学科动态:提供领域内相关的学科发展动态。
1.JHM专栏|兰州大学石遵计团队:犬尿酸介导菌藻互作抵抗环境镉毒性
近日,兰州大学草地农业学院/草地微生物研究中心石遵计研究团队联合清华大学杨云锋教授在环境领域著名学术期刊Journal of HazardousMaterials上发表了题为“Kynurenic acid mediatesbacteria-algae consortium in resisting environmental cadmium toxicity”的研究论文。该工作是石遵计研究团队关于菌藻互作抗镉的实例成果。这项研究发现从被Cd2+污染的湖泊中分离出来的Cellulosimicrobium sp. SH8和蓝藻模式生物Synechocystis sp.PCC6803可以相互作用,PCC6803产生的葡萄糖等糖类供给SH8生长;细菌与藻类相互作用后,SH8中kynA、kynB和kynT基因的表达水平显著增加,从而促进了SH8中犬尿酸的合成,进而与Cd2+反应消除Cd2+污染。本项工作揭示了菌藻互作增强抗镉能力的具体机制。
2.CREST专栏|德国杜伊斯堡-埃森大学Yen Le团队:利用基于亚细胞分配的毒代动力学模型寻找更接近的生物有效剂量替代品
德国杜伊斯堡-埃森大学T. T. Yen Le团队在Critical Reviews inEnvironmental Science and Technology(CREST,《环境科技评论》)期刊发表题为“利用基于亚细胞分配的毒代动力学模型寻找更接近的生物有效剂量替代品(Approaching a closersurrogate for the biologically effective dose with subcellularpartitioning-based toxicokinetic models; 2023, 53(10): 1103–1125)”的综述。化学品风险评估基于暴露阈值的概念,即可以用外部浓度、内部浓度或敏感部位浓度来表示暴露。然而,金属风险评估目前是基于外部浓度或全身残留物,因此在测量有毒作用部位的实际浓度方面存在挑战。毒代动力学与毒效动力学整合模型(TK-TD模型)能够模拟化学物质在生物体内的浓度变化以及随时间变化的生物效应,为环境风险评估提供了一种有用的工具。本文回顾了这方面的进展。此外,还提出了一个模拟亚细胞金属分配的通用框架,该框架可以描绘细胞内部金属封存机制。由于这些机制特异性在不同金属、物种和暴露条件之间变化,可用于解释内部浓度与金属毒性之间复杂的关系。因此该模型能够估计敏感部位金属积累的时间过程,并可以集成到毒性动力学模型中。这为环境风险评估提供了一种有用的工具,未来的研究应集中在将敏感部位中金属浓度与毒理学效应联系起来。
3.ET&I高被引:负载活性氧化锌纳米颗粒的活性炭去除水中的孔雀石绿
孔雀石绿(MG)对环境有着严重的危害,已被许多国家已经禁止使用,但由于其成本效益高且易于获得扔用于一些工业活动中,如鱼类养殖和纺织品染色。为了处理被MG污染的废水,研究通过ZnO或Zn(OH)2纳米颗粒来修饰活性炭(AC)来吸附MG,这是因为这种方法可以增加含氧官能团的数量。与未修饰的AC相比,表面上的Zn元素可以提高AC对目标分子的吸附选择性,并扩大AC层间距。据报道,负载了Zn(OH)2纳米颗粒的AC、生物基磁性AC化学官能化的AC、负载ZnO的AC、椰子椰壳基AC都可以有效从水中去除MG。尽管有文章报道了使用不同的方法负载Zn(OH)2在AC上的方法,低成本、经济且易于合成锌负载活性炭用于有效去除水溶液中的MG污染物的方法研仍需进一步研究。因此,本论文首次通过超声空化法复合材料进行了绿色、简便的合成了负载有Zn(OH)2的咖啡渣基活性炭符合材料,并评估了其对水溶液中MG的去除效果。本文自2021年2月发表以来已被引用61次。
4.SPT专栏|延安大学王拓团队:Mn-Cu共掺活性炭颗粒电极活化过硫酸盐增强诺氟沙星降解
延安大学王拓团队近日于国际分离纯化领域著名期刊Separation and PurificationTechnology(JCR 1区Top,中科院2021升级版分区:工程技术1区Top期刊,IF=9.136)上发表了题为“Enhanced norfloxacindegradation by three-dimensional (3D) electrochemical activation ofperoxymonosulfate using Mn/Cu co-doped activated carbon particle electrode”的文章(310(2023),123067)。诺氟沙星(NOF)作为一种合成的氟喹诺酮类抗生素,已广泛应用于治疗各种细菌感染。在中国,每年都有相当数量的NOF排放到自然环境中。由于其特殊的结构,与其他抗生素相比,NOF难以通过常规处理工艺去除,导致大量的NOF在自然界中富集,对水生生物、生态系统和人类健康构成潜在威胁。本研究以活性炭为原料,通过热解法制备Mn-Cu共掺杂活性炭(MCAC),作为三维电极反应系统中的粒子电极,协同活化过硫酸盐(PMS),实现水体中多种有机物的高效降解。PMS分解和TOC去除实验表明,电活化和MCAC催化具有显著的协同效应,E-PMS-MCAC体系能够大幅提升PMS分解效率和TOC去除率,同时降低水处理过程能耗。
5.Engineering专栏|清华大学刘竹研究团队:面向碳中和的近实时碳排放量化技术
《Engineering》创刊于2015年,承载着中国工程院发挥最高学术机构学术引领作用的使命,从创刊开始就定位为世界一流科技期刊,综合性工程类权威期刊。清华大学刘竹研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2022年7期刊发表了题目为《面向碳中和的近实时碳排放量化技术》的研究性文章,回顾了现有以年为基础的碳核算方法,并重点介绍了最新开发的实时碳排放技术及其当前应用趋势。文章提出了一个可广泛使用的最新近实时碳排放核算技术框架,相关数据和方法的开发将为中国碳中和战略的相关政策制定提供强有力的数据支持,最后文章对碳排放实时监测技术的未来发展进行了展望。
1.研究制备出超薄二维赝电容正极新材料
近日,中国科学院化学物理研究所研究员吴忠帅团队在构筑高性能二维赝电容多电子反应储锂材料方面取得新进展。团队设计并制备出一种超薄二维VOPO4赝电容正极新材料,显著提升了多电子反应的动力学,构筑出了高能量密度和高功率密度固态锂金属电池。相关成果发表在《先进能源材料》上。
“多电子反应”通常被定义为每个活性材料分子转移一个以上电子的反应。作为一类典型的具有多重氧化还原电对的多电子反应正极材料,VOPO4由于其负电性(PO4)3-阴离子具有较高的电势,可提供更高的能量密度。然而,VOPO4由于体积扩散过程和低本征电导率,其反应动力学缓慢。
本工作中,团队通过调控VOPO4中的V4+缺陷,实现了高倍率多电子反应化学赝电容正极。团队制备的二维VOPO4/石墨烯纳米片,不仅具有超薄纳米片结构以提高电子和离子电导率,而且通过控制V4+缺陷的含量,有效调节了多电子反应均匀性和反应动力学,降低了电极极化。
进一步地,团队提出了一种新型紫外光固化固态电解质,室温离子电导率可达0.99mS/cm,明显高于聚环氧乙烷固态电解质。团队组装的固态锂金属电池实现了85.4Wh/kg的高能量密度和2.3kW/kg的高功率密度,同时软包电池显示出出色的机械柔性和安全性。
该工作为开发用于高比能高功率锂金属电池的多电子化学二维赝电容快充正极材料提供了一条新途径。
相关论文信息:https://doi.org/10.1002/aenm.202204015
2.钙钛矿/硅叠层太阳能电池稳定性提升获进展
近日,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究团队在前期晶体硅和钙钛矿太阳电池研究的基础上,在高效稳定钙钛矿/硅叠层电池领域取得了新进展。该团队采用一种长碳链阴离子表面活性剂添加剂,发现该添加剂能通过表面自分离和胶束化以改善钙钛矿晶体生长动力学,并在钙钛矿晶界构建类胶状的支架以消除残余应力,使钙钛矿活性层中缺陷减少、离子迁移受抑制以及能级结构改善。研究最终令未封装的钙钛矿单结和钙钛矿/硅叠层太阳电池在最大功率点跟踪下连续光照3000小时和450小时的运行稳定性测试中,分别保持了85.7%和93.6%的初始性能。
相关成果以Long-chain anionic surfactants enablingstable perovskite/silicon tandems with greatly suppressed stress corrosion为题发表于《自然-通讯》(Nature Communications)。研究工作得到国家重点研发计划、澳门特别行政区科学技术发展基金和澳门大学研究基金等项目的支持。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41467-023-37877-z
3.全聚合物太阳能电池研究获进展
近日,中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员包西昌带领的先进有机功能材料与器件研究组在该领域取得重要进展。研究通过降低给体材料主骨架之间的电荷转移态和醌类共振效应,设计合成全新的超宽带隙(Eopt = 2.24 eV)聚合物给体材料(图1)。该材料具有较高消光系数且吸收光谱完美覆盖最强太阳辐射范围,并与受体材料具有良好的混溶性和较强的分子间相互作用。该工作获得了效率为15.3%和17.1%的两组分和三组分APSC(与当下经典给体材料相媲美)。该研究为全聚有机太阳能电池给体材料的发展提供了新颖的设计理念和材料结构。相关成果发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上。
图1.新分子策略构筑高效聚合物给体材料
此外,共轭聚合物之间的强链间缠结易形成较差的相分离、低混合熵,难以调控活性层的结晶和形貌,进而限制光伏性能的提升。对此,科研人员开发的具有良好混溶性的聚合物给体,可以有效渗透到给/受体(D/A)聚集域中,优化了全聚合物活性层内的分子堆积和相分离,实现了激子和载流子的高效利用(图2)。具有体异质结(BHJ)结构的三元APSC实现了17.64%的效率和高的厚膜耐受性。第三组分渗透可有效地促进更多混合相的形成,并独立地优化D/A有序堆积,在构建理想伪平面异质结(PPHJ)活性层方面显示出独特的优势。具有PPHJ结构的三元APSC获得了17.94%的效率并表现出优异的器件稳定性。利用良好混溶性第三组分独立诱导D/A有序堆积,在构建高性能APSC方面颇具潜力。相关成果发表在《能源与环境科学》(Energy & Environmental Science)上。
图2.三元策略优化吸光层分子聚集
相关论文信息:https://doi.org/10.1002/adfm.202301701
https://doi.org/10.1039/D3EE00186E
4.全钙钛矿叠层太阳电池研究取得新进展
近日,四川大学材料科学与工程学院赵德威教授团队与厦门大学、南京理工大学、瑞士联邦材料科学与技术研究所(Empa)及德国波茨坦大学合作,取得了1平方厘米全钙钛矿叠层太阳电池的最新研究进展,相关成果发表于《自然》杂志。
钙钛矿/钙钛矿(全钙钛矿)叠层太阳电池因制备成本低并有望突破单结太阳电池的肖克利-奎伊瑟理论效率极限而备受关注。作为重要组成部分的宽带隙钙钛矿子电池仍然存在亟待解决的基础科学与关键技术问题,如界面缺陷引起的开路电压(VOC)和填充因子(FF)损失,特别是在较大面积的电池上,这些问题尤为显著,严重制约大面积宽带隙钙钛矿和叠层电池的发展。开发新型制备方法和电荷传输材料改善宽带隙钙钛矿子电池的界面质量对提升叠层电池的效率及稳定性意义重大。
该研究基于共轭拓展及锚定策略开发了一种具有膦酸基的自组装单分子层(SAM,即4PADCB)作为空穴传输材料,该材料由唐卫华教授课题组设计合成。独特的空间扭曲结构赋予SAM分子良好的成膜性及表面浸润性,有利于大面积高质量宽带隙钙钛矿薄膜的生长。
同时,拓展的共轭范围及有序的分子排列增强了界面电荷抽取与输运能力,大幅抑制了宽带隙钙钛矿太阳电池中界面处载流子非辐射复合损失。这些优点大幅提高了宽带隙电池的VOC和FF,并显著改善了器件的工作稳定性。通过优化,宽带隙钙钛矿电池(孔径面积1.044平方厘米)的最高效率达到18.46%。基于该宽带隙子电池的全钙钛矿叠层电池获得了经日本电气安全环境研究所(JET)认证的世界纪录效率——26.4%。
此外,该工作采用多种先进的表征手段,深入地探究和分析了宽带隙子电池及全钙钛矿叠层器件性能提升的物理机制,为大面积宽带隙钙钛矿及全钙钛矿叠层太阳电池的效率和稳定性提升提供了深刻的见解,也为新型、高效空穴传输材料的设计提供了新思路。
相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41586-023-05992-y
1. 2023年中国工业机器人行业研究报告
报告将立足于中国工业产业升级和智能制造的大背景,通过对供应端市场和产业链的剖析,结合投资视角,探讨工业机器人企业如何打造自身竞争力,赋能中国工业产业,给企业带来新的增长与转型机会,由此思考中国工业机器人行业的现状与未来趋势。报告还将展示行业市场规模及公司价值图谱,展现行业代表厂商的服务能力,共创中国工业机器人行业新篇章。
报告分为五个部分。
1)通过明晰工业机器人定义,梳理中国工业机器人行业的发展背景和发展历程,以此阐述中国工业机器人发展的迫切性、必要性及价值所在;
2)从市场宏观的角度,剖析中国工业机器人发展的驱动因素,并进行解读;
3)结合产业链视角,对中国工业机器人整体产业链情况,包括上游零部件、中游本体、下游集成的相关企业的现状、特征、技术、痛难点、优势等方面进行研究分析,体现上游重技术、中游重产品、下游重行业和场景的特征,帮助供给侧企业更好地把握市场新的动向,做出更优的战略调整;
4)基于以上内容,展开对工业机器人未来发展趋势的研判分析;
5)通过对中国工业机器人资本市场的研究,以及公司价值矩阵的评选,体现本体和集成行业现有的优势企业,为工业机器人赛道的投资者提供一定的专业视角和策略建议。
2.智能制造与智能装备的关键技术与发展趋势
智能制造有三个核心问题:第一,知识库和知识工程。如何做智能制造?要把千百万设计人员的设计知识,加工人员的宝贵加工知识,管理人员的宝贵管理知识和服务人员的服务知识做到知识库里,用知识工程来引领我们的智能制造。而且这个知识不是死的,是活的,这需要动态传感、实时感知,最后能够实现自主学习和自主决策。所以从这个意义上说,制造知识是制造业中的灵魂。对企业来说,设备很宝贵,车间很宝贵,刀具很宝贵,但是最宝贵的是人才,或者说具有专门知识的人才,会设计、加工、管理、服务的人才。我们要把这些人才的知识做到知识库里,用知识工程来引领智能制造。
第二,智能制造的三个层面。一是制造对象的智能化,二是制造过程的智能化,三是制造工具的智能化。制造过程的智能化是智能制造的保证,如何生产调度、如何加工等等,需要实现数字化、网络化、智能化,这时候智能制造就有了基本的保证。
第三,智能制造的四个关键环节。智能制造从环节看,主要有智能设计、智能加工、智能装备和智能服务四个环节。首先是智能设计。前面列了很多项目,企业也搞了很多项目,加工方面、装备方面、自动化生产方面的比较多,智能设计的项目,列的非常少,可以说基本没有。没有智能设计,哪里来的智能制造,智能设计是智能制造的引领。设计需要在智能化、数字化、网络化的基础上实现智能化,才能创新设计出更多、更好、更新、受市场欢迎、受顾客欢迎的产品,企业才能发展和壮大,才能做的专精尖特,所以说智能设计是引领。当前企业家最苦恼的是什么产品是卖得掉的,什么样的产品顾客是受欢迎的。通过智能制造,一定要用智能设计来引领企业的发展,引领制造业的发展,引领智能制造本身的发展。
https://mp.weixin.qq.com/s/o-mSi_PrDnqSxsy-Cd6S1Q
1.ChatGPT影响用户道德判断
根据《科学报告》发表的一项研究,人类对道德困境的反应可能会受到人工智能对话机器人ChatGPT所写陈述的影响。这一研究表明,用户可能低估了自己的道德判断受ChatGPT影响的程度。德国英戈尔施塔特应用科学大学科学家让ChatGPT(由人工智能语言处理模型“生成性预训练转换器”-3驱动)多次回答牺牲1人生命换取其他5人生命是否正确的问题。他们发现,ChatGPT分别给出了赞成和反对的陈述,显示它并没有偏向某种道德立场。团队随后给767名平均年龄39岁的美国受试者假设了一到两种道德困境,要求他们选择是否要牺牲1人生命来拯救另外5人生命。这些受试者在回答前阅读了一段ChatGPT给出的陈述,陈述摆出了赞成或反对的观点,受试者答完问题后,被要求评价他们读到的这份陈述是否影响了他们的作答。
团队发现,受试者相应地是更接受或不接受这种牺牲,取决于他们读到的陈述是赞成还是反对。即使他们被告知陈述来自一个对话机器人时,这种情况也成立。而且,受试者可能低估了ChatGPT的陈述对他们自己道德判断的影响。团队认为,对话机器人影响人类道德判断的可能性,凸显出有必要通过教育帮助人类更好地理解人工智能。他们建议未来的研究可以在设计上让对话机器人拒绝回答需要给出道德立场的问题,或是在回答时提供多种观点和警告。
2.人工智能驱动的科学研究专项部署工作启动
当前,人工智能驱动的科学研究(AI for Science)成为全球人工智能新前沿,并已在多个学科领域取得实效,未来5年或是其突破性发展的关键窗口期。记者27日从科技部获悉,为贯彻落实国家《新一代人工智能发展规划》,结合人工智能前沿发展趋势,近期,科技部、自然科学基金委联合启动了AI for Science专项部署工作。该工作将紧密结合数学、物理、化学、天文等基础学科关键问题,围绕药物研发、基因研究、生物育种研发、新材料研发等重点领域科研需求,推进面向重大科学问题的人工智能模型和算法创新,发展一批针对典型科研领域的AI for Science专用平台,布局AI for Science前沿科技研发体系。
我国在人工智能技术、科研数据和算力资源等方面有良好基础,需要进一步加强系统布局和统筹指导,以促进人工智能与科学研究深度融合,推动资源开放汇聚,提升AI for Science创新能力。基于此,专项部署工作不仅布局AI for Science前沿科技研发体系,还特别指出要增强AI for Science计算基础条件支撑。据悉,科技部将加快推动国家新一代人工智能公共算力开放创新平台建设,支持高性能计算中心与智算中心异构融合发展,鼓励绿色能源和低碳化,推进软硬件计算技术升级,鼓励各类科研主体按照分类分级原则开放科学数据。
围绕汇聚人才与创新机制,科技部将支持更多数学、物理等科学领域科学家和研究人员投身AI for Science研究,培养与汇聚跨学科研发队伍,并推动成立AI for Science创新联合体,搭建国际学术交流平台,共同推动解决癌症诊疗、应对气候危机等人类共同科学挑战。同时,要重视AI for Science发展过程中的科研伦理规范,促进其健康可持续发展。
1.白皮书:数字经济已成为推动中国经济增长主引擎之一
国务院新闻办公室11月7日发布的《携手构建网络空间命运共同体》白皮书指出,截至2021年,中国数字经济规模达到45.5万亿元,占国内生产总值比重为39.8%,数字经济已成为推动经济增长的主要引擎之一。数字经济规模连续多年位居全球第二。
白皮书介绍,截至2022年6月,中国网民规模达10.51亿,互联网普及率提升到74.4%。累计建成开通5G基站185.4万个,5G移动电话用户数达4.55亿,建成全球规模最大5G网络,成为5G标准和技术的全球引领者之一。
白皮书指出,2020年7月,北斗三号全球卫星导航系统正式开通,向全球提供服务。2021年,中国卫星导航与位置服务总体产业规模达到4690亿元。北斗产业体系基本形成,经济和社会效益显著。
白皮书说,中国大力培育人工智能、物联网、下一代通信网络等新技术新应用,推动经济社会各领域从数字化、网络化向智能化加速跃升,进入创新型国家行列。
白皮书介绍,中国工业互联网发展进入快车道,制造业数字化转型持续深化。截至2022年2月,规模以上工业企业关键工序数控化率达55.3%,数字化研发工具的普及率达74.7%。
白皮书说,中国农业数字化转型稳步推进。5G、物联网、大数据、人工智能等数字技术在农业生产经营中融合应用,智慧农业、智慧农机关键技术攻关和创新应用研究不断加强。
白皮书指出,中国数字化水平和能力不断提升,电子商务持续繁荣。2021年中国实物商品网上零售额10.8万亿元,同比增长12%,中国跨境电商进出口规模达到1.92万亿元,同比增长18.6%。第三方支付交易规模持续扩大,服务业商业模式不断创新,互联网医疗、在线教育、远程办公等为服务业数字化按下了快进键
http://www.scio.gov.cn/ztk/dtzt/47678/49382/49388/Document/1732894/1732894.htm
2.(中国这十年)中央网信办:中国数字经济规模连续多年稳居世界第二
中新社北京8月19日电(刘文文)中央网信办副主任、国家网信办副主任、新闻发言人牛一兵19日在发布会上表示,中国数字经济规模连续多年稳居世界第二,从2012年的11万亿元(人民币,下同)增长到2021年的45.5万亿元,占GDP比重由21.6%提升到39.8%。
当天,中共中央宣传部举行“中国这十年”系列主题新闻发布会,牛一兵从几个方面介绍新时代网络强国建设成就:
网络基础设施建设步伐加快。牛一兵说,中国网民规模、国家顶级域名注册量均为全球第一。互联网发展水平居全球第二。2012至2021年,中国网民规模从5.64亿增长到10.32亿,互联网普及率从42.1%提升到73%。
数字经济发展势头强劲。他说,中国数字经济规模连续多年稳居世界第二,从2012年的11万亿元增长到2021年的45.5万亿元,占GDP比重由21.6%提升到39.8%,电商交易额、移动支付交易规模全球第一。
网络综合治理体系日益完善。牛一兵指出,“清朗”系列专项行动开展以来,针对饭圈乱象、互联网账户乱象、网络暴力等突出问题开展了30多项专项整治,清理违法和不良信息200多亿条,账号近14亿个。
网络空间法治化进程加快推进。他透露,今年上半年,累计依法约谈网站平台3491家,罚款处罚283家,暂停功能或更新419家,下架移动应用程序177款,会同电信主管部门取消违法网站许可或备案、关闭违法网站12292家。
他还表示,进入“十四五”时期和今后更长一个时期,将把党的十八大以来的经验总结好、发扬好,切实体现和贯穿到网络安全和信息化工作的各方面和全过程,努力在主要领域取得重要突破,推动实现网信发展水平大幅跃升。(完)
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1741575177095158494&wfr=spider&for=pc
06体育部
1.奋力谱写体育强国建设新篇章
党的二十大是在全党全国各族人民迈上全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的关键时刻召开的一次十分重要的大会,是一次高举旗帜、凝聚力量、团结奋进的大会。党的二十大作出的各项决策部署、取得的各项成果,对全面建设社会主义现代化国家、全面推进中华民族伟大复兴,对夺取中国特色社会主义新胜利有着十分重要的意义。北京体育大学深入学习宣传贯彻党的二十大精神,在党的旗帜引领下奋力谱写北体助力体育强国、教育强国、健康中国建设的崭新篇章。
一是深刻认识新时代的伟大变革和伟大成就,坚定不移坚持党的全面领导,坚持和捍卫“两个确立”。站在新的历史起点上,北京体育大学将把思想和行动统一到党的二十大精神上来,把智慧和力量凝聚到党的二十大提出的目标任务上来,将党的二十大精神融入学校高质量发展、融入“双一流”建设的全过程。
二是深刻把握新时代新征程党的使命任务和强国方略。深刻理解“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”的重要论述,自觉增强为党育人、为国育才的政治担当。立足党的事业后继有人这一根本大计,牢牢把握立德树人根本任务,坚持走好中国特色社会主义办学之路。
三是深刻认识体育强国建设的重点任务和方法路径。深刻领会以习近平同志为核心的党中央赋予教育的新使命新任务,按照“五年打基础、十年谋飞跃”构想,加快建设中国特色世界一流体育大学和国家高水平竞技体育人才培养基地,大力培养体育人才、服务群众体育发展、促进体教融合、引领体育科技自立自强,切实为建设体育强国多作贡献。(转自3月16日《中国体育报》02版)