化。近年来，人工智能技术快速发展，其基于海量数据的持续学习能力和在未知空间的智能探索能力有效契合了当前合成生物学工程化试错平台的需求，在复杂生物特征的挖掘与生命系统的设计方面具备巨大潜力。该文回顾并总结人工智能在合成元件工程、线路工程、代谢工程及基因组工程领域的研究进展，并分析和讨论人工智能与合成生物学交叉研究在数据标准化、平台智能化、实验自动化、预测精准化方面存在的一系列挑战。人工智能和合成生物学的融合有望给“设计—构建—测试—学习”闭环的全流程带来变革，而孕育“类合成生物学家”也将反过来引起人工智能技术的飞跃。

摘要：发展智能制造是我国制造业创新升级的主攻方向，高端新材料是支撑高端装备和重大工程需求的核心材料，推动智能制造与高端新材料制造紧密结合，对提升高端新材料制造能力，满足重大装备对高端新材料的需求，具有重要意义。本文深入分析了高端新材料智能制造的必要性，在分析面向高端新材料的高性能制造、复杂构件的整体化与轻量化制造、高端构件的一体化与低成本绿色制造等特征基础上，总结了传统“试错法”研发模式在材料制造领域遇到的主要问题与挑战，分析了数据驱动的高端新材料智能制造研发模式带来的重大变革与机遇，并以材料智能加工成形为例，全面梳理了亟需发展的共性关键技术及其发展方向。本文从加强关键技术研究、构建创新体系、创新学科交叉人才培养和加快成果转化等方面，提出了加快发展高端新材料智能制造的对策建议，以缩短与国外先进水平的差距，支撑我国材料产业的升级换代和跨越式发展。

摘要：新材料是新兴产业和未来产业发展的根基，是抢占科技和经济发展制高点的重要领域，也是我国推进新型工业化的重要驱动力。本文梳理了新材料在信息、能源、生物、深空与深海探测等领域的发展趋势，发现新材料联用或与其他学科、领域的深度融合正在成为新材料发展的重要特点；系统分析了我国新材料产业在规模、技术创新能力、企业和集群等方面的发展现状，总结了新材料产业发展存在的关键原材料依赖进口、核心装备尚未实现自主可控、高端产品自给率不高、部分重点产品缺乏应用迭代、标准和评价体系不完善等问题；提出了面向新兴产业亟需发展的9 个重点方向以及面向未来产业亟需布局的7 个重要方向。为推动新材料产业的高质量发展，研究建议：着力筑牢新材料产业发展根基，扎实提升新材料产业链水平，营造良好的产业发展生态环境，完善产业发展配套政策。

摘要：纳米酶（Nanozymes）是由我国科学家首次提出的新概念，它是一类具有生物催化功能的纳米材料，能够基于特定的纳米结构催化天然酶的底物并作为酶的代替品。自2007年首次报道以来，全球已有来自于55个国家的420多个研究机构证实了纳米酶的普遍规律。纳米酶的发现第一次揭示纳米材料蕴含一种独特的纳米效应——类酶催化效应。纳米酶作为一种新材料，既有纳米材料本身的理化性质，又有类似酶的催化功能，兼具天然酶与人工酶的优势于一身。其中，纳米结构不仅赋予纳米酶高效催化功能，而且使纳米酶比天然酶稳定，易于规模化生产。另外，纳米酶独特的多酶活性将为设计廉价、稳定、各种各样全新的催化级联反应提供功能分子。纳米酶是多学科交叉融合的典范， 2022年被IUPAC评为十大化学新兴技术。在全球从事化学、酶学、材料学、生物学、医学、理论计算等多领域科学家的共同推进下，如今纳米酶已经成为新的研究热点。我国科学家在这一新兴领域一直发挥着引领作用，解析了纳米酶的构-效关系，将其催化活性提高了约１万倍，实现了超越天然酶的理性设计，创造了全球首个纳米酶产品，出版了纳米酶学英文专著，发布纳米酶术语及中国/国际标准化。更可喜的是，纳米酶新领域汇集了一大批多学科交叉融合的优秀青年科学家，推动纳米酶进入高速发展阶段，纳米酶的种类已经超过1200多种，其催化机制研究也更加深入，应用研究也从当初的检测逐步拓展到纳米酶催化医学、传感检测、绿色合成、新能源、环境治理等多个领域。本文向读者介绍纳米酶自发现以来的主要进展，包括最近发现的天然纳米酶，期待纳米酶从新概念、新材料衍生出新技术、新产品、新商品，服务人类健康，并带动新学科发展。

摘要：稀土金属为电子结构相似、化学性质相近的17种化学元素，其中镧系元素有独特的4f电子层排列方式，具有丰富的电子能级和氧化价态，能与配体形成多种配位结构，在催化领域受到广泛关注，展现出巨大的应用潜力。本文整理了近年来稀土材料在电催化反应中的应用实例，包括水分解(Overallwatersplitting)、析氢反应(HER)、析氧反应(OER）、氧还原反应(ORR）、二氧化碳还原反应（CO2RR）和氮还原反应（NRR）。系统介绍了稀土催化剂在不同电催化体系中的设计特点，并讨论了提高和改进稀土电催化剂活性、稳定性方面的一般设计思路。最后，对稀土电催化剂的未来发展进行了总结和展望。

摘要：材料基因组（MCI)技术是近年来出现的一种材料科学研发新理念，代表着当今世界材料科学研发领域的前沿趋势。通过构建快速响应的材料研发新模式，材料基因组技术可大幅度提高新材料研发效率、减少研发成本、推动材料的工程化应用。作为材料基因组技术的关键组成部分，材料高通量实验技术日前已形成了一系列具有代表性的材料高通量制备与表征技术。阐述了高通量实验在材料基因组技术中的地位与作用，回顾了高通量实验的研究发展历程，介绍了薄膜、块体、粉体材料高通量制备技术以及光学、电磁学等材料性能的材料高通量表征技术。最后指出了在新型材料高通量表征设备开发方面的不足，并结合数据与人工智能对材料高通量实验技术的未来发展方向做出展望。

摘要：传统合金已难以满足越发苟刻的服役环境要求，而高合金具有高强度、高硬度、高韧性和优异的耐蚀性等独特性能，应用前景广阔。简述了高熵合金的历史沿革，综述了高熵合金腐蚀行为研究现状，探讨了合金成分、微观结构、热处理与工况环境等主要因素对高合金腐蚀行为的影响，归纳了高合金在石油天然气钻采、石油炼化以及放射性工业领域的应用现状。高合金作为一种新型材料，其材料特性和功能特性较传统合金具有先进性；设计、制备过程中，通过调控合金元素成分、比例及制备、处理方法，均能影响合金性能，其中合金元素是影响合金耐蚀性能的主要因素（影响合金的相结构、微观结构）。尽管日前高熵合金按需设计和处理已经成为高熵合金发展的主流方向，且在试验阶段已展现出卓越的应用价值，但缺乏在实际工况环境中的应用。最后，从高熵合金的设计方法、制备工艺等方面对高炳合金腐蚀与防护等实际应用问题等进行了展望，以期为高熵合金在含苛刻腐蚀介质环境中的安全应用提供新思路。

摘要：二维材料因具有比表面积大、载流子迁移率及导热系数高等优点而被广泛应用于光学、生物学、材料学和半导体等领域。机械球磨法制备二维材料以其成本低、环保且可规模生产的优势而被广泛应用。本文从机械球磨法的机理及相关模型出发，综述了机械球磨法制备石墨烯、氮化硼和二硫化钼等二维纳米片的研究现状，总结了该方法制备二维纳米材料的优势及存在的问题，并对机械球磨法制备二维材料的发展进行了展望。

摘要：采用等离子物理气相沉积的方法在316L不锈钢表面制备了AlCoCrFeNi 高熵合金涂层，研究了喷涂距离和电流对高熵合金涂层物相组成、表面形貌、截面形貌、硬度、结合强度和耐磨性的影响。结果表明，不同喷涂距离和电流下，高熵合金涂层都主要由BCC、B2 和FCC相组成；随着电流或者喷涂距离增加，涂层中BCC平均晶粒尺寸先增后减。当喷涂距离为460 mm时，随着电流从1600 A增加至2000A，涂层平均摩擦系数逐渐增大，表面和截面硬度先减后增，涂层结合力和结合强度先增大后减小，涂层的磨损率先增加后减小；当电流为1800 A时，随着喷涂距离从420mm增加至500mm，涂层平均摩擦系数逐渐减小，表面硬度先减后增，截面硬度先增后减，涂层结合力和结合强度逐渐增大，涂层的磨损率逐渐减小。高熵合金涂层的磨损率与涂层表面硬度和内聚强度都有一定相关性。

摘要：为了实现绿色环保的方式制备超疏水表面，采用碳纳米管（CNT）涂装与 SLM-3D打印结合的方式制备金属基底的超疏水表面。利用扫描电子显微镜和表面成分能谱分析进行表征，发现碳纳米管成功涂装至3D打印的类水稻沟槽结构上，并呈现出团簇结构。碳纳米管团簇与试样表面的沟槽结构形成了两级结构特征，无需氟硅烷等含氟物质修饰便获得超疏水特性，其接触角为153.1°，滚动角为8.2°。对碳纳米管涂装和氟硅烷修饰这两种方式制备的试样表面进行耐腐蚀性能、黏附性能、机械性能等测试。结果表明：碳纳米管涂装的超疏水表面不仅具有优异的耐腐蚀性能，而且表面黏附力极小，仅为23.2μN。碳纳米管涂装的试样表面经过线性磨损280cm后，接触角依然在150°以上。采用3D打印结合碳纳米管涂装的超疏水表面抗破坏力强，疏水功能稳定。