材料科学
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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· 2025-09-30 07:53
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 15:26
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· 2025-09-29 06:42
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]
新型超材料能通过遥控改变尺寸和形状
科技日报· 2025-09-24 07:35
核心技术突破 - 新型超材料由美国莱斯大学研究团队开发,兼具柔软性与高强度,可通过远程控制快速改变尺寸和形状[1] - 超材料特性源于其微观结构的几何形状、排列和尺寸,而非化学成分,展现出自然界材料不具备的独特性能[1] - 材料在极度柔软的同时兼具稳定性和可变形性,可承受超过自身重量十倍的压缩载荷,并在极端温度及强酸环境中保持稳定[1] 材料特性与制造 - 通过在材料结构中引入梯形支撑段和加强梁等几何特征,将"多稳定性"编程到软结构中,使其能以多种稳定状态存在[1] - 材料结构形成"能量屏障",在外部驱动力消失后能锁定新形态并持久保持[1] - 超材料采用3D打印制造,构建出相互连接的微结构单元,每个单元可在"开"与"关"状态间快速切换,切换后无需持续供能[1] 功能与应用前景 - 将多个基本单元组合可构建复杂三维结构,能在外部磁场驱动下整体变形并产生类似蠕动的运动[2] - 材料在长期暴露于机械应力和模拟人体胃部的强酸环境后仍能保持功能完整性[2] - 该技术有望在医疗领域实现精确定位、靶向药物递送或在体内施加可控机械刺激,团队正与外科医生合作设计无线流体控制系统[2]
全球青年创新者齐聚上海,新一届TR35亚太区名单揭晓
国际金融报· 2025-09-23 14:20
论坛概况 - 2025科技青年论坛Meet the TR35 Summit 2025暨《麻省理工科技评论》"35岁以下科技创新35人"亚太区发布仪式于9月22日在上海举行 [1] - 论坛作为2025浦江创新论坛专题论坛之一 聚焦青年人才 主题为"共存·共生·共创" [1] - 活动吸引70余位全球青年创新者、科学家、产业领袖和投资人参与 [1] 核心议题与讨论 - 首场圆桌讨论"全球创新生态" 探讨差异化发展与国际化合作平衡、基础研究与产业生态协同、科研文化差异互补及绿色技术跨界共创 [3] - 第二场圆桌"成为创新者"聚焦青年科学家在不同文化与政策环境中开展创新实践 分享克服资源限制和环境差异的经验 [3] - 强调亚太地区尤其是中国和上海已成为全球科技创新的重要引擎 [3] 亚太区TR35入选者 - 现场公布2025年"35岁以下科技创新35人"亚太区入选名单 35位青年创新者从数千名候选人中脱颖而出 [4] - 入选者涵盖人工智能、生命科学、材料科学、能源技术等前沿领域 [4] - 新晋入选者就AI、材料科学、能源可持续等前沿领域的研究工作进行3分钟分享 [5] 合作与未来展望 - 强调协同整合是解决复杂挑战的关键 创新者通过跨区域、跨学科、跨产业合作展现亚太创新生态 [4][5] - 位于上海闵行"大零号湾"的TR35国际青年人才创新中心将举办常态化交流活动 服务入选者创新创业与成果转化 [5]
晶泰控股(02228):AI+人工智能自主实验平台驱动药物及材料研发,商业化加速
招商证券· 2025-09-10 19:36
投资评级 - 首次覆盖给予"强烈推荐"评级 [1][6][7] 核心观点 - 晶泰控股以量子物理为基础,融合人工智能与机器人自动化技术,构建多模态AI模型体系覆盖药物发现核心环节,形成以数据为核心的技术壁垒 [1] - 公司自建干湿结合自动化实验平台,高通量生产高质量正负样本优化数据集反哺AI模型训练,形成正向数据循环闭环系统 [1] - 长期订单验证下平台获多家跨国药企高度认可,业务量稳步攀升并加速向新材料等领域延伸,商业化潜力持续释放 [1] - 2025年上半年实现扭亏为盈,收入5.17亿元同比增长404%,经调整净利润1.42亿元 [6] - 与DoveTree新签署管线合作订单规模达59.9亿美元,并已收到首付款5100万美元 [6] 财务表现 - 2024年营业收入2.66亿元同比增长53%,净利润-15.2亿元同比减亏 [6] - 2025年上半年收入5.17亿元同比增长404%,经调整净利润1.42亿元 [6] - 智能自动化解决方案2024年收入1.63亿元同比增长87.76%,2025年上半年收入8186万元同比增长95.9% [6] - 药物发现解决方案2024年收入1.04亿元同比增长18.16%,2025年上半年收入4.35亿元同比增长615% [6] - 预期2025-2027年营业收入达7.86/9.75/14.07亿元,经调整净利润-0.15/0.94/3.00亿元 [6][82] - 当前股价对应PS分别为53.44/43.08/29.85倍 [6] 技术优势 - 累计超650万条高精度量化数据,云端数据总量达1.9PB [6] - 实验室持续月产出反应数据3万+,内外部反应月积累20万+ [6] - 拥有200多种垂类AI模型,包括全球领先算法如蛋白质结构预测算法XtalFold™ [6] - 拥有200+研发机器人工站,5000m²+自有自动化实验室,以及先进AI Agent系统 [6] - 基于量子力学自主研发XFF力场和XFEP自由能计算等高精度虚拟数据生成模型 [62] - 自研UV谱图预测模型和基于LCMS谱图的产率预测模型准确率超过90% [62] 业务进展 - 小分子药物发现平台ID4Inno拥有200万个分子砌块,化学空间扩展到10^12化合物库 [59] - 大分子药物发现平台XupremAb™包含抗体药物发现流程的不同重要功能 [60] - 与全球超过300家企业及行业龙头建立深度合作,客户续约率超行业平均 [54] - 前20大药企中的16家与晶泰建立合作关系,2021-2023年客户留存率分别约67.5%/51.4%/64.9% [71] - 技术平台成功拓展至新能源、农业及工业材料等多个领域 [6][77] 行业前景 - 全球人工智能解决方案市场规模预计从2023年1870亿美元增至2030年14142亿美元,CAGR为33.5% [32] - 全球自动化实验室市场预计从2023年59亿美元跃升至2030年607亿美元,CAGR为39.6% [32] - 全球药物研发外包服务市场规模预计从2023年1512亿美元增至2030年3632亿美元,CAGR为13.3% [38] - 全球材料科学研发支出2030年将达1779亿美元,2023-2030年CAGR为12.8% [48] - AI赋能的材料研发服务占比将从2023年8%提升至2030年25%,对应市场规模从61亿美元扩张至445亿美元 [48]
道氏技术20250903
2025-09-03 22:46
纪要涉及的行业或公司 * 道氏技术 一家从陶瓷墨水材料转型至新能源和人工智能领域的上市公司 投资了长脑科技并布局AI加材料战略[1][3][12] * 长脑科技 专注于非侵入式脑机接口技术的公司 由哈佛大学脑科学中心博士韩必成于2015年创立 产品包括智能仿生手 仿生腿 脑电波监测仪器 神经信号解码仪器等[4] * 新培森 道氏技术AI布局中的关键组成部分 专注于算力芯片研发 致力于解决数学方程描述物理事物和复杂数据处理两类人工智能问题[2][5][6] 核心观点和论据 * 道氏技术以3000万美元参股长脑科技 旨在通过AI赋能脑机接口技术 提升产品研发效率和迭代速度 并探索在机器人皮肤 手臂等领域的合作 提升导电性能和传感精度[2][4] * 新培森通过AI算力发现新材料并提升现有材料性能 在人形机器人 特种机器人及传感器材料上提供计算支持 实现性能提升[2][5] * 新培森在应对维度灾难方面取得突破 通过存算一体技术 其APU芯片在分子动力学和密度泛函理论计算中 速度显著提升 功耗大幅降低[8] * 新培森的APU芯片通过模拟薛定谔方程 已在原子尺度上应用于军工 化工 锂电池 光伏 半导体 化妆品等材料科学领域 预测反应过程及结果[9][10] * 人工神经网络擅长处理无法用方程描述的复杂问题 如大语言模型 图像识别等 当前AI领域的大语言模型训练和推理主要依赖GPU技术[2][7] 其他重要内容 * 道氏技术自2018年转型进入新能源赛道 并结合人工智能机会进行发展 展现了敏捷的市场反应能力[3][12] * 新培森的研究成果已获国内外专家认可 包括中国工程院院士李国杰和孙凝晖 以及DeepMind首席科学家哈萨比斯[6] * 新培森未来计划开发EPU芯片 拓展至更大尺度的有限元分析 如气象模拟 风洞实验及车辆风阻模拟等 通过高速低功耗方式解决复杂物理过程模拟问题[8][11] * 道氏技术致力于成为AI加材料的平台型企业 通过AI与各种材料结合 实现跨领域合作[4]
专家报告:5G通讯用低介电材料研究开发(附52页PPT)
材料汇· 2025-08-25 21:17
5G通信技术特点与需求 - 5G技术使用高频电磁波提高传输容量和速率 解决低频通信无法满足海量数据实时传输的问题 [4][5] - 5G具备大数据容量 高传输速率和低时延特性 支持智慧城市 智能驾驶 虚拟增强现实和远程医疗等应用 [6][7] - 信号传输损耗与介电性能相关 传输损耗公式为L = K × (f/C) × Df × √Dk 高频通信要求材料具有更低介电常数和介电损耗因子 [7] 高频电路基材性能要求 - 电路基材需具备低介电常数(Dk<3)和低介电损耗(Df<0.005) 以减少信号衰减 [7][8] - 高热导率需求源于设备功率密度高达1000W/cm² 无铅回流工艺温度达260℃ [8] - 材料需要良好尺寸稳定性 耐溶剂性和耐热性 热膨胀系数需与铜箔匹配(CTE约70ppm/℃) [8][10] 热固性聚苯醚材料研究 - 通过侧基接枝三氟甲基和烯丙基基团实现交联 三氟甲基功能单体通过双酚AF与烯丙基溴反应制备 [12][14] - PPO-Allyl-F在250℃固化105分钟后双键转化率达92% 固化反应为一级反应 [17][18] - 含6.4%三氟甲基的固化材料介电常数达2.67(10GHz) 介电损耗为0.0063 显著优于对照组PPO-Allyl的2.78和0.0077 [22] 烃基改性聚苯醚性能 - PPO-vinyl固化后交联度最高 热膨胀系数最低 CTE为61.9ppm/℃ [21][35] - PPO-vinyl介电性能最优(Dk=2.53, Df=0.00232) PPO-hexene因柔性链段旋转导致损耗最高(Df=0.00335) [38] - 芳香烃改性材料(PPO-ph, PPO-naphth)未形成交联结构 但刚性环提升尺寸稳定性 [34][36] 氮化硼复合材料开发 - 选用氮化硼作为填料 其面内热导率达751W/(m·K) 介电常数4-5 损耗0.0002 [42][57] - 通过多巴胺沉积和硅烷偶联剂接枝实现表面改性 改性剂含量达1.87% [51][53] - 50wt% m-BN-2/PPO-vinyl复合材料面内热导率达2.1W/(m·K) 较未改性体系提升27% [54][57] 电路基板应用性能 - 20wt% m-BN/PPO-vinyl/GF基板弯曲强度最大 更高填充导致界面缺陷使性能下降 [63] - Z轴热膨胀系数最低达30.2ppm/℃ X轴主要受玻纤布抑制稳定在9-12ppm/℃ [66] - 基板综合性能优异:热导率0.61W/(m·K) Dk=3.06 Df=0.003 吸水率0.06% 288℃耐热超过120分钟 [72]
全球首个!制冷材料领域有重要发现
环球网资讯· 2025-08-22 09:39
核心发现 - 科研人员发现新型制冷材料六氟磷酸钾 能在室温至接近绝对零度全温区实现制冷效果 是迄今唯一全温区固态相变制冷材料 [1] - 材料首次观测到"全温区压卡效应" 通过施加压力可在25℃至-269℃宽温区持续制冷 [1] - 该发现为开发新一代高效环保全固态制冷技术开辟新路径 有望彻底革新冰箱等制冷设备设计理念 [1] 技术特性 - 制冷温区覆盖室温(约25℃) 液氮(-196℃) 液氢(-253℃) 液氦(-269℃)等多极端环境 [1] - 实现方式基于压力驱动的固态相变机制 区别于传统气体制冷技术 [1] 应用前景 - 技术突破有望推动全固态制冷设备商业化 替代现有依赖氟利昂等气体的制冷系统 [1] - 研究成果已发表于《自然·通讯》杂志 由中国科学院金属研究所团队主导完成 [1]
【科技日报】高承载长寿命聚合物水润滑材料研究取得进展
科技日报· 2025-08-21 08:55
研究背景与成果 - 中国科学院兰州化学物理研究所周峰、麻拴红团队受蚯蚓润滑机制启发开发出超润滑聚合物凝胶材料 [1] - 研究成果于近日发表在《自然-通讯》期刊 [1] 材料制备策略 - 结合表面可控化学刻蚀、原位褶皱化、激光微加工及平衡溶胀闭孔策略制备仿生多级结构化凝胶 [1] - 材料在高接触压力下展现超低摩擦系数、稳定持久超润滑寿命且无表面磨损 [1] - 该材料是迄今聚合物凝胶基超润滑材料在宏观尺度报道的最高承载能力 [1] 性能表现 - 在准湿态测试工况下可实现有限润滑剂供给下的可观持续润滑 [1] - 超润滑行为归因于滑动界面水合效应、静电排斥、力学匹配及润滑剂自泵送特征 [1] 应用前景 - 自主搭建载荷摩擦机械驱动测试系统验证材料机械坚固性与超润滑可靠性 [1] - 为研制水基超润滑运动部件和医疗设备提供理论指导 [1] 信息来源 - 研究成果由《科技日报》2025年8月21日第06版报道 [2]