学科动态：提供领域内相关的学科发展动态。

　　1.贺克斌、王金南、朱彤院士领衔28家机构联合提出中国碳中和与清洁空气协同路径

　　由贺克斌、王金南、朱彤三位院士牵头，来自清华大学、生态环境部环境规划院、北京大学等28个研究机构的40余位学者构建了中国大气污染与气候变化协同治理监测指标体系，通过跟踪、梳理、总结与分析我国大气污染与气候变化协同治理进程，识别协同治理的关键问题和挑战，提出碳中和与清洁空气协同路径及相关政策建议，以期形成政策制定、评价与优化的闭环，推动协同治理政策的落地实施。文章已于近日在Environmental Scienceand Ecotechnology官方网站正式发表近期，这项工作以Perspective（展望）形式发表在Environmental Science and Ecotechnology上。论文上线后得到包括AAAS旗下EurekAlert在内的多家国际知名科技新闻平台的关注。二氧化碳和空气污染物主要来自相同的来源，即化石燃料的燃烧和利用。因此，旨在缓解气候变化和控制大气污染的政策可以产生相当大的协同作用。特别是在我国已经承诺在2030年前实现碳达峰并在2060年前实现碳中和的背景下，研究认为这些目标可以作为未来空气质量改善的强大动力。

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　　2.Engineering专栏｜北京师范大学夏星辉团队：近二十年能源结构调整使我国土壤多环芳烃浓度下降

　　北京师范大学夏星辉研究团队在中国工程院院刊《Engineering》2023年2月刊发表《近二十年能源结构调整使我国土壤多环芳烃浓度下降》一文，指出近几十年来，我国在快速发展和工业化的同时，在环境污染防治方面也做出了巨大努力。然而，这些全国性措施（如能源结构调整）对土壤中污染物浓度的影响尚未得到很好的量化。多环芳烃（PAHs）污染在全球范围内引发重要关注，且PAHs排放与能源结构有关。文章的相关研究人员推测我国能源结构的调整可能会降低土壤中PAHs的含量。为了验证这一假设，于2008年和2019年在北京54个点位重复采集了土壤样品，分析了美国环境保护署（US EPA）提出的16种优控PAHs化合物（Σ16PAHs）的浓度，并收集了过去20年全国1704个土壤采样点的数据。文章研究结果表明，我国Σ16PAHs浓度沿城市-郊区-农村-背景点梯度下降，且Σ16PAHs浓度与区域总产值（GRP）有关，在GRP较低时Σ16PAHs浓度随GRP的增加而增加，随后在GRP达到一定水平时趋于平稳。过去20年，我国土壤Σ16PAH的平均浓度呈下降趋势，其中北京土壤Σ16PAHs的平均浓度从2008年的22.7 μg·g-1总有机碳（TOC）显著下降到2019年的10.0 μg·g-1 TOC。文章指出，源识别分析推断，土壤PAHs浓度的下降趋势是由于我国煤炭、焦炭、部分油类消费量下降以及电力、天然气等清洁能源消费量上升所致。此外文章例证了调整能源结构在降低土壤多环芳烃浓度和改善土壤环境质量中的重要作用。

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　　3.ET&I：铅污染靶场土壤的修复——可生物降解螯合剂辅助清洗结合FeCl3和CaO后处理

　　世界各地都有靶场用于娱乐活动或弹药使用的军事训练。然而，每年有多达72600吨的弹药铅（Pb）散落在不同国家的这些射击场的土壤上。因此，靶场是铅污染的重要汇点，被认为是仅次于电池行业的第二大人为铅贡献者。螯合剂辅助土壤洗涤可以有效去除金属污染物，降低土壤中目标金属的总含量。然而，它也干扰了残留金属与土壤成分的附着，从而促进了残留金属的迁移和浸出的可能性。化学固定是一种有效的技术，可以减少有毒金属离子在土壤中的流动性，因为它可以防止金属污染物进入地下水或在植物中积累。然而，由于Pb含量高，可能需要大量的固定剂来固定射击场土壤中的Pb，这可能会导致新的修复问题，如骨料胶结或地表水富营养化。结合螯合剂辅助洗涤和化学固定的组合方法是一种可行的选择，可以从受污染的土壤中显著提取不稳定和弱结合的Pb，并随后降低残留Pb在洗涤过的土壤残留物中的溶解度。因此，本研究使用FeCl3溶液和CaO悬浮液对螯合剂洗涤的土壤残留物进行两步后处理。当前研究的创新点在于：（i）评估可生物降解的螯合剂EDDS、GLDA和HIDS作为EDTA的高效环保替代品，用于修复铅污染的靶场土壤；（ii）使用FeCl3溶液和CaO悬浮液对螯合剂洗涤的土壤残渣的的两步洗涤处理；以及（iii）提出一种化学清洗和固定化的联合修复策略修复高度污染的射击场土壤。

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　　4. RCR专栏|清华大学胡洪营、巫寅虎等：芯片制造废水特征污染物TMAH的去除机理与处理技术

　　近日，清华大学环境学院在环境领域著名期刊Resources, Conservationand Recycling上发表了题为“Treatment technologiesand mechanisms for tetramethylammonium hydroxide (TMAH) wastewater from micro-electronicindustry: A review”的综述论文，对芯片制造行业典型废水TMAH处理技术的研究和应用进行了全面的综述，剖析了各项技术去除TMAH的作用机理。文章总结了2010~2022年芯片制造行业TMAH废水处理领域的主要发展趋势，分析了TMAH分离回收技术（吸附、离子交换、电渗析、膜技术、组合法）和降解技术（厌氧生物法、好氧生物法、高级氧化法、组合法）的应用效果、技术特征和关键影响因素，讨论了各项技术的主要作用机理，并提出了芯片制造TMAH废水绿色、高效、经济处理的技术方案及关键途径，指明了该领域目前的研究不足和未来的研究方向。

　　5.ET&I高被引|海南大学贾爱群教授等：水生环境中三氯生的来源、生物累积、降解和毒性

　　三氯生[5-氯-2-（2,4-二氯苯氧基）苯酚），TCS]是一种可离子化的氯化联苯醚，被广泛用作各种家用产品的抗菌剂。生态毒理学研究表明，三氯生对多种水生生物，如植物、鱼类、藻类、节肢动物、软体动物和线虫等具有毒性。本综述调研了近些年三氯生的生态毒性、对水生环境的影响、起源、生物体积累以及与水生系统中生物分子的相互作用。本文自2022年2月发表以来已被引用29次。作为日化产品的重要抗菌剂，三氯生极易被排入下水道，随着在自然界的沉积，对水生和陆地生物致毒。三氯生会降解为毒性更强和持久性更强的副产品，因此需要严格的监管立法和适当的处理方法。除了在分子水平上的影响外，本综述已充分阐明了其在生物组织中的积累和毒性。显然，三氯生可引起水生动物的致畸和细胞遗传毒性、解毒和代谢酶的改变、以及细菌的耐药性，从而加大生态系统中致病菌的生存压力。未来研究应集中在快速、灵敏生物标记物的研发上，从而从分子水平高效评估这种新兴污染物对水生生物的致毒机制。此外，应鼓励低廉、特定生物体的物种研发，从而极大程度地降低三氯生对水生生物群的环境影响。从环境保护的角度来看，应加强有关三氯生处理方法的标准化研究，以最大程度限制其对自然环境的污染。综上，这种新兴污染物在水环境中的沉积应引起高度重视，同时建议规范三氯生在水环境中的使用和处置。

　　1.2D纳米薄片可在一分钟内制成

　　日本科学家开发出一种新技术，可以在大约一分钟内制造出仅几纳米厚的二维薄膜材料。借助这一最新技术，非专业人士也能快速制造出高质量的大块纳米薄膜，有望催生制造出各种类型纳米设备的工艺。相关研究刊发于最新一期美国化学学会《应用材料与界面》杂志。

　　纤薄的纳米片具有不同于传统大块材料的电学、透明度和耐热功能，可广泛应用于电子、催化、储能和生物医学等领域，科学家们也正在测试使用由石墨烯和无机纳米片制成的材料，制造从太阳能电池到传感器等一系列设备。

　　但最新研究负责人、名古屋大学未来材料与系统研究所教授长田明纳（音译）指出，目前用于制造纳米薄膜的技术，需要复杂的制造条件以及专业人士进行操作。而且，使用现有方法，制作出单层纳米薄片大约需要一小时，这成为制造出纳米薄片的主要“拦路虎”。

　　在最新研究中，长田明纳及其同事开发出一种自动成膜工艺，用自动移液管将一滴胶体水溶液滴到加热板上，在大约一分钟内生产出纳米片，然后，他们抽吸并去除液体，结果得到了整齐平铺的单层膜，且纳米片之间没有间隙。

　　长田明纳解释称，胶体水溶液表面张力的降低抑制了纳米片之间的重叠和间隙，并使他们能够控制其排列，通过重复整齐平铺的单层膜制造操作，可以逐层构建出由单层纳米片组成的多层薄膜。新开发的方法简单、快速，只需要少量溶液就可以制造出高质量、大面积、排列整齐的薄膜，有望制造出各种成分和结构的纳米片，如氧化物、石墨烯和氮化硼等。

　　2.钙钛矿：从乌拉尔山脉里走出的一种新型光伏电池

　　2013年，一种新型太阳能电池材料——钙钛矿突然成为人们关注的焦点。它具备高效率、低成本、制造工艺简单、光谱吸收范围广等优势，即使在弱光条件下也能保持光电转换率。用这种材料制成的电池被《科学》杂志评为2013年十大突破之一。

　　所有光伏太阳能电池光电转换都依赖于半导体将光能转换为电能。自20世纪50年代以来硅一直是太阳能电池的主要半导体材料。但传统太阳能电池板制造过程中使用的大型硅晶体价格昂贵、制备步骤多，需消耗大量能源。在寻找硅的替代品过程中，科学家利用钙钛矿的可调性制造出了与硅性质类似的半导体。钙钛矿晶体可以分散到液体中，使用低成本的成熟技术旋涂，制得的薄膜光吸收层仅百纳米，比硅电池厚度小逾百倍。通过改变钙钛矿材料的化学组分，可以调节其吸收光的波长。调到不同波长的钙钛矿层甚至可以堆叠在彼此之上，也可以堆叠在传统的晶硅太阳能电池之上，形成了能够吸收更多太阳光谱的“串联”电池。

　　如今，这种电池的转换效率从2009年的3.8%提高到25%以上，这种新兴的光伏技术引得资本争相入局，但大面积应用的效率、稳定性等难题仍有待解决。

　　钙钛矿（Perovskite）已有180多年历史，最初它是指一种由无机物钛酸钙（CaTiO?）组成的矿物。1839年，在欧亚两洲的分界线乌拉尔山脉，柏林大学矿物学家古斯塔夫斯·罗斯（Gustavus Rose）发现了这种天然矿物，他以俄罗斯贵族、矿物学家列夫·佩洛夫斯基（Lev Perovski）的名字为这种物质命名。

　　但在光伏领域，“钙钛矿”并非指一种特定材料，而是指具有ABX?结构的化合物家族，A位通常代表有机阳离子，B位为金属铅离子Pb2+，而X位为卤素阴离子。由这些化合物组成的材料家族被通称为“钙钛矿”材料。这是一种人工设计的材料，材料配方选择灵活，带隙可调。

　　由于钙钛矿结构可以由大量不同的元素组合而成，利用这种灵活性，科学家可以设计钙钛矿晶体，使其具有各种各样光学和电学特性。时至今日，钙钛矿晶体已广泛用于超声波机、存储芯片以及太阳能电池中。最近10多年来，研究人员关注的焦点主要集中在卤化铅钙钛矿，世界各地的实验室都试图寻找在电池效率、成本和耐用性方面表现最佳的钙钛矿材料。

　　2009年，日本科学家宫坂力（Tsutomu Miyasaka）及其同事首次选用有机-无机杂化的钙钛矿材料碘化铅甲胺（CH3NH3PbI3）和溴化铅甲胺（CH3NH3PbBr3）作为新型光敏化剂，取代染料敏化太阳能电池中的染料，制备出全球第一个具有光电转换效率的钙钛矿太阳能电池器件。虽然其转换效率仅有3.8%，有效面积0.24平方厘米，并只稳定了几分钟，但为钙钛矿太阳能电池的后续发展奠基了不可磨灭的研发基础。2011年，韩国成均馆大学朴南圭（Nam-Gyu Park）课题组通过技术改进将转化效率提高到6.5%，但仍采用液态电解质，导致材料不稳定，几分钟后效率便削减了80%。

　　钙钛矿真正引起学界广泛关注是2012年。当时，朴南圭团队首次报告了效率接近10%的全固态有机-无机杂化钙钛矿太阳能电池，这被认为是钙钛矿太阳能电池发展历程中里程碑式的工作。也是这一年，英国的亨利·斯奈斯（Henry Snaith）团队首次将氯元素引入钙钛矿中，并使用无机化合物氧化铝（Al?O?）替代无机化合物二氧化钛（TiO?），证明钙钛矿不仅可作为光吸收层，还可作为电子传输层，得到电池效率10.9%。2013年，斯奈斯等人采用共蒸发方法制备钙钛矿薄膜，形成了一种全新的平面异质结电池，效率达到15.4%，引起世界瞩目。

　　有机-无机卤化铅钙钛矿也因此成为新兴的光伏材料。“2014年以前，大家研究的是有机-无机杂化的钙钛矿，里面既有机小分子，也有无机重金属，还有卤素。研究人员测试后发现这种材料在制备工艺上与有机光电半导体相似，但它的光电特性又像无机材料。”中国科学院上海光学精密机械研究所（下称上海光机所）薄膜光学实验室主任、研究员邵宇川向澎湃科技（www.thepaper.cn）介绍道，“当时，新一代光伏太阳能电池课题组的研究方向主要包括染料敏化太阳能电池、量子点太阳能电池、有机太阳能电池。这三种电池结构各不相同，神奇的是，把钙钛矿‘塞到’这三种电池中，不需要改变器件结构，电池都可以高效工作，钙钛矿研究领域一下子就火了。”

　　钙钛矿的火热也让研究人员开始关注其本身的机理和光电特性，邵宇川介绍，到2016年，通过生长世界上第一个大尺寸钙钛矿单晶，科学家已能清楚表征钙钛矿材料本征的光电特性，人们可以根据不同的应用需求改变钙钛矿器件结构，提升效率和稳定性。

　　如果说，第一代太阳能电池的光电转换材料主要是硅这种间接带隙半导体，第二代太阳能电池的光电转换材料升级成砷化镓、碲化镉、铜铟镓硒等直接带隙半导体，那么第三代太阳能电池的光电转换材料就包括兼具高效率和低成本制备优势的钙钛矿。这种新型光伏电池与传统晶硅电池相比，不但具有弱光性能好、质量轻等特性，还可拓展应用于柔性光伏和半透明光伏领域。钙钛矿对光的吸收能力强，光谱吸收范围广，即使在室内等弱光条件下，钙钛矿仍能保持较高的光电转换效率，而传统晶硅电池由于其带隙较窄，弱光下的发电效率较低。钙钛矿电池能够承受宇宙射线辐射，因此临近空间（距地面20公里-100公里的空域）的平流层飞艇也可以使用这种电池。

　　钙钛矿太阳能电池结构就像三明治，一般由透明导电电极、电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层、金属电极5部分组成。其中，位于中间的电子传输层、钙钛矿吸光层、空穴传输层是钙钛矿电池最基本的三个功能层。当太阳光照在钙钛矿电池上，太阳光光子能量大于带隙时，钙钛矿层吸收光子产生“电子—空穴对”。电子传输层将分离出来的电子传输到负极上；空穴传输层将与电子分离的空穴传输到正极上，进一步在外电路形成电荷定向移动，从而产生电流，光能转换为电能。

　　按照电子传输层和空穴传输层的位置分布，钙钛矿太阳能电池器件结构可以分为正置结构（n-i-p，电子传输层-钙钛矿层-空穴传输层）和倒置结构（p-i-n，空穴传输层-钙钛矿层-电子传输层）。

　　从研发和产业化的主流技术路线来看，目前钙钛矿电池主要有单结钙钛矿电池和叠层钙钛矿电池。其中，单结钙钛矿电池只有钙钛矿本身的“三明治”结构，而叠层钙钛矿电池又包括晶硅/钙钛矿叠层电池、全钙钛矿叠层电池、薄膜电池（如铜铟镓硒）/钙钛矿叠层电池等。

　　钙钛矿电池上游核心设备供应商上海德沪涂膜设备有限公司董事长王锦山告诉澎湃科技（www.thepaper.cn），单结钙钛矿电池是所有钙钛矿电池产品形态的基础，理论转换效率可达33%，实验室最高认证效率目前为25.8%，“也有团队在研究晶硅和钙钛矿的叠层，理论上转换效率在40%左右，目前实验室最高已达33.2%。钙钛矿和钙钛矿的叠层研究也有人在做，理论转换效率可以做到50%以上。”

　　南京大学现代工程与应用科学学院教授谭海仁及其创办的仁烁光能（苏州）有限公司正在从事钙钛矿和钙钛矿的叠层研究和产业化。根据公开资料，仁烁光能全钙钛矿叠层电池稳态光电转换效率达29.0%。今年2月，仁烁光能建设的全钙钛矿叠层光伏组件研发线投产，组件尺寸30*40c㎡，目前10MW（兆瓦）研发中试线已全线跑通，其投建的150MW量产线计划2023年底完成600mm*1200mm组件出片。

　　“底下是硅电池，上面是钙钛矿电池，光打下去以后，短波长的光被钙钛矿吸收了，长波长的光被硅吸收了，所以晶硅钙钛矿叠层电池的转换效率非常高。”邵宇川表示，同样的，全钙钛矿叠层电池效率高，相比于晶硅电池更具有柔性特征，但工艺难度也更大。

　　近年来，钙钛矿太阳能电池研发和产业化取得了显著进展，光电转换效率从2009年的3.8%提高到今天的25%以上，寿命也从2012年的5分钟延长到如今1000小时以上，这种新兴的光伏技术引得资本争相入局。但在成为具有竞争力的商业技术之前，钙钛矿太阳能电池仍然存在诸多挑战，距离硅电池超过20年的使用寿命仍有差距。中国科学院院士白春礼去年12月则表示，钙钛矿电池是电化学储能的新方向，但存在稳定性较差和大面积应用时的效率损失两个短板，成为当前研究热点之一。

　　从事钙钛矿电池技术研发和商业化应用的深圳无限光能技术有限公司（下称“无限光能”）创始人兼CEO梁作对澎湃科技（www.thepaper.cn）表示，稳定性、效率衰减、寿命其实是一个概念，稳定性好意味着寿命长。

　　在钙钛矿电池的生产中，镀膜、激光刻蚀、封装是三大核心工艺环节。镀膜阶段要制备均匀、无孔洞的钙钛矿层薄膜。在激光干刻阶段，通过多道激光刻蚀构建钙钛矿电池中的电路结构，把多个钙钛矿电池单元串联成组件。钙钛矿光伏材料怕水怕空气，而封装技术和钙钛矿电池寿命、稳定性紧密相关。王锦山介绍，镀膜阶段，钙钛矿层制备必须精确控制厚度和平整度，其中厚度为400纳米-800纳米，平整度偏差小于等于±5%，制备方法之一是使用真空蒸镀形成薄膜，其二也可以使用低成本的溶液法，通过狭缝涂布技术成膜、结晶，成膜和结晶的物理和化学一致性好坏决定了面板的发电效能。“变成晶体的过程不难，但在大尺寸上实现物理变化诱导的成核/结晶高度化学一致性比较难。如果解决了这个难题，就基本实现了大面积单结钙钛矿的产业化。”

　　“从实验室的平方厘米小尺寸到产业化的大尺寸，钙钛矿成膜会出现不可避免的不同程度缺陷，导致致密性不高，导电传输效率降低，这是钙钛矿电池产业化的最大挑战。从寿命上来说，钙钛矿电池与晶硅电池有本质差别，要延长钙钛矿电池的寿命，封装技术是关键，要提高封装胶的阻隔效应，防止透水透气。”王锦山表示。

　　而成本是一个综合性问题，与设备投入、电池寿命、光电转换效率、产能均相关。王锦山表示，尽管目前产业界已经建立了钙钛矿电池中试线，但仍处于试验和爬坡阶段，由于最终的技术路线尚未完全确定，技术也没有达到可以变成产品的程度，因此钙钛矿电池成本目前还只是从理论上计算。从设备投入成本来讲，溶液法这样的湿法方式比干法便宜30%-50%甚至更多，“相比干法成膜，湿法设备不需要使用耗能的真空泵，占地小，后期维护简单，也不需要金属/金属氧化物等昂贵靶材，从运营成本上来讲，湿法成膜更加经济。”

　　“未来努力的方向包括提高钙钛矿电池的寿命、降低成本，注重环境友好性，防止铅泄漏。小面积钙钛矿电池效率已经做得非常好了，大面积的效率还要继续努力。”邵宇川认为，减少钙钛矿电池大面积应用时的效率损失，要从生产的均匀性、工艺的固化等方向努力。从成本上考虑，采用溶液法制备钙钛矿层价格便宜，但还存在均匀性问题，理论上可以解决，目前业内也在努力，通过组分、工艺、溶剂配比以及生产环境的调控，提高生产的稳定性。

　　3.我国科学家创制新型双功能催化剂

　　5月19日，《科学》发表了一项关于煤经合成气直接转化制烯烃的最新成果。在大量实验基础上，中国科学院大连化物所焦峰博士、潘秀莲研究员和包信和院士的研究团队创制了一种新型的双功能催化剂。该催化剂在保持低碳烯烃选择性大于80%的条件下，一氧化碳的单程转化率达到85%，低碳烯烃收率达48%。这项研究成果破解了高活性和高选择性无法兼得的难题。

　　化学工业中，85%以上的过程都依赖于催化剂来加速反应速率。但在大多数情况下，决定催化反应效率的两个重要参数——反应物的转化率和目标产物的选择性往往相互纠缠，就像“跷跷板”一样，转化率提高了，选择性就降低，此消彼长，无法同时兼顾。

　　“如何解开这种‘鱼与熊掌不可兼得’的难题，破解‘跷跷板’效应，实现更精准、更高效地催化，是催化基础科学和应用研究的重要挑战，也是催化研究工作者一直努力的方向。”潘秀莲说。

　　此前，研究团队成功将反应物活化和产物生成两个活性中心分离，在国际上首次实现了一氧化碳转化率为17%时，低碳烯烃的选择性高达80%，从而突破了百年来经典费托合成低碳烃选择性难以逾越的58%理论极限。

　　这一结果2016年在《科学》发表后，引起了同行的高度关注和称赞，随即研究所与企业合作，创制了OXZEO®-TO催化剂，并于2020年在工厂完成了年产低碳烯烃1000吨的工业性试验，验证了这一过程在科学原理上的正确性和工艺过程的可行性。

　　为进一步认识和理解该创新反应的机理，提高该过程的催化反应效率，研究人员与中国科学技术大学研究团队紧密配合，又进行了系统深入的基础研究和理论分析。

　　他们发现，加速中间体的传输和转化，同时降低分子筛孔道中副反应的发生，是破解这种“跷跷板”效应的有效途径，在大量实验的基础上，成功创制了新催化剂——金属锗离子同晶取代分子筛与金属氧化物耦合的双功能催化剂，解决了过去高活性与高选择性无法同时实现的技术挑战。

　　这项研究解开了催化反应中转化率和选择性不可兼得的难题，“对类似双功能催化体系应该具有普适性，必将会从基础上推动分子筛催化研究领域的进一步发展。”潘秀莲说，“下一步我们要努力发展面向工业过程的新一代OXZEO催化剂，加速工业化应用的进程”。

　　包信和也提出了更高目标，他说：“未来，我们将这项成果与可再生能源制备的绿氢相结合，发展出我国独创的低耗水、低碳排放的新型煤化工体系，以此助力保障国家的能源、资源安全和‘双碳’目标的实现。”

　　4.3D打印新法面世 或改变新材料发现和制造规则

　　美国圣母大学科学家发明了一种新型3D打印方法——高通量组合打印，能够控制材料的3D结构和局部成分，打印出柔韧程度呈梯度变化的材料，有望成为新材料发现和制造领域的“游戏规则改变者”。相关研究刊登于最新一期《自然》杂志。

　　清洁能源和环境可持续性及电子和生物医学设备的快速发展，加大了对新材料的需求，但发现一种新材料通常需要10—20年时间，如果能将这一时间缩短至不到一年甚至几个月，将改变新材料发现和制造的游戏规则。

　　鉴于此，圣母大学研究团队创造出一种称为高通量组合打印（HTCP）的新型3D打印方法，能以传统制造无法比拟的方式生产材料。在新工艺中，多种雾化纳米材料“油墨”会在一个打印喷嘴中混合，且在打印过程中，“油墨”中各种材料的比例也会动态改变。因此，HTCP能控制打印材料的3D结构和局部成分，并以微尺度空间分辨率生产柔韧程度逐渐变化的梯度材料。

　　研究团队指出，基于气溶胶的HTCP用途广泛，适用于打印各种金属、半导体和电介质，以及聚合物和生物材料。而且，它生成的组合材料具有“库”的功能，每个库包含数千种独特的成分，因此可显著加速新材料的研制。他们已经使用新方法打印出一种具有优异热电性能的半导体材料，这一材料有望在能量收集和冷却应用领域“大显身手”。而梯度材料可用作柔软的身体组织和坚硬的可穿戴或植入式设备之间的“桥梁”，在生物医学领域特别有用。

　　研究团队接下来计划将机器学习和人工智能策略应用于HTCP，提供更丰富的数据，以加速更多新材料的研发。

　　5.光子超材料表现出新物质态特征

　　英国南安普顿大学研究人员在最新一期《自然·物理学》上发表论文称，经典的超材料纳米结构可驱动到一种状态，表现出与连续“时间晶体”相同的关键特征。

　　时间晶体最初在2012年提出，它是一种新的物质状态，其中粒子处于连续的振荡运动中。时间晶体打破了时间平移对称性。离散时间晶体通过在周期性外参数力的影响下振荡来实现这一点，这种类型的时间晶体已在捕获的离子、原子和自旋系统中得到证实。

　　研究人员表示，连续时间晶体更有趣，也可以说更重要，因为它们表现出连续的时间平移对称性，但可自发地进入一个周期运动的状态。此前，人们认为这种状态只有在开放系统中才是可能的，最近在光照射的光学腔内的超冷原子的量子系统中，科学家观察到了连续的量子—时间—晶态。

　　研究人员使用光子超材料来实现连续的时间晶态。他们使用的系统是由柔性纳米线支撑的二维等离子体元分子阵列，即促进与纳米级光相互作用的人造结构。

　　结果证明，用与其中所含超分子的等离子体模式共振的光连续且相干地照射这种光子超材料，会导致自发相变到具有连续时间晶体关键特性的状态。这种状态的特征是超分子之间的多体相互作用导致的连续振荡。

　　研究人员之一尼古拉·哲鲁德夫解释说，光子超材料，即一种用等离子体纳米粒子装饰的纳米线阵列，可通过粒子之间的光诱导相互作用驱动纳米线的相干振荡状态。当达到光照阈值时，这些振荡就会自发出现。这种行为构成了一个连续的时间晶体。

　　1.基于PetriNet的工业互联网安全模型构建方法研究

　　随着我国“智能制造”政策的推进和企业数字化转型的内生需求，工业互联网系统已经在国家重大关键基础实施建设中有良好的应用。工业互联网系统将计算和通信能力与物理系统交织在一起，用于监视和控制系统功能和状态，以实现数据的统一化和业务流程的高度自动化，最终实现降本增效的目的。但是，互联互通的情况下，各种网络组件使得工业互联网系统非常容易受到网络威胁的攻击，这些攻击或是内部产生的，或是由恶意外部实体、参与者发起的。在将系统要求转化为设计、部署和维护网络组件时（例如，操作员设备或关键系统组件上的软件更新），或将任何外部USB设备连接到工作站时，可能会在不知不觉中植入不同的漏洞，这可能被用作新的攻击媒介。使用这些攻击向量，攻击者可以在任何攻击面（包括本地或远程的传感器和通信网络）上安装和执行恶意有效负载，以攻击和破坏高价值目标。控制中心的节点通常不太容易受到影响，因为它们部署在物理受限的环境中以防止篡改。通过发起网络攻击，网络级漏洞（不安全的通信通道、对企业网络的远程访问或节点欺骗）相对更容易被利用。在系统中，网络攻击是违反安全目标并阻碍预期系统功能的、故意使系统故障的误用或滥用条件。这些可能是主动的或被动的，其中主动攻击对于工业互联网系统来说造成的危害更为严重。

　　由此可见，即使是安全关键型网络物理系统也成为了重要目标。在主要关注安全保证的此类系统中，安全建模通常没有得到适当的关注，增加了导致严重后果的重大损害的风险。在这类复杂且资本密集的系统中，在需求分析和设计阶段解决安全特性，能够降低成本、减少工作量，而不是在系统开发取得实质性进展后考虑，此时变更设计成本更高。因此，最好在系统开发生命周期的早期阶段识别和发现可能的漏洞，要在设计阶段对预期系统进行建模和分析，防止后续系统故障。

　　本文所提出的方法可以帮助工业互联网服务商和应用商了解PetriNet（对离散并行系统的数学表示）的安全建模方式，即在工业互联网系统平台中如何有效保证其构建和应用能力及其属性的安全性。通过分析模型属性并识别安全威胁及其影响，在建模级别过滤安全问题。

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　　2.高质量发展要务下先进制造业集群竞争力提升路径与策略研究

　　我国现处在“十四五”规划高质量发展时期，先进制造业集群的竞争力要想提升，首先是进行先进制造业的科学布局，政府机构建立跨部门的协作机制，制定区域差异化发展制度，避免产业集群之间无序竞争。其次，根据制造业集群发展的客观规律，分类制定政策，建立适合不同产业集群发展需要的科技支撑体系，这样有利于发挥集群效应，实现产业链之间的创新对接，提高产业配套能力，提升品牌效应，增强产业集聚、辐射能力。

　　（1）创新驱动重构先进制造业集群

　　制造业集群竞争力提升路径需要进行数字化+智能化+网络化技术融合发展，是当今时代重构制造业集群的选择。目前，许多世界顶级公司都受益于数字化、智能化和网络化技术。华为公司通过产品模式创新和尖端技术的结合，成功引领了5G产品的发展方向。经过数十年的努力，我国制造业实现历史性跨越，制造业生产总值居全球第一。但是，“虽大不强”始终是我国制造业需要跨越的一道槛，主要原因是智能制造方面缺乏自主创新能力，领先技术落后发达国家。因此，要把“中国制造”升级为“中国智造、中国创造”，实现制造产业智能化、数字化，加速制造业的竞争力，解决我国经济和产业结构根本性问题。抓住第四次工业革命的机遇，努力成为创新和竞争力的世界领先者，是我国制造业集群未来发展的重点。

　　（2）提升制造业价值链，推动先进制造业与现代服务业深度融合

　　为了避免先进制造业集而不群、产业集群不固化，政府部门要根据区域经济情况、地理优势、产业基础等因素，在健全制造产业链配套、政策扶持、培育“小巨人”企业等方面花力气，保障制造业价值链提升。要不断提升技术研发、成果转化、市场融资等服务，保障制造产业链及供应链周期正常运转，积极推进制造业和服务业创新融合新模式、新业态，把产业集群打造成集制造和服务功能于一体的产业链集合，不断提升整个产业价值链的竞争力，推动先进制造和现代服务两业的深度融合发展。

　　（3）培育先进制造业人才，增强制造业集群支撑力

　　在高质量发展的大趋势下，先进制造业集群竞争力提升的首要条件是重视人才，加大力度培养制造业高端人才。校、企、研究机构必须深度融合，高校、实验室、企业单位联合培养，构建新的育人模式，培养出一大批先进制造业集群所需的拔尖创新人才，服务于先进制造业集群。我国要实现先进制造业集群高质量发展，需培养具有创新思维，能分析问题、解决问题的技能型人才。高职教育需要改变技术滞后现状，变革课程体系建设、教学理念，做到教学内容对接产业技术，专业对接产业，教学改革对接真实应用的教学模式。唯有校企深度合作、学科交叉培养，才能为先进制造业集群高质量发展培养出既懂管理又具有技术创新思维能力的复合型人才。

04计算机与信息工程学院

　　1.    效仿人脑节能，可用于AI的大型类脑神经网络实现

　　根据科技日报北京5月9日电（记者张梦然）在《自然·机器智能》杂志上发表的一项新研究中，荷兰国家数学与计算机科学研究所（CWI）科学家展示了类脑神经元如何与新颖的学习方法相结合，能够大规模训练快速节能的尖峰神经网络。潜在的应用包括可穿戴人工智能（AI）、语音识别、增强现实等诸多领域。这种尖峰神经网络，可在称为神经形态硬件的芯片中实现，有望使AI程序更贴近用户。这一解决方案有利于保护隐私、提高稳健度和响应能力，其应用范围从电器中的语音识别、医疗保健监控、无人机导航，到本地监控设备。就像标准的人工神经网络一样，尖峰神经网络也需要训练才能流畅地执行这些任务。然而，这种网络通信方式也带来了严峻的训练挑战，因为它们无法与人类大脑的学习能力相提并论：大脑可以很容易地从新体验中完成学习，改变连接，甚至建立新的连接；大脑所需的“范本”很少，但学到的却很多；大脑学习新事物时也非常节能。为了达到与人类大脑接近的程度，新的在线学习算法可直接从数据中学习，实现更大的峰值神经网络。在研究人员展示中，底层尖峰神经网络SPYv4经过训练，可在阿姆斯特丹一条繁忙的街道上区分骑行者、步行者和汽车，并准确指示它们的位置。研究人员表示，以前，他们可训练超过10000个神经元的神经网络；现在，对于拥有超过6百万个神经元的网络，他们也能很容易地训练。有了基于尖峰神经网络的强大AI解决方案，研究人员正在开发能以非常低的功率运行这些人工智能程序的芯片，这些芯片最终将出现在许多智能设备中，如助听器和增强/虚拟现实眼镜。

　　2.华裔数学家陶哲轩领导白宫生成式AI工作组

　　华裔数学家、菲尔茨奖获得者陶哲轩公布消息，他和物理学家劳拉·格林（Laura Greene）共同领导美国总统科技顾问委员会（PCAST）的生成式人工智能工作组。该小组将于当地时间5月19日在PCAST会议期间举行公开会议，AlphaGo之父、DeepMind创始人德米斯·哈萨比斯（Demis Hassabis）及斯坦福大学教授李飞飞等将在会上演讲。

　　据陶哲轩在博客中透露，生成式人工智能工作组主要研究生成式人工智能技术在科学及社会领域的影响，包括ChatGPT等基于文本的大型语言模型，DALL-E 2、Midjourney等图像生成器，以及蛋白质设计或天气预报等科学应用模型。值得一提的是，AMD的首席执行官苏姿丰（Lisa Su）和谷歌云首席信息安全官菲尔·维纳布尔斯（Phil Venables）也是这个工作组的成员。据美国白宫在官网发布的文章介绍，PCAST成立的生成式人工智能工作组旨在帮助评估人工智能领域的关键机遇和风险，并就尽可能确保公平、安全、负责地开发和部署这些技术向美国总统提供意见。文章中将生成式人工智能定义为，在对大型数据集进行训练后，可用于根据给定提示生成文本、图像、视频或其他输出的一类AI系统。这些技术发展迅速，有可能彻底改变现代生活的许多方面。在科学领域，这些工具被用于设计新药、蛋白质或材料，并有望加快科学发现的步伐。在医学领域，生成式人工智能有可能为医疗保健专业人员提供建议。在工作场所，这些工具可以加快计算机代码的编写速度，帮助撰写演示文稿和进行总结。

　　https://www.keoaeic.org/computer/25037.html

　　6月2日，金监总局、央行、证监会联合发布了《关于金融消费者反映事项办理工作安排的公告》，落实此前机构改革部署的相关内容。这也是自上月金监总局揭牌后发布的第1号文件。从文件发布的内容来看，金融消费者和金融投资者保护将迎来统一反馈端口，国家金融监督管理总局发文明晰职责划转衔接安排。

　　记者注意到，金监总局履职不满一个月，近期还接连发布了两份批复，成为该局挂牌以来首次公开批复。

　　金监总局的成立，意味着我国金融监管体系开启了新的格局。随着金融监管体系的不断完善，也将有助于建立中央和地方金融监管协调机制，落实好行为监管和功能监管。

　　落实机构改革方案部署

　　为贯彻落实党中央关于党和国家机构改革的决策部署，做好中国人民银行有关金融消费者保护职责以及中国证监会投资者保护职责的划转衔接工作，切实保护金融消费者合法权益，日前，金监总局、央行、证监会三部门就金融消费者反映事项办理工作安排联合发布了公告。

　　值得关注的是，公告标注为“2023年第1号”，代表着这份公告不仅是今年首份，也是金监总局正式成立以来的第一份公告。

　　公告内容显示，当前金融消费者反映信访、举报、投诉事项的渠道、办理方式、告知等暂保持不变。12378银行保险消费者投诉维权电话、12363金融消费权益保护咨询投诉电话、12386投资者服务平台服务范围不变。

　　同时，公告明确，金融机构应切实履行金融消费者权益保护主体责任。各金融机构应当严格按照投诉处理要求，积极妥善处理与金融消费者的矛盾纠纷；严格依法合规经营，杜绝侵害金融消费者合法权益的违法违规行为。另外，金融消费者反映事项办理工作安排的调整，将及时另行公告。

　　近年来，金融消费者对自身权益的保护意识正逐渐提升。原银保监会消费者权益保护局今年初披露的数据显示，2022年前三个季度，银保监会及其派出机构共接收并转送银行业消费投诉超23.3万件，涉及金融消费者的财产安全权、知情权、信息安全权等各类权利的纠纷投诉。

　　金融消费领域投诉量高，也反映出金融消费者权益保护工作中存在不足。金融科技在丰富金融产品、提升金融服务的同时，金融消费者权益保护也面临一些新形势新问题，尽管监管部门不断加大监管和处罚力度，但一些金融机构的违法违规行为仍屡禁不止。

　　不过值得期待的是，根据今年3月中共中央、国务院印发的《党和国家机构改革方案》，将人民银行对金融控股公司等金融集团的日常监管职责、有关金融消费者保护职责，证监会的投资者保护职责划入金监总局。

　　而此次公告的发布，正是为了贯彻落实机构改革方案的决策部署，做好人民银行有关金融消费者保护职责以及证监会投资者保护职责的划转衔接工作，切实保护金融消费者合法权益。

　　专家指出，金监总局统筹负责金融消费者权益保护是一项重要改革，金融消费者权益保护还是得形成统一的监管体系。随着体制机制的完善，侵害金融消费者合法权益的行为必会受到严惩，一些影响金融市场秩序的源头性问题有望得到根治。

　　开启金融监管新格局

　　今年5月18日，金监总局正式挂牌，我国新一轮金融监管领域机构改革迈出重要一步。

　　金监总局是在中国银行保险监督管理委员会（即原银保监会）的基础上组建的，统一负责除证券业外的金融业监管。这也意味着，运作了5年多的银保监会彻底完成自己的历史使命。

　　记者注意到，除此次发布的1号文件外，近期金监总局还接连发布了多份批文。

　　5月23日，金监总局发布《关于中国平安财产保险股份有限公司修改公司章程的批复》和《关于董清秀等人拟任中国人民财产保险股份有限公司监事任职资格核准的请示》，这是该局挂牌以来的首次公开批复；6月2日，又发布了《关于华泰财产保险有限公司刘金友任职资格的批复》。

　　3个批复的文号分别为金复〔2023〕3号、4号和8号，办文部门均为财险部（再保部）。这意味着，金监总局挂牌半个多月来，至少已有8份批文，只是尚未全部公开。

　　根据金监总局官网显示，目前在“机构概况”一栏还没有发布部门职责和内设机构情况。但从监管动态来看，金监总局多个部门领导已以新身份出席多个会议。

　　在5月22日召开的偿付能力监管委员会工作会议上，金监总局分析了整体保险业、重点公司的偿付能力和风险状况，研究了一季度保险公司风险综合评级结果。并强调将按照党中央赋予的新职责、新使命，坚决落实金融监管体制改革决策部署，加强保险公司功能监管和穿透式监管，形成偿付能力硬约束，促进保险业高质量发展。

　　随着金监总局的成立，我国金融监管体系将从“一委一行两会一局”，正式进入国务院金融稳定发展委员会、中国人民银行、国家金融监管总局、证监会、外汇管理局的“一委一行一总局一会一局”全新时代。从职责划分上看，金监总局聚焦于金融机构监管和行为监管，对消除潜在监管空白、化解潜在金融风险具有积极作用。

　　金监总局党委书记李云泽此前在揭牌仪式上曾表示，金监总局将奋力开创新时代金融监管工作新局面，将全面强化机构监管、行为监管、功能监管、穿透式监管、持续监管，为构建新发展格局、推动高质量发展提供有力支撑和坚强保障。

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06体育部

　　“蔡元培先生曾提出‘完全人格，首在体育’的全人教育观念，进入新时代，北大也喊出‘健康校园，体育先行’的口号，希望能够培养‘健康体魄与健全人格并重的卓越人才’。”5月27日下午，在2023北京大学健康校园和体教融合高峰论坛上，北京大学体育教研部党委书记陈征微提到，学校为师生提供丰富的校园体育文化活动，让师生能够在这些活动中“自我教育，全面发展”。

　　体教融合是竞技体育与学校体育教育的融合

　　体教融合为何如此重要？在国家体育总局原副局长王钧看来，体教融合是加快建设体育强国的当务之急，是我国教育改革与实践的突破口，是我国探索建立体育举国体制与市场机制相结合的新的方向，是推动青少年文化学习和体育锻炼协调发展、促进青少年健康成长的关键力量。

　　针对学校的体育教育，王钧提出要遵循体育运动项目的规律，更要遵循青少年儿童的生长发育规律、心理发育规律。他说自己上小学的时候，学校按照体育运动项目规律把体操、田径作为体育基础项目，经常开展速度、力量、灵敏协调度方面的训练，非常规范也非常专业，“体育老师上完主要内容，把球扔给学生自己玩儿，小孩子非常高兴，满场活跃。”王钧说到，学校体育教育需从“要他学”变为“他要学”，将学生的需求和兴趣结合在一起十分重要。

　　在国家体育总局对外交流中心原副主任公冶民看来，体教融合是竞技体育与学校体育教育的融合。从竞技体育角度来讲，竞技体育后备人才的储备成为巨大问题，需要求诸校园体育；从学校体育教育来说，为强国建设助力，需要竞技体育融入学校体育来促进学生享受乐趣、增强体质、健全人格、锤炼意志。最后，公冶民强调体教融合需要遵循两个原则，即业余体育训练原则和限制专业队伍原则。

　　推进健康校园建设需联合学校各个部门

　　在推进健康校园建设的过程中，有哪些需要注意的地方？在健康校园主题圆桌讨论环节，众高校的相关负责人分享了看法。

　　北京理工大学体育部主任赵汐提出，健康校园建设要关注到每一个人，尤其是要关注到最小众的群体，才能营造最大格局的健康教育。哪些人是“小众群体”？赵汐进一步解释，这与高校的不同特点有关，“比如北理工这种工科类为主的院校，男女比例达到7：3，而且女生会比较集中在几个文科院系里面，工科院系一个自然班可能会出现只有两三名女生的情况。我们不能因为她们人数少，就不管了，反而要加大关注度。”

　　赵汐以学校的课程设计为例说道，“十几年前我们上足球课的时候，就是男生女生选课结束之后在一起上，现在学校就专门开设了女足课。还有女篮课。在学校里的女篮比赛、女足比赛，甚至比男篮、男足比赛还要火爆。”同时，赵汐提到，“小众群体”还包括参与体育锻炼确实有困难的学生，根据学生体质情况设计有针对性的“运动处方”。

　　“健康校园的建设不能只依赖于一个体育部门，必须整个学校联动起来，包括后勤部门、校医院和相关院系。”清华大学体育部副主任周放表示，部分高校还有医学院、生命科学学院、公共卫生与健康学院等，“这些部门都要联合起来，共同搭建一个平台，给全校共享资源。比如体育指导、健身指导、慢性病的干预治疗等等。”

　　本科生有体育课，研究生阶段就没有体育课了。但现在有一个不容忽视的事实是很多学校的研究生数量几乎接近甚至超过本科生的数量，研究生们不上体育课，他们的健康如何保证？”周放表示，健康校园建设不仅要关注本科生、研究生的健康需求，同时要放大到社区层面，重视每个年龄段不同群体的需求。

　　中国人民大学体育部副主任王勇同样赞同校内相关部门联动，“最核心的三个部门要联动，体育部门、医院和心理咨询中心。”王勇解释，体育部门主要负责学生体质测试，发现学生存在问题；医院主要解决生化指标方面的问题，比如高血压、高血脂、高血糖、肥胖等慢性疾病；心理咨询则关注学生是否存在焦虑等心理问题。

　　“三个部门的内容结合起来，可以形成一个相对完整的基础的健康档案。”王勇表示，在档案的基础上，采取运动干预，再加上日常的监督管理，可以形成有针对性的运动方案，“这样可以提高校园的健康水平，真正做到以学生健康为主，形成健康校园的良好氛围。”

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