学科动态
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学科知识支持服务03期
发布日期:2022-11-03    作者:楚林

  学科动态:提供领域内相关的学科发展动态。

01资源与环境工程学院
1.打造世界领先的电子废弃物循环工厂,能源再造,到2030年率先实现碳中和

  2002年4月,在深圳桃花源科技创新园,开创性地提出“资源有限、循环无限”的产业理念,响亮发出“开采城市矿山”,并以绿色生态制造(Green Eco-manufacture)为名设立格林美。截至目前,格林美共建设了六个大型先进的电子废弃物拆解处理基地,废弃电器电子产品年回收处理能力达一千万台以上,占中国电子废弃物回收处理总量的近10%。在全国11个省市布局了16个绿色低碳循环工厂,循环再造了钴、镍、铜等30余种稀缺资源以及超细粉体材料、新能源汽车用动力电池原料和电池材料等多种高技术产品。不管是回收小小电池、还是电子废弃物,抑或是报废汽车、新能源汽车与动力电池,格林美始终坚持绿色发展理念,用实际行动诠释什么叫变废为宝。20年的发展不仅让格林美发展成为中国循环经济的领军企业,还先后攻克了三元动力电池核心材料——三元前驱体材料的制造技术以及动力电池回收利用的核心技术。过去三年,格林美制造的三元前驱体材料装配了世界15%的三元电池新能源汽车,并回收了中国10%的动力电池,成为世界新能源供应链头部企业。

2.欧盟完善立法治理电子垃圾

  欧洲议会称,产品的维修权是欧盟新《循环经济行动计划》的一个重要组成部分。此次推出新法案,不仅希望产品在设计上能够更耐用、更安全,而且希望产品零部件更易于拆卸和维修,从而方便消费者作出可持续利用的选择。欧盟于2003年颁布了《废弃电器和电子设备指令》和《关于在电子电器设备中禁止使用某些有害物质指令》,限制在电路和电子产品的制造中使用几种有毒材料,并规定了管理和处置电子废弃物的5大优先顺序:减量、再使用、再利用、其他利用方式、处置。去年2月,欧盟议会通过关于新《循环经济行动计划》的决议,要求采取更多措施,到2025年城市垃圾回收率达到55%,2030年达60%,2035年达65%,而城市垃圾填埋到2035年不超过10%。

02能源与材料学院

  1.智能传感国际研究院揭牌成立  

  10月18日,深圳大学、深圳清华大学研究院、力合科创集团有限公司在深圳清华大学研究院签署了《共建智能传感国际研究院框架合作协议》,并举行智能传感国际研究院揭牌仪式。

  深圳大学校长、中国科学院院士毛军发,副校长、美国医学与生物工程院院士张学记;深圳清华大学研究院院长嵇世山,副院长刘仁辰;力合科创集团董事长贺臻等领导参加了签约与揭牌仪式。

  三方约定,共建智能传感国际研究院,聚焦智能传感领域的重大科技成果筛选引入、产业化验证,面向全球引进顶尖科学家及科研团队,构建“综合性大学原始创新+新型研发机构应用研发+科创服务体系赋能”的创新模式,针对区域政府的发展需求和智能传感的应用场景,提供智能传感科技支撑、链接智能传感专项基金、运营智能传感孵化基地、汇聚智能传感产业力量。未来,三方将继续共同努力,利用深圳市良好的发展条件和发展机遇,探索创新的合作模式,产出更多经得起考验、有竞争力和影响力的成果,携手为深圳市智能传感产业发展做出更多贡献。

  2. Nano Research Energy成功举办“纳米能源研究”学生论坛第一期

  2022年10月13日北京时间14点,Nano Research Energy成功举办了"纳米能源研究"学生论坛第一期。本次论坛包含六位青年科研一线工作者的精彩报告,在多个线上平台同步直播,总观看人数高达5万余次,多平台问答环节交流热烈,学者们在分享中实现共同进步。

  会议伊始,Nano Research Energy主编、香港城市大学支春义教授致欢迎辞,鼓励青年科研工作者趁年轻多做具有创新性的探索工作,期待各自具有个人特色的报告。紧接着,天津理工大学丁轶教授致开幕词,本次论坛提供了给科研工作者全方位地展示前沿成果与创新的平台,盼望青年才俊们一展风采。

  中科院长春应用化学研究所吴嘉言博士分享了题为“科研论文示意图绘制技巧”的报告。“一图胜千言”不仅是每一位科研人都懂的道理,更是审稿人审稿时潜藏于心的评判标准,吴博士展示了丰富典型的科研实战绘图案例,分析了文章示意图的绘画步骤,推荐了入门学习网站/教程,让零基础学习者也能轻松绘制出精美的论文插图。

  加州大学戴维斯分校博士后陈奕臻博士报告了“MgO负载的表面/亚表面位点铂单原子催化剂的合成表征以及结构演化”相关研究。该工作首次提出了次表层金属单原子位点,通过多种先进的光谱技术结合理论计算,多层次地表征了次表层铂金属单位点的可能性,并发现了表层位点和次表层位点存在活性与稳定性的trade-off。

  复旦大学赵东元院士组博士生张俊烨分享了题为“硒基电催化剂的合成与应用”的学术报告,对基于硒化钴的OER电催化剂研究作了系统介绍。张俊烨同学从硒化铁钴出发,通过铁掺杂,有效调节了材料的形貌尺寸、钴自旋态/价态、导电性、稳定性,使其具有良好的电催化活性。此外,还系统介绍了硒化物在其他阳极电催化反应中的应用。

  最后,Nano Research Energy主编、香港城市大学支春义教授总结发言,激励青年工作者们勇于在不确定性中寻求自己的发展,不忘初心保持真理的纯粹追求,感谢本次出场的嘉宾们和现场观众们,祝愿Nano Research Energy期刊发展越来越好!

  3.热电研究最新综述!——金属硫族化物的等价取代策略

  化石燃料对环境的负面影响推动着可再生能源的研究。在过去的几十年里,研究人员已经探索了高效的可再生能源技术,如太阳能光伏、太阳能燃料、生物质能、水(热)能、风力涡轮机等。这些可再生技术在收集可再生能源发电方面显示出巨大的潜力,有助于环境问题的解决。

  然而,这些技术具有成本高、体积大、对水生生物的影响、以及依赖天气等因素,使得它们的应用场景不尽人意。热电技术因其重量轻、具有扩展性、成本效益、无移动部件、以及可集成到用于加热和冷却发电应用的微型和纳米设备等优点,成为理想的选择。

  热电技术的特点是无量纲品质因数(zT)与塞贝克系数(S)和电导率(σ)成正比,与热导率成反比。最先进的热电材料研究面临的挑战是塞贝克系数(热功率)和σ的冲突特性,导致功率因数(S2σ)较低,因此品质因数较低。

  多年来,研究人员报道了各种技术来增强金属硫属化物热电材料中的无量纲品质因数。其中,Bi2Te3材料具备的高功率因数使研究者们看到了室温应用商业化的曙光,但Bi2Te3需要克服的弱点是其高热导率值。因此,进一步提高金属硫属化物的热电性能需要将S和σ解耦,以提高功率因数,从而增加热电材料和器件的整体效率。

  在这里,香港城市大学胡志文教授团队对金属硫族化物材料中的等价取代以改善热电发电进行了批判性的综述。等价取代可以解耦σ和S的相互依赖性,协同增强这两个重要参数,金属硫属化物热电材料中的阳离子和阴离子侧取代中都已被证明了是有效的方法。等价掺杂能导致中性离子形成,这有助于重排位于主体原子价带深处的最内层(核心)能级,这是因为它能使主体原子内的电子重新分布,从而改变电化学势的位置和传导电子密度。本文还回顾了许多与金属硫属化物热电中等价取代的有关研究,提高热电材料的性能和器件应用这是作为当下和未来的研究方向。

  论文信息:

  J.-D. Musah, A. Ilyas, S. Venkatesh, et al. Isovalent substitutionin metal chalcogenide materials for improving thermoelectric power generation –A critical review. Nano Research Energy.https://doi.org/10.26599/NRE.2022.9120034.

  4.锂离子电池“最佳配方”研发有望加速

  英国《自然·通讯》杂志9月27日发表一项最新技术成果,美国科学家团队描述了一种机器人学与人工智能(AI)相结合的技术,该技术能筛选出锂离子电池非水液体电解质溶液的“最佳配方”。该研究或有助于加快研发出功能更好的充电电池,比如充电速度更快、使用寿命更长。

  开发高性能电池技术对于推动运输和航空业的电气化格外重要。开发锂离子电池成分的传统技术需要对可能的材质选择进行实验,非常耗时,有时候研发过程需要好几年。尤其在研发非水液体电解质溶液的情况下,需要选择出多种溶剂、盐及特定比例,许许多多的设计变量,都使得电解质优化既费时又费力。曾有人提出了一种加快这一进程的方法——利用AI与机器人相结合的技术,发现最优的电池成分。

  美国卡内基·梅隆大学研究人员温卡特·韦斯万纳森、杰·怀塔克利及他们的同事,此次设计了一个名为“Clio”的定制自动化机器人平台,并与一个名为“蜻蜓”(Dragonfly)的基于贝叶斯优化的AI相结合。利用这些工具,他们证明了该系统能在两个工作日里的42次实验中,自主筛选并确定出6种高导电非水锂离子电池的电解质配方。

  研究人员指出,他们的方法发现电解质的速度是随机筛选速度的6倍。研究团队在商用锂离子软包电池中测试了该电解质溶液,并以传统的电解质组分作为基线实验,演示了其快速充电的性能。

  研究团队总结道,他们的研究有助于高性能充电电池的研发,对于更大范围的能源应用和材料科学具有重要意义。

03智能制造与控制工程学院

  1.以智能制造为主攻方向推动产业技术变革和优化升级(新时代画卷)

  来源:人民日报 | 2022年10月24日

  习近平总书记在党的二十大报告中指出,建设现代化产业体系。坚持把发展经济的着力点放在实体经济上,推进新型工业化,加快建设制造强国、质量强国、航天强国、交通强国、网络强国、数字中国。

  制造业是国家经济命脉所系,是立国之本、强国之基。随着新一代信息技术加速拥抱千行百业,智能制造正在多领域多场景落地开花——依靠智能巡检,远在千里之外也能云端管理大型风力发电机,相比人工效率提升10倍;借助智能设备,质检线上可以智能识别细小瑕疵,助力实现精细化生产。新兴技术与先进制造的深度融合,不仅勾勒出日新月异的数字社会,也让实体经济活力更足、动力更强。

  

2.触手机器人可轻易抓取沉重与脆弱物体

  科技日报北京10月24日电(记者张梦然)当今的大多数机器人抓手依靠嵌入式传感器、复杂的反馈回路或先进的机器学习算法,结合操作员的技能,来抓取易碎或形状不规则的物体。美国哈佛大学工程与应用科学学院研究人员从大自然中汲取灵感,设计了一种新型柔软的机器人抓手。它使用一组细长的触手来缠绕和诱捕物体,类似于水母捕获猎物的方式。该研究近日发表在《美国国家科学院院刊》上。

  

04计算机与信息工程学院
1.国家超级计算长沙中心天河新一代超级计算机系统启动运行

  10月9日,国家超级计算长沙中心天河新一代超级计算机系统运行启动仪式在湖南大学举行。国家超级计算长沙中心主机系统升级项目由湖南省、长沙市和岳麓山国家大学科技城共同出资,湖南大学负责建设。系统采用国防科技大学“天河”新一代超级计算机技术,峰值计算性能每秒20亿亿次高精度浮点运算、数据存储能力20,000,000GB、峰值功耗不高于8兆瓦,算力水平国际先进、国内领先。

2.深度学习可识别显微照片中的细菌

  科技日报北京10月19日电(记者张梦然)美国华盛顿大学研究人员开发出一种深度学习软件Omnipose,其能帮助解决在显微镜图像中识别各种微小细菌的挑战。研究结果发表在17日的《自然·方法学》杂志上。

  研究人员发现,在大型细菌图像数据库上训练的Omnipose在表征和量化混合微生物培养物中的无数细菌方面表现良好,并消除了其前身可能出现的一些错误。此外,由于不同细菌的光学特性存在差异,Omnipose在克服识别问题方面表现出色。

  

05经济与管理学院
1.聚焦能源经济学新发展(中国社会科学网)

  能源作为经济发展的重要支撑,与人们日常生活及社会经济发展息息相关。近年来,能源经济学在我国有了较快的发展。本报记者就能源经济学在我国的发展历程、研究现状及发展前景等问题采访了多位专家学者。

  形成独特学科发展道路

  据中国人民大学应用经济学院教授魏楚介绍,20世纪70年代,能源经济学作为经济学一个新的分支正式兴起。90年代以来,国内一些大学开始逐渐设立有关能源经济的研究机构。但总体来看,相关研究还处于起步阶段。

  中国社会科学院工业经济研究所所长史丹表示,高校和研究机构设立了能源经济学学科和研究中心,有了组织保障。大批青年学者加入能源经济学研究之中,增强了我国能源经济学的学术研究规范性和深度。理论研究和政策研究同步推进,一些研究机构和学者直接或者间接参与国家能源战略制订,能源经济理论与能源发展战略相互印证。能源经济学还与其他学科形成相互促进的态势,例如,环境经济学与能源经济学、国际关系与能源经济学都有交叉,为能源经济学发展提供有用的养料,也形成了能源经济学独特的学科发展道路。

  研究热点同现实需要密切相关

  厦门大学管理学院教授林伯强告诉记者,当前能源经济学的研究热点主要集中在以下几个方面:能源对宏观经济增长和社会可持续发展的影响、考虑能源投入要素的微观企业决策和产业组织、能源利用方式对环境与气候变化的影响,以及能源转型与能源结构优化战略等。林伯强认为,新时期,能源经济学者可以发掘与中国经济社会发展相关的能源行业典型案例进行研究;结合当前中国经济社会发展的重要特征,建立体现中国国情的能源经济理论框架

  中国石油大学(北京)中国能源战略研究院教授王震表示,具体来说,如中国能源消费增长规律、能源等价竞争力、多能源品种融合发展的制度安排、电力和天然气等公用事业的管制与放松、能源互联网、碳金融和绿色金融等问题,均是当下的研究热点。

  提升学科影响力

  谈到能源经济学研究面临的新问题和新挑战时,王震总结了以下几点。一是能源需求和经济增长呈脱钩新趋势。全球能源需求保持持续增长,但能源需求的增长将很大程度上被能源强度下降所抵消,特别是随着产业升级不断深化,非化石能源消费比重逐年提升,这将成为能源消费总量提高的主要驱动力。二是能源绿色低碳转型面临新形势。《巴黎协定》的实施推动大气环境治理、低碳减排、生态文明建设,绿色环保成为主流消费模式,传统化石能源行业面临发展范式挑战。三是数字化技术正在重塑能源行业。5G、人工智能、物联网、区块链等信息技术在能源生产、消费各环节展现出巨大的发展潜力,为能源变革开辟了新途径,推动能源产业新模式、新业态不断涌现。四是国际能源治理面临新挑战。面对国际治理机制和全球化出现的新挑战,能源系统更趋复杂,保障能源安全面临较大挑战,国际能源合作出现诸多新难题。

  在史丹看来,能源问题关系国家安危和国家战略,与其他经济学分支相比,能源经济学要更加关注外部性问题。尽管许多学者都已认识到能源经济学需要与技术、环境、安全、外交等学科交叉发展,需要融合多学科的理论与方法,但我国能源经济学目前仍属于小众学科,有限的研究力量更多的是研究能源政策问题,教材与学科建设需要加强。

    

  06外语与文化传播学院

1.我国建成世界上规模最大的语言资源库,涵盖120余个语种

  6月28日,澎湃新闻从教育部召开的“教育这十年”“1+1”系列第六场新闻发布会上获悉,我国实施“中国语言资源保护工程”,自2015年起,开展对汉语方言和少数民族语言资源的调查、保存、展示和开发利用,共完成1700多个田野调查点的调查,范围涵盖全国31个省(区、市)及港澳台地区的120余个语种及其主要方言,收集原始文件数据超过1000万条,建成了世界上规模最大的语言资源库。

  教育部语言文字应用管理司司长周为表示,十年来,我国语言文字事业改革发展主动服务国家发展大局,为经济社会发展提供重要支撑和保障。包括:服务“一带一路”建设和区域发展战略,做出《“一带一路”沿线国家语言国情手册》《“一带一路”国家语言状况与语言政策》等研究成果;研发跨语言冬奥术语库、冬奥智能问答系统、语言翻译服务系统,组织编写《冬奥会体育项目名词》,服务北京冬奥会;2020年初,针对援鄂医疗队伍遇到的方言障碍,指导推出“抗击疫情湖北方言通”“疫情防控外语通”等应急语言服务产品,服务疫情防控一线工作人员;上线包括35款历代书法名家字体的“中华精品字库”、转换准确率达99%的“汉字简繁文体智能转换系统”、涵盖古今各个时期8万多汉字的形、音、义、用、码信息的“汉字全息资源系统”、收录各类语言资源近千项的“国家语委语言资源网”等平台资源,积极促进语言智能技术服务国家需求和社会发展。

  此外,建设全球中文学习平台,为国内外中文学习者提供优质学习资源和智能化学习路径,建成两年即发展用户600万人、覆盖全球182个国家和地区,平台总访问量突破亿次。

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