中科智慧生态产业发展研究中心

随着高频大功率器件快速发展，系统能耗问题成为制约行业发展的瓶颈。若将电子控制系统比作人体，芯片如同大脑承担核心控制功能，负责数据处理、信号控制和逻辑运算等任务；而电感、变压器等磁性元器件则相当于执行各类生命活动的器官，负责完成能量存储、转换与传输等关键过程。尤其是，软磁材料的能效表现决定整个系统的能源利用率，其性能优劣影响系统的稳定性、效率和寿命。随着工作频率提升至MHz甚至GHz级别，传统软磁材料的性能短板日益凸显。这一问题在高功率密度应用场景中尤为突出，已成为制约电子系统向更高效率、更小体积、更轻

2025-03-19

多功能一体化的光电逻辑门（OLEGs）可快速实现信息处理和传输，在通讯技术、人工智能和计算系统等领域颇有潜力。具有差异性光电响应的光电探测器是OLEGs的重要组成部分。通常，传统的半导体光电探测器需要构建异质结构或结合多种光-电输入形式才能够实现差异化光电响应，增加了器件设计的复杂性。铁电材料是具有自发极化并且自发极化可随外电场重新取向的功能材料，在光场作用下具有反常光伏效应和光致热释电效应，且其大小和方向依赖铁电极化，为通过铁电极化设计实现OLEGs提供了可能。中国科学院上海硅酸盐研究所研究员易志国团队在多功

2025-03-19

以聚烯烃、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯等为代表的全碳主链高分子是产量大、应用广泛的合成高分子。全碳主链骨架赋予聚合物材料良好的物理和加工性能、耐化学腐蚀和耐久性、电气绝缘性能。但是，由于C-C键性质稳定，该类聚合物自然条件难以降解、化学降解能耗大、副反应多，且是白色污染的主体。通过共聚引入促降解单元可以赋予全碳主链高分子降解性，但存在促降解单体合成繁琐、降解产物复杂、性能低于原始聚合物等问题。中国科学院上海有机化学研究所洪缪课题组致力于可持续性高分子材料创制与应用研究。近期，该团队发现简单的商品化

2025-03-18

在大数据时代，全球数据量呈指数级增长，海量数据是AI解锁大模型的钥匙。当前，硬盘、磁带、U盘等硅基存储介质存在寿命短、能耗高、占用空间大等问题，难以满足日益增长的数据存储需求。DNA作为天然的数据信息编码存储材料，因高密度、长寿命、低能耗等优点，成为具有潜力的解决大数据存储困境的替代方案。但是，多数DNA数据存储技术采用类似雕版印刷的设计策略，存储用DNA使用一次、合成一次，合成成本高，耗时长，限制了DNA存储技术的实际应用。为突破现有DNA存储技术的应用瓶颈，中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）陈非团

2025-03-17

近年来，电化学二氧化碳还原反应（CO2RR）作为将二氧化碳转化为高附加值化学品和燃料的绿色技术而备受关注。但是，CO2RR的效率和选择性受到传质的影响。在电极表面，二氧化碳的传质能力决定反应物的供应效率，进而影响反应性能。因此，探讨并量化质量传递对CO2RR的影响，对于优化反应条件和提高反应效率至关重要。受限于常规表征方法的分辨率，此前的研究对CO2RR反应中传质的影响缺少量化评价数据。中国科学院上海高等研究院研究员宋飞团队结合工况扩展X射线吸收精细结构以及高能分辨率荧光检测X射线吸收光谱等谱学表征方法，实时监测模型

2025-03-17

中国科学院近代物理研究所科研人员及合作者，在重离子治癌微观机理研究方面取得进展。该团队在生物分子团簇中观测到重离子辐照导致的分子间能量及质子转移级联机制。这一机制被认为是重离子治癌生物学效应优异的重要原因。当前，重离子治癌是最先进的放射性治疗手段之一。重离子治癌的生物学效应优于X射线等传统放射疗法，但这一特性的微观机理尚不清晰。为研究这一问题，科研人员发展先进的混合团簇源技术，选取DNA中基本结构单元即嘧啶分子作为模型，制备出尺寸可控的水合嘧啶团簇（C4H4N2-nH2O）来模拟机体组织环境。该实验在兰州重离子

2025-03-14

拉曼散射是探测材料中元激发（如声子）和电子（激子）-光子、电子（激子）-声子相互作用的重要工具。在声子拉曼散射的量子图像中，入射光子激发一系列中间电子激发态，随后产生或吸收声子并放出能量移动的散射光子。这些中间电子激发态在拉曼散射量子路径中发挥重要作用，决定电子-光子、电子-声子相互作用矩阵元。由于光波长一般大于原子尺度，这些相互作用矩阵元可以用多级展开来估计。20世纪60年代，英国物理学家R. Loudon保留上述多级近似中的第一项即电偶极近似，建立了基于群论对称性分析的拉曼张量，构成了拉曼选择定则的基础。基于

2025-03-14

所有生物体都依赖能量来维持基本的生理功能，而ATP（腺苷三磷酸）则是细胞内的主要能量货币。过去40多年研究发现，能量代谢缺陷的细胞内寄生病原体可以从宿主细胞获取ATP，但具体的分子机制一直不清楚。中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员范敏锐团队联合西湖大学研究员吴旭冬团队、复旦大学研究员张金儒团队、浙江大学研究员苏楠楠团队，首次解析了病原体/植物叶绿体ATP运输蛋白的三维结构及运输ATP的分子机制。专性胞内病原体如引起性传播疾病和传染性失明的沙眼衣原体以及引起流行性斑疹伤寒的立克次氏体等，因自身能量代谢能力退

2025-03-13

近日，中国科学院海洋研究所王凡团队揭示了海洋次表层混合对中部型（CP）厄尔尼诺和南方涛动（ENSO）的非绝热正反馈机制。ENSO是海洋-大气系统最显著的年际变化。21世纪以来，伴随着CP ENSO增多，人们对ENSO的预测技巧却减弱。这表明，人们对ENSO的一些关键热动力学认知存在不足。海洋次表层湍流混合以非绝热方式将热量从混合层底向下传递，是影响海表温度的重要过程。但是，由于直接观测资料匮乏，次表层混合对ENSO的影响尤其是其对CP ENSO和东部型（EP）ENSO多样性的作用，尚未得到确认。该研究提出了基于Argo剖面观测数据的赤道太平洋混

2025-03-13

近日，中国科学院理化技术研究所研究员李明珠课题组和复旦大学教授石磊课题组合作，在新型手性结构色材料研究方面取得进展。该研究发现了基于聚合物材料的微半球具有宽带可调和多重偏振态可调的手性结构色，解决了传统手性结构色材料依赖特殊的成分、精细的纳米结构和单一的偏振调制等问题，有望在立体显示、生物传感、量子通信和信息安全等领域得到应用。手性结构色材料具有多重光学可调自由度，能够携带高维信息，是大容量信息存储和加密的理想材料。受自然界生物的启发，有研究开发出具有增强手性活性、动态手性和可调颜色的人工手性结

2025-03-12