地理地質(zhì)

全球變暖背景下的陸海溫差研究

南京大學(xué)地理與海洋科學(xué)學(xué)院鄒欣慶教授課題組以海岸線為界.向陸海各緩沖200千米作為研究區(qū).將中國(guó)海岸帶劃分為渤海.黃一東海和南海3個(gè)區(qū)域：利用ERA-Interim再分析資料和18個(gè)CMlP5氣候模式數(shù)據(jù)，分析了中國(guó)海岸帶當(dāng)前（1979年-2014年）和未來(lái)（2005年-2100年）陸海溫差時(shí)空變化特征。研究成果發(fā)表于Journal of Geophysical Research：Atmospheres。1979年-2014年.陸海溫差在夏季有明顯變化.渤海和黃一東海區(qū)域以1998年為界.先下降后增加：南海區(qū)域變化趨勢(shì)與之相反。冬季整個(gè)中國(guó)海岸帶地區(qū)陸海溫差總體都呈減少趨勢(shì)。陸一海增溫速率差異和全球變暖停滯對(duì)其有顯著影響。陸海溫差空間分布還受城市化引起的地表增溫影響。

雷達(dá)遙感與影像大地測(cè)量研究進(jìn)展

中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院測(cè)繪與遙感科學(xué)系朱建軍教授團(tuán)隊(duì)提出了機(jī)載干涉sAR測(cè)量中殘余運(yùn)動(dòng)誤差的參數(shù)化建模方法，研究成果發(fā)表于IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters。由于機(jī)載SAR系統(tǒng)搭載的慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度有限，導(dǎo)致sAR數(shù)據(jù)成像處理過(guò)程中仍然存在未補(bǔ)償?shù)舻倪\(yùn)動(dòng)軌跡殘差.即殘余運(yùn)動(dòng)誤差。殘余運(yùn)動(dòng)誤差會(huì)引起InsAR干涉測(cè)量在方位向和距離向產(chǎn)生嚴(yán)重的相位偏差.特別是在重軌干涉測(cè)量中，因此殘余運(yùn)動(dòng)誤差的精確估計(jì)對(duì)于地形測(cè)繪（和地表形變監(jiān)測(cè)）至關(guān)重要。分析結(jié)果表明.原始干涉圖中的相位偏差被有效糾正.而且.新方法在低相干區(qū)（特別是植被區(qū)）仍然能夠達(dá)到很好的效果。

低山丘陵高礫石含量對(duì)土壤水-氮輸移循環(huán)的影響

中國(guó)科學(xué)院南京地理與湖泊研究所朱青研究員課題組揭示了低山丘陵高礫石含量對(duì)土壤水-氮輸移循環(huán)的影響。系列研究成果分別發(fā)表于Journal of Geophysical Research和Journal of Hydrology。丘陵山區(qū)水土流失嚴(yán)重，土壤中的礫石含量很高，體積比可達(dá)30%以上。在我國(guó).約有18%的國(guó)土面積被礫石性土壤所覆蓋。土壤中大量礫石的存在.會(huì)改變一系列關(guān)鍵地表過(guò)程.影響著流域水土資源的可持續(xù)利用和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)與優(yōu)化。研究呼吁在土壤調(diào)查和數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建以及土壤水、碳和氮循環(huán)模擬的研究中引入土壤礫石的相關(guān)參數(shù)，以便更加準(zhǔn)確地揭示和評(píng)估分布廣泛的高礫石土壤的水文和生物地球化學(xué)循環(huán)過(guò)程與污染物排放。

物種分布緯度梯度格局形成原因研究

中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所喬慧捷副研究員與英國(guó)牛津大學(xué)、雷丁大學(xué)、布里斯托大學(xué)及美國(guó)新墨西哥大學(xué)、堪薩斯大學(xué)等單位開展合作研究，構(gòu)建了沒(méi)有種問(wèn)相互作用、進(jìn)化機(jī)制極其簡(jiǎn)單的虛擬場(chǎng)景.評(píng)估了環(huán)境變化對(duì)生態(tài)位寬度的緯度梯度格局的影響程度。研究成果發(fā)表于Global Ecology and Biogeography。該研究將全球陸地區(qū)域網(wǎng)格化并與環(huán)境空間結(jié)合.重構(gòu)了物種進(jìn)化的歷史和全球尺度的生物多樣性格局，利用細(xì)胞自動(dòng)機(jī)（cellular automaton）算法來(lái)模擬虛擬物種的生態(tài)位寬度和分布范圍沿緯度梯度的變化趨勢(shì)。該研究重現(xiàn)了一些重要的生態(tài)學(xué)現(xiàn)象（如多樣性/環(huán)境適應(yīng)能力等的維度梯度）.并在一定程度上證明了Rapoport’s Rule等假說(shuō)。

東北亞地幔過(guò)渡帶二維三重震相波形模擬

中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所巖石圈演化國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室大陸巖石圈演化動(dòng)力學(xué)學(xué)科組陳凌研究團(tuán)隊(duì)與南京大學(xué)副教授王濤等合作，基于78個(gè)中國(guó)地震局固定臺(tái)站記錄的3個(gè)深源地震數(shù)據(jù)，通過(guò)二維三重震相波形模擬.獲得了東北亞地區(qū)地幔過(guò)渡帶中停滯的俯沖板片形態(tài)及其與周圍地幔的地震波速度結(jié)構(gòu)信息。研究論文發(fā)表于Journal of Geophysical Research：Solid Earth。東北亞地區(qū)位于太平洋板塊俯;中至歐亞大陸之下的俯沖前緣.在這里俯沖板片深達(dá)地幔過(guò)渡帶并停滯在660千米間斷面之上。準(zhǔn)確刻畫俯沖板片形態(tài)與速度結(jié)構(gòu)對(duì)于理解板片與地幔問(wèn)的相互作用、相關(guān)俯沖過(guò)程及淺表地質(zhì)響應(yīng)等具有重要的科學(xué)意義。

透過(guò)性攔沙壩調(diào)控泥石流研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院水利部成都山地災(zāi)害與環(huán)境研究所周公旦研究員團(tuán)隊(duì)以梳子壩為研究對(duì)象.在透過(guò)性攔沙壩調(diào)控泥石流研究中取得進(jìn)展.相關(guān)研究成果發(fā)表于Landslides。透過(guò)性攔沙壩作為泥石流防治工程中廣泛使用的工程措施，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便、透水性好、攔排兼?zhèn)涞葍?yōu)點(diǎn)。研究結(jié)果表明，泥石流流態(tài)和內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)深受泥石流含水率的影響，進(jìn)而呈現(xiàn)梳子壩對(duì)泥石流的不同調(diào)控效果。研究成果首次將梳子壩對(duì)泥石流的調(diào)控效果（物質(zhì)攔截率、速度減小率）和梳子壩的結(jié)構(gòu)形式（開口寬度）、泥石流的來(lái)流性質(zhì)（含水率）有機(jī)耦合起來(lái).這對(duì)科學(xué)合理的工程設(shè)計(jì)具有明確的指導(dǎo)意義。

倒數(shù)第二次冰消期氣候變化特征及海陸變遷對(duì)降水同位素組成的影響

中國(guó)科學(xué)院地球環(huán)境研究所蔡演軍研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國(guó)內(nèi)外同行，對(duì)山東上小峰洞一根涵蓋倒數(shù)第二次冰消期的石筍（SD1）進(jìn)行鈾系測(cè)年和碳氧同位素組成分析.分析結(jié)果發(fā)表于Quaternary Science Reviews。季風(fēng)降水對(duì)于山東半島農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展至關(guān)重要。與山東毗鄰的渤海和黃海海域水深不足100米.冰期一問(wèn)冰期全球冰蓋的擴(kuò)張與消融導(dǎo)致全球海平面的升降幅度能夠超過(guò)120米.這會(huì)引起山東半島的海岸線發(fā)生巨大的遷移。海岸線遷移造成的海陸格局的變化.能夠顯著改變區(qū)域下墊面狀況、粉塵輸出、季風(fēng)降水及降水的氧同位素組成等，使其成為研究區(qū)域與全球環(huán)境變化聯(lián)系的關(guān)鍵區(qū)域。

地幔間斷面成因及地幔對(duì)流模式研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院測(cè)量與地球物理研究所倪四道研究團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)及國(guó)際同行開展合作.首次發(fā)現(xiàn)了非對(duì)稱路徑660千米間斷面散射波震相，揭示了地幔410及660千米間斷面的小尺度起伏特征.為地幔對(duì)流模式研究提供關(guān)鍵證據(jù)。該成果發(fā)表于Science。板塊構(gòu)造學(xué)說(shuō)是固體地球科學(xué)的基石.刻畫了巖石圈的基本運(yùn)動(dòng)學(xué)特征.而地幔對(duì)流理論則為理解板塊運(yùn)動(dòng)規(guī)律提供了動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)。研究團(tuán)隊(duì)基于溫度及化學(xué)成分對(duì)地幔間斷面各種橫向尺度起伏的不同控制作用.對(duì)間斷面的成因及地幔對(duì)流模式開展研究。該研究聚焦于地球內(nèi)部界面起伏探測(cè)方法.提出了非對(duì)稱路徑背向散射PKP波約束小尺度起伏的新方法。人工智能

可用于癌癥診斷治療的磁性微游動(dòng)機(jī)器人

哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室謝暉教授團(tuán)隊(duì)開展了可重構(gòu)磁性微機(jī)器人群：多模態(tài)轉(zhuǎn)換、定向移動(dòng)與集群作業(yè)的研究，有望為癌癥治療中高效靶向給藥和早期診斷體內(nèi)成像提供有效解決方案。研究成果發(fā)表于Science Robotics。研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種磁性微游動(dòng)機(jī)器人，這種呈花生狀的磁性游動(dòng)機(jī)器人長(zhǎng)3微米.直徑2微米.只有頭發(fā)絲直徑的約四十分之一。該機(jī)器人可成千上萬(wàn)地組隊(duì)協(xié)同作業(yè).機(jī)器人之間通過(guò)非常小的作用力交流.自組織成一個(gè)多模態(tài)的群體.就像蟻群用觸覺(jué)或氣味交流一樣。群體可在旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的調(diào)控下，展現(xiàn)出多種隨環(huán)境或任務(wù)快速響應(yīng)的模態(tài)。

可自主升級(jí)的無(wú)人駕駛平行智能測(cè)試模型

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所與清華大學(xué)、西安交通大學(xué)人工智能與機(jī)器人研究所等單位合作，提出了一種新的圖靈測(cè)試方法來(lái)測(cè)試和驗(yàn)證無(wú)人車對(duì)復(fù)雜交通場(chǎng)景的理解和行駛決策的能力.對(duì)構(gòu)建和測(cè)試其他人工智能系統(tǒng)具有重要的啟發(fā)意義。研究成果發(fā)表于Science Robotics。該項(xiàng)研究歷經(jīng)10余年.實(shí)現(xiàn)了一種無(wú)人駕駛測(cè)試與驗(yàn)證的平行計(jì)算框架及其系統(tǒng)。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一個(gè)人在回路的平行智能測(cè)試模型.主要通過(guò)3個(gè)步驟.使其具有在人類專家指導(dǎo)下自動(dòng)自我升級(jí)的認(rèn)知機(jī)制。該研究工作引入對(duì)抗式學(xué)習(xí)模型.以使系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成新的任務(wù)實(shí)例，以促使無(wú)人駕駛車輛進(jìn)一步提高適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力。

大腦使用其內(nèi)在的活動(dòng)狀態(tài)（alpha振蕩）解決視知覺(jué)模糊性證據(jù)

華南師范大學(xué)心理學(xué)院陳騏教授課題組揭示了大腦利用其內(nèi)在的神經(jīng)振蕩狀態(tài)解決知覺(jué)模糊性的神經(jīng)機(jī)制，研究論文發(fā)表于PLOS Biology。研究團(tuán)隊(duì)觀察到視覺(jué)系統(tǒng)中最主要的神經(jīng)振蕩alpha頻段（8～13Hz）為知覺(jué)組織加工提供了時(shí)間窗：在模糊的動(dòng)態(tài)視覺(jué)場(chǎng)景中.當(dāng)大腦的alpha振蕩較慢.相繼呈現(xiàn)的兩幀刺激會(huì)落在同一個(gè)alpha周期內(nèi)，它們會(huì)在時(shí)間上整合在一起.從而產(chǎn)生一種感知;當(dāng)alpha振蕩較快.兩幀會(huì)落在不同的alpha周期中.它們會(huì)在空間上整合在一起.從而產(chǎn)生另一種感知。大腦能夠利用這種內(nèi)在alpha振蕩的實(shí)時(shí)速度.來(lái)積極預(yù)測(cè)最可能的感知.在真實(shí)刺激呈現(xiàn)之前.就提前激活預(yù)期感知的神經(jīng)表征。

人機(jī)交互與人工智能：從交替浮沉到協(xié)同共進(jìn)

中國(guó)科學(xué)院軟件研究所計(jì)算機(jī)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室田豐等人在《中國(guó)科學(xué)：信息科學(xué)》上聯(lián)合發(fā)表“人機(jī)交互與人工智能：從交替浮沉到協(xié)同共進(jìn)”的綜述文章。文章指出，人機(jī)交互與人工智能是智能信息時(shí)代備受關(guān)注的兩大重要研究領(lǐng)域。通過(guò)人機(jī)交互與人工智能發(fā)展歷程可以發(fā)現(xiàn)，二者的關(guān)系從過(guò)去的此起彼伏逐漸變成了當(dāng)下的相互促進(jìn).基于二者深度融合的典型應(yīng)用也在教育、醫(yī)療等關(guān)鍵領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)。人機(jī)交互為人工智能提供了應(yīng)用需求和研究思路.而人工智能也驅(qū)動(dòng)了人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展和變革。放眼未來(lái)，人機(jī)交互與人工智能將保持當(dāng)下這種相互促進(jìn)、互相驅(qū)動(dòng)的關(guān)系，更加深入地融合并協(xié)同發(fā)展。

像素級(jí)高效人手檢測(cè)研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院軟件研究所武延軍團(tuán)隊(duì)張立波等人在像素級(jí)高效人手檢測(cè)領(lǐng)域取得進(jìn)展.為人手運(yùn)動(dòng)視頻的實(shí)時(shí)檢測(cè)估計(jì)處理提供了一種新方法.有望用于網(wǎng)約車、公交車等駕駛狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，減少安全事故。相關(guān)成果發(fā)表于國(guó)際人工智能會(huì)議AAAI Conference 0n Artificial Intelligence（AAAI 2019）。研究團(tuán)隊(duì)提出了一種尺度不變的全卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò).補(bǔ)充加權(quán)特征融合模塊學(xué)習(xí)不同尺度的特異性.對(duì)網(wǎng)絡(luò)的中間層也加入了監(jiān)督.以迭代的方式融合多個(gè)尺度的特征進(jìn)行最后的預(yù)測(cè).與當(dāng)前最好方法相比.在保證精度的同時(shí)檢測(cè)速度更快.將單張圖像處理速度最高提升4.23倍.首次達(dá)到62.5fps。

人臉識(shí)別新突破：真實(shí)場(chǎng)景下的大規(guī)模雙樣本學(xué)習(xí)方法

中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所朱翔昱、雷震等研究人員提出的大規(guī)模雙樣本學(xué)習(xí)方法包括兩個(gè)方面：一是提出了一種分類一驗(yàn)證一分類（CVC）的訓(xùn)練策略來(lái)逐步提高實(shí)際場(chǎng)景中的性能.二是針對(duì)大規(guī)模分類問(wèn)題提出了DP-softmax使得深度學(xué)習(xí)在超大規(guī)模類別的分類上具有可擴(kuò)展性。研究成果發(fā)表于International Journal of Computer Vision。近年來(lái)得益于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、訓(xùn)練策略以及人臉數(shù)據(jù)的發(fā)展.人臉識(shí)別技術(shù)取得了進(jìn)步.越來(lái)越多地被推廣到安防領(lǐng)域.延伸出考勤機(jī)、門禁機(jī)等多種產(chǎn)品.產(chǎn)品系列達(dá)20多種類型.可以全面覆蓋煤礦、樓宇、銀行、軍隊(duì)、社會(huì)福利保障、電子商務(wù)及安全防務(wù)等領(lǐng)域。

用量子計(jì)算方案實(shí)現(xiàn)Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“聯(lián)想記憶”功能

上海交通大學(xué)金賢敏教授團(tuán)隊(duì)基于三維光子集成芯片，在實(shí)驗(yàn)上通過(guò)量子隨機(jī)行走成功演示Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)“聯(lián)想記憶”功能，相關(guān)研究成果發(fā)表于Physical Review Applied。量子信息科學(xué)與人工智能技術(shù)不斷取得了諸多改變傳統(tǒng)信息科學(xué)的進(jìn)展。量子信息科學(xué)以量子物理基本原理作為依托.結(jié)合數(shù)學(xué)、信息科學(xué)、光電工程等學(xué)科，有望為信息安全和計(jì)算機(jī)的絕對(duì)計(jì)算能力帶來(lái)了革命性的提升;同時(shí).作為人工智能研究領(lǐng)域中一個(gè)極其重要的研究分支.在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下.機(jī)器學(xué)習(xí)能有效地抽取信息.在信息技術(shù)、社會(huì)科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域中展示出解決實(shí)際問(wèn)題的巨大潛力。這兩個(gè)前沿領(lǐng)域的交叉研究是近年熱點(diǎn)方向。

實(shí)現(xiàn)動(dòng)物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺(jué)能力

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部薛天教授研究組與美國(guó)馬薩諸塞州州立大學(xué)醫(yī)學(xué)院韓綱教授研究組合作，結(jié)合視覺(jué)神經(jīng)生物醫(yī)學(xué)與創(chuàng)新納米技術(shù).實(shí)現(xiàn)動(dòng)物裸眼紅外光感知和紅外圖像視覺(jué)能力。該研究成果發(fā)表于Cell。在生物進(jìn)化歷程中沒(méi)有出現(xiàn)任何基于感光蛋白的能夠感知超過(guò)700納米的紅外光的動(dòng)物感光細(xì)胞.更無(wú)法在大腦中形成紅外光圖像視覺(jué)（個(gè)別動(dòng)物如部分蛇類的紅外線感知能力是通過(guò)溫度感知實(shí)現(xiàn)的）。科學(xué)家嘗試?yán)靡环N可吸收紅外光發(fā)出可見(jiàn)光的上轉(zhuǎn)換納米材料.導(dǎo)入動(dòng)物視網(wǎng)膜中以實(shí)現(xiàn)紅外視覺(jué)感知。體外感光細(xì)胞單細(xì)胞光電生理記錄證實(shí)這種納米材料確實(shí)可以吸收紅外光后激發(fā)小鼠視桿細(xì)胞電活動(dòng)。新型材料

輕質(zhì)、高強(qiáng)以及缺陷不敏感的熱解碳納米點(diǎn)陣

清華大學(xué)航天航空學(xué)院李曉雁課題組與浙江大學(xué)及美國(guó)布朗大學(xué)、加州理工學(xué)院合作.制備實(shí)現(xiàn)了同時(shí)具有超輕、高強(qiáng)度、大變形、缺陷不敏感的熱解碳納米點(diǎn)陣。研究論文發(fā)表于《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》（PNAs）。研究團(tuán)隊(duì)制備出了同時(shí)具有超輕、高強(qiáng)、大變形和缺陷不敏感的微納米力學(xué)超材料。這些新型熱解碳納米點(diǎn)陣展示了前所未有的力學(xué)性能：不僅具有超低的密度，而且具有超高的強(qiáng)度和比強(qiáng)度以及奇特的缺陷不敏感性。這些優(yōu)異的力學(xué)性能主要?dú)w功于：對(duì)于點(diǎn)陣幾何結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì);將結(jié)構(gòu)中桿件的特征尺寸控制在了納米量級(jí);采用高溫?zé)峤夥椒ǐ@得了優(yōu)質(zhì)的熱解碳材料。

綠色可回收塑料

北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院呂華課題組從膠原蛋白中廣泛存在的天然氨基酸4-羥基L-脯氨酸（4-HYP）出發(fā)，制備了一系列橋環(huán)內(nèi)硫酯（NR-PTL）單體，用廉價(jià)催化劑與溫和條件實(shí)現(xiàn)了其可控聚合.制備了分散度小（通常低于1.15）.分子量可控（最高達(dá)259kg/mo1）的聚硫酯高分子（PNR～TE）。研究論文發(fā)表于Journal of the American Chemical Society。合成高分子如各類塑料制品在過(guò)去半個(gè)世紀(jì)為社會(huì)發(fā)展與生活便捷做出了巨大貢獻(xiàn)。該系列聚硫酯在常規(guī)環(huán)境中極為穩(wěn)定而在弱堿稀溶液中可以完全化學(xué)解聚.100%產(chǎn)率回收得到純凈的內(nèi)硫酯單體。

超柔性納米發(fā)電復(fù)合材料

上海交通大學(xué)金屬基復(fù)合材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室郭益平教授和劉河洲教授課題組在超柔性納米發(fā)電復(fù)合材料領(lǐng)域取得的重要進(jìn)展.研究成果發(fā)表于Nano Energy。利用具有層次結(jié)構(gòu)的電子級(jí)玻璃纖維布材料體系為基底.通過(guò)浸漬的方法在其上沉積具有層次結(jié)構(gòu)的納米壓電發(fā)電材料。制備的壓電纖維布復(fù)合材料中每根纖維表面都包裹了一層納米級(jí)厚度的PZT材料，每根纖維之間的PZT之間互相連接，形成了一種類似于玻璃纖維布的多層次結(jié)構(gòu)。電子級(jí)玻璃纖維布本身所具有的宏觀超柔性和微觀剛性給予了這種壓電纖維布具有高效的能量傳遞、轉(zhuǎn)換及超柔性。這種壓電纖維布可以實(shí)現(xiàn)插指電極掩膜設(shè)計(jì)和上下柔性電極貼合封裝設(shè)計(jì)。

新型水凈化過(guò)濾紙

中國(guó)科學(xué)院上海硅酸鹽研究所朱英杰研究員帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì).在羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線應(yīng)用于環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域研究工作的基礎(chǔ)上，以具有良好生物相容性的羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線作為主要構(gòu)建材料.與天然植物纖維復(fù)合.研制出新型水凈化過(guò)濾紙.相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于ACS Applied Materials&interfaces。新型水凈化過(guò)濾紙的純水通量隨著羥基磷灰石超長(zhǎng)納米線含量的增加而提高.與高打漿度植物纖維過(guò)濾紙（添加聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹脂）相比純水通量可提高約3200倍。新型水凈化過(guò)濾紙可應(yīng)用于微米顆粒、納米顆粒、細(xì)菌等污染物的高效過(guò)濾和去除，其去除效率可達(dá)到或接近100%。

有機(jī)小分子致介孔沸石材料

北京大學(xué)深圳研究生院洪梅副教授、上海大學(xué)劉軼教授和廣東省納米微米材料研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員合作，提出了一種有機(jī)小分子致分子篩晶內(nèi)介孔的新機(jī)理.研究成果發(fā)表于Chemistry of Materials。沸石分子篩由于具有均一的微孔結(jié)構(gòu).內(nèi)在可調(diào)的酸性.良好的水熱穩(wěn)定性以及擇形選擇性。研究人員提出有機(jī)小分子致介孔的機(jī)理：首先有機(jī)小分子在合成液中去質(zhì)子化形成穩(wěn)定的有機(jī)負(fù)離子，該有機(jī)負(fù)離子通過(guò)親核進(jìn)攻使骨架si-o和AI-o鍵斷裂.同時(shí)反應(yīng)液中的鈉離子與有機(jī)負(fù)離子通過(guò)靜電作用進(jìn)行自組裝形成團(tuán)簇.從而產(chǎn)生尺寸遠(yuǎn)大于有機(jī)小分子的介孔孔道。

具有超高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶

復(fù)旦大學(xué)修發(fā)賢教授團(tuán)隊(duì)與中國(guó)科學(xué)院強(qiáng)磁場(chǎng)科學(xué)中心、南京大學(xué)等研究人員合作.開展外爾半金屬砷化鈮納米帶中的超高電導(dǎo)率的相關(guān)研究.研究論文發(fā)表于Nature Materials。研究團(tuán)隊(duì)基于費(fèi)米弧這個(gè)低散射率機(jī)制.制備出了具有超高電導(dǎo)率的砷化鈮納米帶.而且費(fèi)米弧這一特性即使在室溫也仍然有效。這一發(fā)現(xiàn)為材料科學(xué)尋找高性能導(dǎo)體提供了新思路。導(dǎo)體是集成電路制造中不可或缺的材料之一.廣泛用于元器件間的互連、構(gòu)成電感元件等。隨著集成電路的特征尺寸越來(lái)越小、集成度越來(lái)越高、器件之間的相互連接越來(lái)越密集.尋找超高導(dǎo)電材料成為人們研究的一個(gè)重要目標(biāo)。

高性能石墨烯陰極防腐涂層

中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)涂料與黏合劑團(tuán)隊(duì)針對(duì)石墨烯/聚合物復(fù)合防腐涂層破損后會(huì)加速金屬基體腐蝕這一隱患.分別采用生物質(zhì)呋喃環(huán)氧單體通過(guò)DA反應(yīng)對(duì)石墨烯進(jìn)行表面封裝.實(shí)現(xiàn)了石墨烯/環(huán)氧涂層的長(zhǎng)效防腐。研究成果發(fā)表于Carbon。由于存在活性鏈段.FmG可有效提高與環(huán)氧基體之間的界面相容性.改善涂層致密性.并極大地增強(qiáng)氧氣或水蒸氣等物質(zhì)透過(guò)涂層的“迷宮”效應(yīng).延緩?fù)繉拥氖Аｋ娀瘜W(xué)測(cè)試表明.FmG材料具有優(yōu)良的防護(hù)性能.復(fù)合涂層電阻相對(duì)空白涂層增加了3～4個(gè)數(shù)量級(jí)。結(jié)合機(jī)理研究.表明采用絕緣改性“鈍化”石墨烯也可以有效地抑制“陰極腐蝕促進(jìn)活性”。

納米金屬機(jī)械穩(wěn)定性的反常晶粒尺寸效應(yīng)

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所沈陽(yáng)材料科學(xué)國(guó)家研究中心盧柯院士、李秀艷研究員等人帶領(lǐng)合作團(tuán)隊(duì).發(fā)現(xiàn)納米金屬機(jī)械穩(wěn)定性的反常晶粒尺寸效應(yīng)。研究論文發(fā)表于Physical Review￡etters。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于塑性變形制備的納米晶cu、Ag、Ni樣品.準(zhǔn)靜態(tài)拉伸變形時(shí).隨著晶粒尺寸從亞微米減小至納米量級(jí).晶界遷移先逐漸增強(qiáng).而當(dāng)晶粒尺寸小于臨界值時(shí).晶界遷移逐漸受到抑制。采用合適退火工藝對(duì)Cu中臨界尺寸附近未發(fā)生機(jī)械弛豫的納米晶進(jìn)行熱處理.使其晶界發(fā)生熱弛豫.同時(shí)保持晶粒尺寸基本穩(wěn)定.在后續(xù)進(jìn)一步拉伸變形過(guò)程中其晶界遷移明顯受到抑制.晶粒表現(xiàn)出更高的機(jī)械穩(wěn)定性。