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激光绘晶技术实现材料“按需”生长
科技日报· 2025-10-16 08:15
技术突破核心 - 美国密歇根州立大学团队发现一种全新的激光绘晶技术,可在指定时间和位置按需生成晶体[1] - 该技术借助超快激光技术,首次实现了在纳米尺度上绘制晶体,选择生成卤化铅钙钛矿晶体作为实验材料[1] - 技术不使用种子晶体作为模板,而是通过单束激光脉冲照射直径不到人类头发千分之一的金纳米颗粒,产生瞬时加热以诱导晶体生长[1] 技术优势与特点 - 与传统的晶体生长方法相比,新方法解决了晶体在随机时间和位置生成、难以保证质量与一致性的问题[1] - 利用高速显微技术,团队能够实时观察晶体生长的过程,并控制晶体的成长方向[1][2] - 该方法类似于用激光在金属或木材上雕刻图案,提升了晶体制造的可控性[2] 应用领域与前景 - 该技术为太阳能电池、LED照明及医学成像等领域提供更精准的材料制造手段[1] - 卤化铅钙钛矿晶体是一类在LED、太阳能电池及医学成像中具有重要应用的材料[1] - 该技术为能源、电子和量子技术等领域提供了新的研究手段,并帮助化学家进一步理解晶体形成过程[2] - 团队下一步计划使用多种颜色的激光绘制更复杂的晶体图案,并尝试制造传统工艺无法实现的新型材料[2]
激光绘晶新技术让材料“按需”生长
科技日报· 2025-10-15 23:26
技术突破 - 美国密歇根州立大学团队开发了一种全新的激光绘晶技术,可在指定时间和位置按需生成晶体 [1] - 该技术借助超快激光技术,首次实现了在纳米尺度上绘制晶体,选择生成卤化铅钙钛矿晶体 [1] - 技术不使用种子晶体作为模板,而是将单束激光脉冲照射直径不到人类头发千分之一的金纳米颗粒,产生瞬时加热以诱导晶体生长 [1] 技术优势与应用 - 激光绘晶方法类似于用激光在金属或木材上雕刻图案,能提升晶体制造的可控性 [2] - 该方法使团队能够坐在显微镜前亲眼观看晶体诞生的第一瞬间,并能控制它的成长方向 [2] - 技术为太阳能电池、LED照明及医学成像等领域提供更精准的材料制造手段 [1] 行业影响与未来方向 - 晶体独特的光学和电学特性支撑着现代科技发展,从电视屏幕、烟雾报警器到超声波设备和声呐系统均有应用 [1] - 传统生长方法中晶体在随机时间和位置生成,难以保证质量与一致性,制约高性能器件制造 [1] - 团队计划进一步使用多种颜色的激光绘制更加复杂的晶体图案,并尝试制造传统工艺无法实现的新型材料 [2] 学术发表 - 这一突破性成果发表于最新一期美国化学会《ACS纳米》杂志 [1]
科技新突破丨新型人造肌肉可举起4000倍自重
科技日报· 2025-10-15 02:29
技术突破 - 韩国蔚山科学技术院研究团队成功研制出新型人造肌肉,该材料能够在柔软灵活与坚硬有力两种状态之间切换 [1] - 实验数据显示,该人造肌肉重量仅为1.25克,在刚性状态下可承载5千克重物,承载能力约为其自身重量的4000倍 [1] - 在柔性状态下,该材料的伸展率可达原始长度的12倍,展现出卓越的柔性和变形能力 [1] 研发进展 - 此项关于新型人造肌肉的研究成果已发表于国际知名学术期刊《先进功能材料》杂志 [1]
“中国灯笼”结构聚合物轻松变身多种形态
科技日报· 2025-10-15 00:00
研究核心成果 - 研发出形似中国灯笼的聚合物结构 可通过压缩或扭曲等简单操作快速变换出十几种不同的三维弯曲形态 [1] - 变形过程可通过附着磁性薄膜实现磁场远程操控 [2] - 研究成果发表于《自然·材料》杂志 由美国北卡罗来纳州立大学与宾夕法尼亚大学的科研团队合作完成 [1] 结构与特性 - 基础结构具有双稳态特性 压缩至临界点后可瞬间转变为类似旋转陀螺的第二种稳定形态并储存能量 拉起后能量释放迅速恢复原状 [1] - 结构由切割成钻石状平行四边形的聚合物薄片制成 每条边中央刻有平行缝隙 形成由实心材料条连接的均匀色带 上下实心条两端相连构成三维结构 [1] - 通过扭曲结构 将顶部或底部实心条向内或外折叠 或组合使用这些操作 能创造出更多形态 [1] 应用潜力 - 演示了基于双稳态切换的多种应用场景 例如非侵入式鱼类捕捉器 可调控水流开合的过滤器 [2] - 未来有望组装成二维或三维系统 应用于可变形的机械超材料与机器人技术领域 [2]
太力科技(301595.SZ):公司防刺割材料已具备支撑高端人形机器人外层需求的底层能力
格隆汇· 2025-10-14 03:47
核心技术能力 - 公司防刺割材料具备支撑高端人形机器人外层需求的底层能力 [1] - 材料在防护端可抵御刀具、尖锐物体的切割与穿刺 [1] - 材料在柔性端可随机器人关节灵活形变,适配精细化机械运动 [1] - 在定制端,从材质调整到外观适配的研发周期远低于行业平均水平 [1] 产品矩阵与应用 - 公司已构建覆盖多场景的防护材料矩阵 [1] - 产品包括满足高强度作业需求、防刺割性能达警用标准的防刺割服和防弹衣 [1] - 防刺等级符合GA 68-2022最高级,耐切割性能突破EN 388 5级阈值 [1] - 研发的"丝绸"系列柔性防刺割复材如蝉翼般轻薄,在0.6毫米超薄厚度下仍保持出色耐针刺性能 [1] - 可根据客户差异化诉求定制不同厚度、颜色甚至肌理的防护方案 [1] 目标市场与场景 - 材料技术满足家庭服务、工业协作等场景对人形机器人的安全要求 [1]
英国材料、矿物与采矿学会会士制度分领域全面解析(附申报流程)
搜狐财经· 2025-10-10 10:58
学会概况与历史沿革 - 英国材料、矿物与采矿学会是具有世界性影响力的英国王室特许工程类学会,其历史可追溯至1869年建立的钢铁学会 [3] - 学会于2002年6月由英国材料学会与英国采矿和冶金学会合并而成,旨在促进材料科学与工程、地质学、采矿学及相关技术发展 [3] - 学会采用会员制管理模式,组织结构包括会员大会、理事会、专业委员会和地区分会,确保民主管理和高效运作 [3] 会士制度核心价值 - 会士资格是学会授予专业人士的最高荣誉,代表该领域的最高学术成就和专业认可 [3] - 会士制度为个人带来学术认可、专业声誉提升、职业发展机会、知识交流平台和社会影响力 [3] - 会士享有使用FIMMM称号、获得证书、会议特权、期刊访问、投票权、提名权和项目优先权等权利,同时需履行遵守章程、缴纳会费、参与活动等义务 [3] 会士分类与评选标准 - 会士分为正式会士、资深会士、荣誉会士和外籍会士四类,其中资深会士需年龄超过65岁且已成为正式会士满10年 [3] - 评选标准全面涵盖学术贡献、技术创新、工程应用、教育贡献、专业服务和国际影响六大方面 [3] - 截至2025年,全球会士总数约为3,000名,其中正式会士约2,500名,资深会士约200名,荣誉会士约100名,外籍会士约200名 [3] 会士地域与学科分布 - 会士覆盖全球50多个国家和地区,英国本土会士约占总数60%,国际会士约占40% [3] - 从学科领域看,材料科学领域会士约占总数35%,矿物工程领域约占25%,采矿工程领域约占20%,其他领域约占20% [3] 分领域会士制度特点 - 材料科学领域会士评选注重新材料设计合成、性能表征优化及工程应用,强调基础与应用并重及跨学科性 [4] - 矿物工程领域会士评选注重矿物加工技术创新、资源高效利用和材料开发,强调资源可持续利用和工程实践性 [4] - 采矿工程领域会士评选注重采矿方法创新、矿山安全与环保技术,强调安全环保导向和工程实践性 [4] - 其他相关领域如冶金工程、陶瓷工程、地质工程的会士制度也各有特点,评选由各专业委员会负责 [4] 会士申报流程与资格 - 会士采用提名制,候选人需由至少两名现任会士提名,并满足基本资格、专业成就、国籍和年龄等要求 [4] - 申报材料需包括提名表格、候选人简历、贡献陈述、推荐信和支持材料,所有材料需用英文撰写并真实准确 [4] - 申报提交步骤包括提名沟通、材料准备、在线提交、材料审核和缴纳费用,提名费为500英镑,入会费为1,000英镑,年费为300英镑 [4] 会士审核流程 - 审核流程包括初步筛选、专业委员会评审、跨领域委员会评审、理事会终审和会员大会批准五个环节 [4] - 整个审核过程严谨全面,通常需要6-8个月时间,由相应领域的专业委员会确保评选的专业性和公正性 [4] - 最终当选名单需经会员大会投票表决,获得三分之二以上票数通过,新会士在年会上举行正式入会仪式 [4]
特殊材料助力脱碳、为量子技术辟新路、发现免疫系统“密码”,诺贝尔自然科学三大奖出炉
环球时报· 2025-10-08 23:13
化学奖:金属有机框架材料 - 2025年诺贝尔化学奖授予北川进、理查德·罗布森和奥马尔·亚吉,表彰其在金属有机框架材料的开创性工作 [1] - 金属有机框架是一种多孔材料,内部布满微孔,每克材料的表面积堪比一个足球场,可高效分离、回收和储存特定气体分子 [2] - 该材料制造简单且可定制设计,已在保持水果新鲜(吸附乙烯气体)、半导体制造、从水中分离全氟和多氟烷基物质以及处理剧毒气体等领域实现实用化 [2] - 该材料在脱碳领域被寄予厚望,有望通过从工厂废气或空气中分离回收二氧化碳来大幅减少温室气体排放 [1][2] 物理学奖:宏观量子现象 - 2025年诺贝尔物理学奖授予约翰·克拉克、米歇尔·H·德沃雷特和约翰·M·马丁尼斯,表彰他们“在电路中发现宏观量子隧穿效应与能量量子化现象” [3] - 获奖科学家在一个“足以握在手中”的宏观电回路中观察到了量子隧穿等通常只在微观领域出现的量子现象 [3][4] - 其实验构建了包含两个超导体的电路,系统通过量子隧穿效应从零电压状态“逃离”并产生可观测的电压,证明了量子效应的宏观显现 [4] - 该成果为下一代量子技术(如量子密码学、量子计算机和量子传感器)的发展开辟了道路 [4] 生理学或医学奖:免疫耐受机制 - 2025年诺贝尔生理学或医学奖授予坂口志文、玛丽·E·布伦科和弗雷德·拉姆斯德尔,表彰他们在外周免疫耐受机制方面的研究贡献 [5] - 坂口志文于1985年发现并证明了调节性T细胞的存在,该细胞能有效阻止免疫系统攻击人体自身,防止自身免疫疾病 [5] - 布伦科和拉姆斯德尔在2001年找到了与调节性T细胞相关的基因,促使科学界普遍接受该概念 [6] - 该研究加深了对免疫系统运作的理解,为自身免疫疾病、过敏、癌症治疗及抑制器官移植排斥反应的新疗法开发开辟了道路 [5][6]
铁磁性和反铁磁性共存 原子级厚度二维材料可大幅降低存储器能耗
科技日报· 2025-09-29 23:53
据最新一期《先进材料》杂志报道,瑞典查尔姆斯理工大学研究人员在开发新型层状磁性材料方面取得 突破。他们研发出一种原子级厚度的二维材料,能够使铁磁性和反铁磁性在材料结构中共存,从而将存 储器的能耗降低至原来的约十分之一。这一发现可能为人工智能、移动技术和高级数据处理带来新一代 超高效、可靠存储方案。 随着数字数据量呈指数增长,未来几十年内,数据存储、处理和传输或将占全球能源消耗的近30%。这 一趋势迫使科研人员寻找更加节能的存储技术,同时探索全新的技术可能性。磁性在数字存储技术发展 中已成为关键因素。利用磁性材料中电子在外部磁场和电流作用下的行为,人们可以设计更快、更小且 更节能的存储芯片。 通常存在两种基本磁性状态,即铁磁性和反铁磁性。将这两种相反磁性结合,既具有科学研究价值,也 能为计算机存储和传感器提供技术优势。然而,在此前的存储器材料中,这种共存只能通过堆叠不同铁 磁和反铁磁材料的多层结构实现。 此次研究的突破在于,将铁磁性和反铁磁性整合到单一的二维晶体结构中,实现了电子方向切换的倾斜 磁性。这种设计使电子能够快速、轻松地切换方向,无需外部磁场,从而将存储器能耗降低至约原来的 十分之一。 这种材料由钴、 ...
新材料研发提速,上交大团队开发新AI材料设计模型CGformer,融合全局注意力机制
36氪· 2025-09-29 07:26
技术突破与模型创新 - 开发出全新AI材料设计模型CGformer,成功突破传统晶体图神经网络(如CGCNN、ALIGNN)仅关注局部原子交互的局限 [1][2] - 模型创新性地将Graphormer的全局注意力机制与CGCNN的晶体图表示方法融合,并集成中心性编码和空间编码,使其能捕捉长距离原子间的相互作用 [2][6][9] - 通过多头注意力模块使每个节点能“关注”晶体图中所有节点,而非仅相邻节点,实现了对复杂晶体结构全局信息的处理能力 [7][9] 模型性能优势 - 在预训练阶段,CGformer的10折交叉验证训练集平均绝对误差(MAE)为0.1703,较CGCNN性能提升25.7%;测试集平均MAE为0.3205,提升近10% [10] - 在针对高熵钠离子固态电解质(HE-NSEs)的研究中,CGformer的平均绝对误差较CGCNN降低了25% [4] - 在微调阶段,模型经过约10轮微调后MAE即显著下降,最终10折交叉验证平均MAE仅为0.0361,预测值与真实值偏差极小 [12] 实际应用成果 - 从148,995种可能的高熵结构中筛选出18种,成功合成并验证了6种高熵钠离子固态电解质(HE-NSEs) [4] - 实验合成的6种HE-NSEs材料在25℃室温下的钠离子电导率在0.093至0.256mS/cm之间,显著高于未掺杂的Na₃Zr₂Si₂PO₁₂ [13] - 研究成果已发布于顶级期刊《Matter》,展示了其在新能源电动汽车和电网储能等领域的实际应用价值 [3][4] 数据集构建与支持 - 构建了当前已知规模最大的高熵结构中钠离子扩散能垒(Eb)数据集,用于CGformer的预训练 [4] - 以Na₃Zr₂Si₂PO₁₂为基础,在Zr位点考虑45种潜在高熵掺杂元素,形成包含148,995种可能结构的初始化学空间,并通过多轮筛选最终得到用于微调的专用数据集 [5] - 从Materials Project数据库提取含钠结构的能量高于凸包值数据,整理成专用训练集用于评估HE-NSEs热力学稳定性 [5] 行业发展趋势 - “人工智能+材料”已成为材料科学领域的前沿研究方向,展示出学科交叉的强大发展潜力和应用价值 [16] - 该团队去年在《Energy Storage Materials》上提出的T-AIMD人工智能模型,将传统AIMD模拟速度提升了100倍以上 [17] - 德国柏林工业大学等团队也提出了深度学习架构SchNet,在分子和材料的化学性质预测中展示出强大能力 [18]
助力科技强国,港澳大有可为
人民日报海外版· 2025-09-28 22:42
港澳科创实验室纳入国家体系 - 科学技术部批准在港澳成立的19所全国重点实验室正式获授牌,其中15所在香港,4所在澳门,标志着港澳科技创新发展迈入新里程碑 [1] - 授牌后的实验室被纳入全国重点实验室管理序列,成为国家战略科技力量的重要组成部分 [1] - 此举体现国家对港澳科技发展的鼎力支持,以及对港澳科研实力、创新能力和发展潜力的充分认可与信任 [1] 实验室研究领域与实力 - 19所实验室的研究范畴涵盖航空航天、生物医药、量子信息、材料科学、电子工程等多个国家战略发展所需的前沿领域 [2] - 15所在港全国重点实验室均来自全球百强大学,在基础研究、技术创新、关键核心技术攻关方面具备世界一流水平 [2] - 4所在澳全国重点实验室在科学研发、科研成果转化、人才培养、国际合作等领域取得了有目共睹的成果 [2] 港澳参与国家科研项目成果 - 港澳近年积极参与国家重大科研项目,包括嫦娥五号工程的"表取采样执行装置"、天问一号的"火星相机" [1] - 香港学生的3项实验随神舟十一号载人飞船进入太空,天舟五号搭载"澳门学生科普卫星一号" [1] - 港澳载荷专家首次入选国家预备航天员,香港大学、澳门科技大学获得研究嫦娥月壤的机会 [1] 港澳的科研优势与战略定位 - 港澳拥有高度开放的学术环境、与国际接轨的科研制度、与全球产学研界的紧密联系,在深化国际科研交往合作中发挥不可替代的作用 [2] - 将港澳的科研优势与国家重大战略需求进行"精准咬合",强化港澳与内地的"产、学、研、用"协同合作 [2] - 科技创新是港澳解决如何抢占未来发展先机、创造经济新增长点等问题的关键,也是其参与大湾区建设、融入国家发展大局的重要切入点 [3] 未来发展路径与展望 - 港澳将围绕世界科技前沿和国家重大战略需求强化攻关,努力实现重大原始创新和关键技术突破 [3] - 积极对接国家重大战略需求,持续深化与内地的科技合作,港澳能在参与高质量建设粤港澳大湾区中实现更好发展 [3] - 善用19所全国重点实验室等重大科研创新平台,将有力促进与海内外顶尖大学和科研机构合作,汇聚全球优秀科研人才 [2]