学科动态
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学科知识支持服务05期
发布日期:2023-03-06    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.中国地质大学(武汉)王焰新-石良团队合作ES&T封面:华北平原深层地下水中碘富集的微生物作用

  近日,中国地质大学(武汉)环境学院王焰新-石良教授团队在环境领域著名学术期刊Environmental Science & Technology上发表了题为“Microbial contributions to iodide enrichment in deep groundwater at North China Plain”的合作研究论文。该研究通过比较宏基因组学和异化碘酸盐还原基因簇idrABP1P2的异源表达,揭示了华北平原深层高碘地下水中存在异化碘酸盐还原菌,其介导的碘酸盐的还原促进了碘离子在地下水中的富集。铁还原菌、硫酸盐还原菌和脱卤菌也可能通过铁矿物还原性溶解、产生的二价铁和硫化物激发碘酸盐非生物还原、及有机碘的脱卤来促进碘离子的生成和释放。研究结果提出了高碘地下水中碘离子富集的微生物成因机理,有助于深化对地下水系统中碘的迁移转化和生物地球化学行为的理解和认识。该研究受到国家自然科学基金重点国际合作项目、水圈重点项目和国家重点研发项目等课题资助。

  https://mp.weixin.qq.com/s/8TsbDx23rCjEMILVFwsHAQ

  2.JHM专栏|西北农林科技大学陈坤明团队:育成可用于修复重金属土壤污染的专用型转基因油菜

  近日,西北农林科技大学生命科学学院/旱区作物逆境生物学国家重点实验室陈坤明教授团队、广东开源环境科技责任有限公司罗颜荣高工团队和陕西省杂交油菜研究中心油菜分子设计育种团队合作,在环境科学一区TOP期刊Journal of Hazardous Materials(IF=14.224)上在线发表了题为 “Overexpression of Sedum SpHMA2, SpHMA3 and SpNramp6 in Brassica napus increases multiple heavy metals accumulation for phytoextraction”的研究型论文,转基因创制出可有效进行土壤重金属污染植物修复的专用型油菜并对其各生长阶段重金属吸附效果进行了测定和评价。

  https://mp.weixin.qq.com/s/ulF609pjkBPFM2k8WtsjSA

  3.    重理工常海星、哈工大任南琪院士团队贺诗欣WR:光-暗生化耦合驱动垃圾渗滤液进行氢气能源转化过程的微观生物界面行为

  近日,重庆理工大学常海星副教授和哈尔滨工业大学任南琪院士团队贺诗欣教授联合在环境领域著名学术期刊Water Research上发表了题为“Enhanced energy recovery from landfill leachate by linking light and dark bio-reactions: underlying synergistic effects of dual microalgal interaction”的论文。本文提出了微藻光合作用与暗发酵的耦合技术,利用混合微藻对垃圾渗滤液(LL)中的养分和化学需氧量(COD)进行有效回收,并通过暗发酵工艺将微藻生物质转化成生物氢和挥发性脂肪酸。本文深入解析了斜生栅藻(SO)与普通小球藻(CV)相互作用的界面协同机制,揭示了胞外聚合物(EPS)在促进无机盐离子向细胞界面运动并被吸收转化过程中起到的积极作用,明晰了多种生物种群相互作用对垃圾渗滤液中能量转换的协同效应。这项工作可能会启发垃圾渗滤液的有效处理和生物能源的生产,同时丰富了多生物协同进行污染物能源转化理论。

  https://mp.weixin.qq.com/s/qTY-LjhaZbL5wt_LJUjk3A

  02能源与材料学院

  1.首个固态电化学热晶体管问世

  日本科学家开发出首个固态电化学热晶体管,其能用电来管理热。新问世的固态热晶体管的效率可与目前广泛使用的液态热晶体管相媲美,且更稳定。相关研究刊发于21日出版的《先进功能材料》杂志。现代电子设备在使用过程中会产生大量废热。过去10年,使用电来管理热量的概念得到验证,催生了电化学热晶体管器件,这种器件可通过电信号控制热流,但目前广泛使用的液态热晶体管存在一个严重的缺陷:任何泄漏都会导致设备停止工作。

  在最新研究中,北海道大学电子科学研究所的科学家小组开发出首个固态电化学热晶体管,比液态热晶体管更稳定,也同样有效。研究人员解释称,热晶体管大致由活性材料和开关材料组成,活性材料的导热性会发生变化;而开关材料可控制活性材料的导热性。他们在氧化钇稳定的氧化锆基底上制造出了最新的固态热晶体管。该基底也用作开关材料,氧化锶钴用作活性材料,而铂电极提供控制晶体管所需的电力。研究发现,活性材料在“开”状态下的导热性与一些液态热晶体管相当。而且,活性材料在“开”状态下的导热性比“关”状态下高4倍。此外,该晶体管使用10个周期后仍保持稳定,优于一些目前使用的液态热晶体管。团队在20多个单独制造的固态热晶体管上进行了测试,确保了结果的可重复性。

  这一最新研究表明,固态电化学热晶体管具有与液态电化学热晶体管一样有效的潜力。但目前开发实用热晶体管的主要障碍是开关材料的工作温度较高,约为300℃,降低其工作温度将成为未来研究的重点。

  2.新型高含硫锂硫正极材料,通过界面掺杂和石墨烯层网络保护共同实现

  2023年1月5日,Nano Research Energy (https://www.sciopen.com/journal/2790-8119)青年编委,江苏师范大学刘明凯副教授发表题为“High Sulfur Loading and Shuttle Inhibition of Advanced Sulfur Cathode Enabled by Graphene Network Skin and N, P, F Doped Mesoporous Carbon Interfaces for Ultra-stable Lithium Sulfur Battery”的最新研究成果。

  随着社会和科技的快速发展,人们对能源设备的能量和功率密度的要求越来越高。锂硫电池具有超高的理论能量密度和比容量,被认为是下一代电池的有希望的候选者之一。锂硫电池是锂电池的一种,是以硫元素作为电池正极,金属锂作为负极的一种锂电池。单质硫具有在地球中储量丰富,具有价格低廉、环境友好等特点。利用硫作为正极材料的锂硫电池,其材料理论比容量和电池理论比能量较高,分别达到1675 mAh/g和2600 Wh/kg,远远高于商业上广泛应用的钴酸锂电池的容量(<150 mAh/g)。与商业锂离子电池中的插入反应不同,单质硫可以通过一个独特转换反应实现这一高理论容量。然而,锂硫电池的实际应用受到了一些关键技术的阻碍。具体而言,(i)聚硫锂(lithium polysulfide, LiPS)易溶解于电解液,并扩散到阳极一侧,会导致容量较快衰减,并造成库仑效率低下的问题;(ii)活性硫的绝缘性及其与锂离子结合的中间产物Li2S/Li2S2均不导电,阻碍了电子的快速传输,并进一步导致活性物质的低利用率;(iii)硫的巨大体积膨胀(约80%)导致正极结构的膨胀与收缩,造成硫正极的坍塌。因此,发展一种可以提高活性硫含量,并同时能够约束聚硫锂穿梭和限制活性硫膨胀的正极材料,是实现高比能锂硫电池规模化应用的关键技术。

  针对以上问题,刘明凯副教授课题组发展了一种独立自支撑的石墨烯-氮(N)、磷(P)和氟(F)共掺杂的介孔碳-硫(G-NPFMC-S)薄膜,将它用作锂硫电池的无粘结剂正极材料使用。本文中制备得到的介孔碳(MC)具有极高的比表面积(921 m2 g-1),孔径分布均匀,为15纳米左右。在G-NPFMC-S正极内插入的石墨烯网络可以有效提高其导电性,同时限制聚硫锂的穿梭。由于石墨烯-NPFMC(G-NPFMC)复合材料具有良好的多孔结构,因此实现了86 %活性硫的高担载量。当作为锂硫电池的正极使用时,这种独立自支撑G-NPFMC-S薄膜实现了高比容量(1356 mAh g-1)、良好的倍率性能、以及长达500次的长循环稳定性,每循环最低容量衰减率仅为0.025%。这些优异的结果可以归功于G-NPFMC-S薄膜内部存在的结构特色,因为高度多孔的NPFMC可以为硫的负载提供足够的存储空间,同时,N,P,F掺杂的碳界面和插入的石墨烯网络有助于通过化学吸附和物理屏障效应阻碍聚硫锂的穿梭。这种独特的结构实现了活性硫的高负载和限制聚硫锂穿梭,为锂硫电池的发展提供一个有效的路径。

  3.新型“变色龙”建材控温又节能

  美国芝加哥大学分子工程学院研究人员设计了一种类似变色龙的建筑材料,它可根据外部温度改变其颜色以及吸收或释放热量。在炎热的天气里,这种材料可释放出高达92%的红外线热量,帮助冷却建筑物内部;在较冷的天气里,这种材料只发射7%的红外线,有助于建筑物保温。研究成果近日发表在《自然·可持续发展》杂志上。这种建筑物的低能耗方法类似于在冷的时候加一层,热的时候脱一层,可在不消耗大量能源的情况下保持建筑物的温度。据估计,建筑物占全球能源消耗的30%,排放占全球温室气体总量的10%。大约一半的能源足迹归因于室内空间的供暖和制冷。

  研究人员此前已开发出辐射冷却材料,通过增强发射红外线的能力来帮助建筑物降温。红外线是人和物体辐射的不可见热量。此外,还有防止在寒冷气候下发射红外线的材料。此次,研究人员设计了一种不可燃的“电致变色”建筑材料,它包含一个可呈现两种构象的层:保持大部分红外线热的固态铜,或发射红外线的水溶液。在任何选定的触发温度下,该设备都可使用少量电力,通过将铜沉积到薄膜中或剥离铜来诱导状态之间的化学变化。研究人员在论文中详细介绍了该设备如何在金属和液体状态之间快速且可逆地切换。研究表明,即使在1800个周期后,在两种构象之间切换的能力仍能保持。

  研究团队还创建了新材料在不同城市的典型建筑中降低能源成本的模型。他们报告称,在一栋普通的商业建筑中,用于引起材料电致变色的电力不到建筑总用电量的0.2%,但可节省建筑每年供暖和制冷消耗能源的8.4%。

  4.聚焦能源研究前沿,iEnergy钙钛矿峰会成功举办

  2023年1月13日–15日,iEnergy钙钛矿峰会在线上成功举办。本次峰会由iEnergy、清华大学出版社期刊中心和清华大学电机系共同主办,清华大学能源互联网创新研究院协办,汇集钙钛矿领域顶尖专家,研讨最新研究成果和未来发展趋势。三天的峰会共完成了61场大会报告,就高效率钙钛矿太阳能电池、钙钛矿电池稳定性、叠层太阳能电池、柔性太阳能电池、量子点太阳能电池和发光器件、钙钛矿发光二极管、激光、探测器等进行了深入广泛的交流,并与线上的观众热烈互动,答疑解问,碰撞出学术思想的火花。

  5.微型3D材料可提高燃料电池效率

  澳大利亚悉尼新南威尔士大学研究人员展示了一种创造微型3D材料的新技术,最终可使氢电池等燃料电池更便宜、更可持续。近日发表在《科学进展》杂志上的该研究,有可能       在纳米尺度上按顺序“生长”互连的3D层次结构,这些结构具有支持能量转换反应的独特化学和物理特性。在化学中,层次结构是单元(如分子)在其他单元组织中的配置,这些单元本身可能是有序的。在自然界中也可看到类似的现象,例如花瓣和树枝。但是这些结构具有非凡潜力的地方是在超出人眼可见度的纳米级水平。

  使用传统方法,科学家们发现在纳米尺度上用金属部件复制这些3D结构具有挑战性。迄今为止,科学家们已能在微米或分子尺度上组装层次结构,但为了获得纳米级组装所需的精度水平,他们需要开发一种全新的自下而上的方法。研究人员使用从简单化合物构建复杂化合物的化学合成方法,在立方晶体结构的核心上小心地生长六方晶体结构的镍分支,以创建尺寸约为10—20纳米的3D层次结构。由于金属核心和分支的直接连接,由此产生的互连3D纳米结构具有高表面积和高导电性,并且具有可化学修饰的表面。这些特性使其成为理想的电催化剂载体,有助加快反应速率,在析氧反应中,这是能量转换的关键过程。

  研究人员表示,逐步生长材料与在微米级组装结构的做法形成鲜明对比,后者是从大块材料开始并将其蚀刻下来,新方法可以很好地控制条件。因为在通常为球形的传统催化剂中,大多数原子都卡在球体的中间,表面的原子很少,这意味着大部分材料都被浪费了,它们不能参与反应环境。而新的3D纳米结构经过精心设计,可将更多原子暴露在反应环境中,从而促进更有效的能量转换催化。

  03智能制造与控制工程学院

  1.新能源汽车成为中国智能制造“新名片”

  提起汽车,特别是传统汽车,很多人都会想到欧洲,因为那里是汽车工业的发源地;但眼下,提起新能源汽车,相信很多人想到的会是中国。如今,中国的新能源汽车卖到了全世界各地,包括汽车的发源地欧洲。数据显示,目前在欧洲,每10台新能源汽车中,就有1台来自中国。去年,中国的新能源汽车给出了一张漂亮的出口成绩单:2022年前11个月,我国汽车出口278万辆,超过德国,成为全球第二大汽车出口国,其中,新能源汽车出口同比增长1倍。中国汽车工业开始崛起,我们真正地从一个汽车大国在迈向一个汽车强国,电动化、智能化、全球化给了我们机会。中国新能源汽车“三电”技术领先全球物美价廉是中国制造的优势,但是国产新能源汽车能够在国外大卖,不仅仅是价格,还有更多是来自产品本身的竞争力。如今,中国新能源汽车的电池、电机、电控——“三电”技术已经在全球领先。

  https://www.sohu.com/a/625293042_121123526

  2.七部门联合发文:力推100个以上智能检测装备示范应用

  智能检测装备是智能制造的核心装备,是“工业六基”的重要组成和产业基础高级化的重要领域,与稳定生产运行、保障产品质量以及提升制造效率等休戚相关。对加快制造业高端化、智能化、绿色化发展,提升产业链供应链韧性和安全水平,支撑制造强国、质量强国和数字中国建设具有重要意义。近年来,随着电子制造、汽车制造、钢铁、石化和航空航天、工程机械、纺织制造以及生物医药等行业的快速发展,智能检测装备需求日益增加,加快推进智能检测装备产业发展意义更加凸显。诚然,我国智能检测装备产业依然存在技术基础薄弱、创新能力不强、高端供给不足、产业体系不完善等问题,已成为智能制造深入发展的关键短板和重要制约,亟待需要提升供给能力和水平。

  为加快推动智能检测装备产业发展,提升国产化智能检测装备水平,落实《“十四五”智能制造发展规划》,加大对智能检测装备产业的政策支持力度,推动智能检测装备产业高质量发展,2月23日,工业和信息化部、国家发展和改革委员会、教育部、财政部、国家市场监督管理总局、中国工程院、国家国防科技工业局共七个部门又联合印发了《智能检测装备产业发展行动计划(2023—2025年)》。《智能检测装备产业发展行动计划(2023—2025年)》指出,到2025年,智能检测技术基本满足用户领域制造工艺需求,核心零部件、专用软件和整机装备供给能力显著提升,重点领域智能检测装备示范带动和规模应用成效明显,产业生态初步形成,基本满足智能制造发展需求,如技术水平明显提高、行业应用显著深化、产业体系初步构建。

  https://www.gkzhan.com/news/detail/154494.html

  04计算机与信息工程学院

  1.    向可扩展算法更进一步,“量子人工智能”研究获新进展

  据英国《自然》杂志22日报道,谷歌科学家团队改善了量子计算机的纠错能力,演示了随着纠错规模增加,错误率反而降低的量子计算。这项工作意味着人们向可扩展的量子纠错更进一步,使量子计算机达到以足够低的错误率运行可用量子算法的水平。量子计算机和经典计算机一样,容易发生其背后物理系统“噪音”(或干扰)导致的错误;实现其潜能需要降低错误率。一种量子纠错方法是用所谓“纠错码”,即使用一组物理量子位(量子信息单位,相当于经典计算机的比特)形成一个逻辑量子位。这个系统称为表面码逻辑量子位,可以检测和纠正错误而不影响信息,但扩展这样的系统意味着操作更多量子位,这可能引入更多逻辑错误。为使逻辑性能随着编码规模增加而改善,总体的纠错需超过增加的逻辑错误。

  谷歌“量子人工智能”团队研究人员哈姆特·耐文及其同事,此次展示了一种逻辑量子位表面码,可以在系统规模增大时降低错误率。他们建造了一个72个量子位的超导量子处理器,用两种不同表面码做了测试:一种称为distance-5逻辑量子位(基于49个物理量子位),另一种是较小的distance-3逻辑量子位(基于17个物理量子位)。较大表面码展现出能够实现更好的逻辑量子位性能(每周期2.914%逻辑错误),优于较小的表面码(每周期3.028%逻辑错误)。研究团队指出,还需要更多研究实现有效计算所需的逻辑错误率,但目前这项工作,向人们展示出未来量子算法开发的基本要求。

  2. ChatGPT

  中新网北京2月12日报道,美国OpenAI公司去年推出的聊天机器人ChatGPT,近期成为全球瞩目的焦点。ChatGPT是一种基于自然语言处理(NLP)和机器学习的语言模型,是人工智能自然语言处理工具的最新成果,它不仅能够与人类进行对话,而且能够生成可信的“创造性”内容。

  目前,该产品以一种无特别限制方式被普通用户或开发者所使用,因此被用户尝试出了各种可能的应用方式,其智能程度也被认为得到了广泛认同。作为一种大型语言模型,ChatGPT的技术原理并没有实质性的改进,它利用神经网络、海量的语言数据和文本数据来进行训练,通过机器来学习文字和文字之间序列的概率关系,基于上下文背景信息,通过概率关系来预测输出的序列词句。它不是在理解你的语言,就是根据对上下文的理解,找出语言最优的概率,本质上是一个词和句序列的输出。

  05经济与管理学院

  1.2023年 物流与供应链数字化发展4大趋势

  展望2023年,在二十大精神指引下,我国物流与供应链数字化发展将会迎来新的发展机遇,主要呈现以下趋势:

  一是数字化支撑物流与供应链企业高质量发展

  物流业是支撑国民经济发展的基础性、战略性、先导性产业,“物流+数字技术”构成了物流与供应链行业坚实的“物质技术基础”,物流与供应链企业数字化转型为推进行业高质量发展,保障产业链供应链自主可控、安全高效起到了支撑作用。

  二是数字化助力全国统一大市场的建设

  《“十四五”现代流通体系建设规划》提出,要加快形成现代流通统一大市场。《规划》提出深化现代流通市场化改革、完善现代商贸流通体系、加快发展现代物流体系、增强交通运输流通承载能力、加强现代金融服务流通功能、推进流通领域信用体系建设。数字化是实现数字交通、供应链金融以及搭建信用体系的有力抓手。特别是在平台经济背景下,通过平台实现最优运力需求匹配,打通供应链全链条交易及运单数据,构成用户画像,完成信用评价,最终助力供应链金融落地,实现数据价值

  三是数据治理及人才培养成为新需求

  随着数字经济发展的不断深入,数据安全在国家安全体系中的重要地位进一步明确,然而数据安全作为新兴行业,正处在发展初期。一方面,需求侧受政策驱动,数据安全意识逐步觉醒,开始关注并着手建立自身的数据安全体系;另一方面,供应侧受市场引导,开展了数据安全相关产品及服务的研究布局。从数据安全需求侧来说,数据安全治理组织架构逐渐明晰,关键技术逐步补足。如何建立体系化的数据安全治理能力,培养复合型数据安全人才是未来的工作重点。从数据安全供应侧来说,数据安全产品与服务竞争愈加激烈,一体化的解决方案、咨询、培训等服务或是突破口。物流与供应链行业的数字化的发展也将顺应发展趋势,在保障数据安全的前提下进一步向前迈进。

  四是数字化重塑建物流与供应链新生态

  物流企业数字化转型的目标可以分为以下3个层次,第一是通过数字技术的应用和信息系统的建设,优化作业流程,实现降本、提质、增效;第二是保持企业内部单项物流服务、整体解决方案及配套增值服务等业务结构的合理性以适应不断变化的外部环境;第三是以数据驱动的自主演进决策替代原有的金字塔式决策体系,推动物流企业商业变革与创新,创造由物流服务带来的价值增量。由数字化转型所带来的模式变革及价值增量将重构物流与供应链行业的产业结构,进而构建全新的行业生态。

  https://www.sohu.com/a/621970269_120526049

  06高等职业技术(国际)学院

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  07国际交流学院

  1.中国英汉语比较研究会第十五次全国学术研讨会暨2023英汉语比较与翻译研究国际研讨会征稿通知

  中国英汉语比较研究会第十五次全国学术研讨会暨2023英汉语比较与翻译国际学术研讨会将于2023年10月20日至22日在四川外国语大学举行。本次研讨会由中国英汉语比较研究会主办,四川外国语大学承办。研讨会主题确定为“新文科、新范式:学科交叉与创新引领”,旨在研讨新文科背景下,新的学科范式为外语学科的交叉融合和人才培养的创新引领所带来的新变化、新机遇与新挑战,探察在数字化、技术化、专业化、市场化和国际化的现实语境中,如何推动外国语言文学学科在人才培养、科学研究、社会服务、文化传承创新、国际交流合作能力等领域的创新发展和成果转化,为地方经济社会发展和国家战略需求贡献学科智慧。

  详情页链接:https://mp.weixin.qq.com/s/4w5EWu1hf4upjyKNjn1pqg

  2.第八届国际汉语教学研讨会

  第八屆國際漢語教學研討會將於2023年6月9至10日在美國賓州Swarthmore College舉行,大會現正徵集論文摘要,歡迎投稿。這是本系列國際漢語研討會首次在北美舉行。本次會議旨在深化國際間的教育合作,推動國際漢語教學的理論研究與發展,並促進跨文化的教學研究和交流。我們希望以這次活動爲契機,讓世界各地的漢語教師和學者聚在一起,特別是在後疫情時代請教師和學者們分享他們過去的經驗,並展望對未來的想法、觀點、創新以及包括學生參與研究的策略,並探討有關跨學科課程和未來彼此間的合作可能性。我們誠心期待您共襄盛舉,並歡迎踴躍報名及投稿。所有活動向全世界各級對外漢語教學工作相關者以及研究學者免費開放。與會者務請網上註冊報名。

  详情页链接:https://mp.weixin.qq.com/s/G042hmJ9SzTODjZbFSS5oA

  08外语与文化传播学院

  1.2023新媒体7个小趋势

  1商业逻辑更加简单直接,去社交化,以商业化为主。

  2互联网演变,web4.0,元宇宙更进一步,虚拟现实从b端渗透到了c端,粉丝用户创作者的机会来了。

  3新媒体矩阵界限逐渐融合,区隔愈发模糊,用户人群交叉,都在争夺存量市场

  4自媒体商业化更进一步,未来精准获客的核心途径是付费广告投放,而不是靠免费内容。

  5资本入局,行业利益链条形成,靠系统赚钱的时代了。

  6媒体的产业方向纵深,重点在三农产业,农村,农民,农产业,涉及到的农林牧渔,

  7自媒体终极拼的是价值观

  https://www.opp2.com/304811.html

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