科創(chuàng)中國(guó)·成果

中國(guó)團(tuán)隊(duì)研發(fā)出DNA數(shù)據(jù)活字存儲(chǔ)打印系統(tǒng)

在大數(shù)據(jù)時(shí)代，全球數(shù)據(jù)量呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，海量數(shù)據(jù)是AI解鎖大模型的鑰匙。DNA作為天然的數(shù)據(jù)信息編碼存儲(chǔ)材料，因高密度、長(zhǎng)壽命、低能耗等優(yōu)點(diǎn)，成為具有潛力的解決大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)困境的替代方案。

為突破現(xiàn)有DNA存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用瓶頸，、和團(tuán)隊(duì)以及團(tuán)隊(duì)，借鑒我國(guó)古代四大發(fā)明之活字印刷術(shù)的邏輯，提出了經(jīng)濟(jì)高效的DNA活字存儲(chǔ)設(shè)計(jì)思路。它的核心是DNA活字，由預(yù)制的20nt短雙鏈DNA片段構(gòu)成，可編碼1字節(jié)的內(nèi)容、地址或校驗(yàn)數(shù)據(jù)信息，且每個(gè)片段兩端帶有4nt的粘性末端，通過(guò)一步多級(jí)酶連技術(shù)形成DNA活字塊。這些活字塊可通過(guò)活字塊兩端的限制性酶切位點(diǎn)克隆到質(zhì)粒中直接體外保存，亦可通過(guò)轉(zhuǎn)化大腸桿菌體內(nèi)保存。進(jìn)一步，為實(shí)現(xiàn)DNA活字存儲(chǔ)流程自動(dòng)化，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了可實(shí)現(xiàn)DNA活字高通量打印寫(xiě)入的設(shè)備—DNA活字噴墨打印機(jī)“畢昇一號(hào)”。這一成果為DNA數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的未來(lái)發(fā)展提供了新的思考范式，作為封面文章發(fā)表在《先進(jìn)科學(xué)》（AdvancedScience）上。

寬光譜光電突觸器件研究獲進(jìn)展

隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)在自動(dòng)駕駛、智能機(jī)器人和智能制造等領(lǐng)域的應(yīng)用，傳統(tǒng)的視覺(jué)系統(tǒng)因串行處理方式導(dǎo)致功耗增加和信息延遲等問(wèn)題，逐漸難以滿足日益增長(zhǎng)的算力需求。

神經(jīng)形態(tài)視覺(jué)系統(tǒng)因低功耗、高數(shù)據(jù)處理速度等優(yōu)勢(shì)，成為計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。當(dāng)前，一體化神經(jīng)形態(tài)器件在寬譜探測(cè)、弱光檢測(cè)和數(shù)據(jù)保持等方面存在不足。

中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所李紹娟和黎大兵團(tuán)隊(duì)，提出了基于Ta2NiSe5/SnS2異質(zhì)結(jié)的光電突觸晶體管，通過(guò)氣體吸附輔助的持久光電導(dǎo)策略，實(shí)現(xiàn)了紫外到近紅外的寬譜高光電轉(zhuǎn)換效率和長(zhǎng)時(shí)數(shù)據(jù)保留能力。進(jìn)一步，該器件模擬了人眼視網(wǎng)膜細(xì)胞對(duì)多光譜信號(hào)的感知與識(shí)別功能，為多光譜神經(jīng)形態(tài)視覺(jué)系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)提供了高效、仿生的解決方案。

上述成果為光電子學(xué)和神經(jīng)形態(tài)計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的發(fā)展提供了新思路，有望在人工智能技術(shù)中得到應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在《光：科學(xué)與應(yīng)用》上。

我國(guó)在南極冰蓋開(kāi)展輻射計(jì)空地聯(lián)合實(shí)驗(yàn)

由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家空間科學(xué)中心牽頭的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“高分辨率極區(qū)冰凍圈主被動(dòng)微波探測(cè)技術(shù)”于近日完成了國(guó)際上首次在南極開(kāi)展的超寬帶高光譜微波輻射計(jì)空地聯(lián)合實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)采用機(jī)載航空實(shí)驗(yàn)和冰面點(diǎn)測(cè)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的方式，利用超寬帶高光譜微波輻射計(jì)完成了南極典型區(qū)域冰蓋內(nèi)部層輻射亮溫觀測(cè)，實(shí)現(xiàn)了南極冰下溫度分布的遙感探測(cè)。

實(shí)驗(yàn)觀測(cè)數(shù)據(jù)將與現(xiàn)有的航空和地面冰雷達(dá)數(shù)據(jù)結(jié)合，開(kāi)展模型修正和反演重建，有望實(shí)現(xiàn)冰下溫度、結(jié)構(gòu)、密度等多參數(shù)的主被動(dòng)微波聯(lián)合觀測(cè)、科學(xué)驗(yàn)證與評(píng)價(jià)。此次空地聯(lián)合實(shí)驗(yàn)可為我國(guó)未來(lái)機(jī)載和星載平臺(tái)的主被動(dòng)微波極地探測(cè)奠定理論基礎(chǔ)和技術(shù)基礎(chǔ)。

國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施子午工程二期通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收

近日，面向空間天氣研究的國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施—一子午工程二期通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，與子午工程一期組成了世界最大的空間環(huán)境地基綜合監(jiān)測(cè)網(wǎng)，這是我國(guó)建成的國(guó)際首個(gè)覆蓋日地空間全圈層（太陽(yáng)風(fēng)一磁層一電離層一中高層大氣）的綜合性空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)設(shè)施，標(biāo)志著我國(guó)空間環(huán)境地基監(jiān)測(cè)能力躍居世界領(lǐng)先地位。

子午工程二期于2019年11月開(kāi)工建設(shè)，在試運(yùn)行期間，工程展現(xiàn)出卓越性能，如成功捕捉到2024年5月超級(jí)磁暴事件，完整記錄日地空間環(huán)境對(duì)太陽(yáng)活動(dòng)響應(yīng)的全過(guò)程，展現(xiàn)了其對(duì)空間天氣事件的快速、高精度、全局監(jiān)測(cè)能力。子午工程二期的建成，實(shí)現(xiàn)了覆蓋廣度、技術(shù)深度和探測(cè)精度的多維度突破，將顯著提升我國(guó)空間天氣預(yù)報(bào)預(yù)警能力。

我國(guó)團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)高效水全分解反應(yīng)

中國(guó)科學(xué)院院士、大連化學(xué)物理研究所研究員李燦聯(lián)合研究員范峰滔等，在鐵電材料光催化水分解研究方面取得進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控鐵電材料表面結(jié)構(gòu)，揭示了限制其水分解效率的關(guān)鍵因素，實(shí)現(xiàn)了高效水全分解反應(yīng)，表觀量子效率達(dá) 4.08% 。相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然一通訊》上。

該研究針對(duì)鐵電材料光生電荷分離與催化活性不匹配問(wèn)題，以單疇鈦酸鉛為研究模型，探討了其表面結(jié)構(gòu)與電荷動(dòng)力學(xué)特性。研究顯示，PbTi03正極化面存在Ti空位缺陷，且這些缺陷作為電子捕獲中心，導(dǎo)致電荷復(fù)合并限制光催化效率。空間和時(shí)間分辨光譜分析發(fā)現(xiàn)，SrTi03的生長(zhǎng)消除了正極化面Ti缺陷相關(guān)的捕獲態(tài)，降低了光生電子的捕獲與復(fù)合，使電子壽命從微秒量級(jí)延長(zhǎng)至毫秒量級(jí)，到達(dá)反應(yīng)活性位有效參與反應(yīng)，從而提升了水分解效率。

新型鈉電池正極材料實(shí)現(xiàn)十萬(wàn)次循環(huán)壽命

近年來(lái)，鈉離子電池憑借其原材料資源儲(chǔ)備豐富、提取成本較低、自主可控等優(yōu)勢(shì)，正加速?gòu)膶?shí)驗(yàn)室邁向產(chǎn)業(yè)化，有望與鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域形成互補(bǔ)，展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿蛷V闊的應(yīng)用前景。

近日，中國(guó)科學(xué)院院士、南方科技大學(xué)機(jī)械與能源工程系講席教授趙天壽，副研究員韓美勝，副教授曾林團(tuán)隊(duì)提出了一種集成聚陰離子和層狀氧化物的復(fù)合正極用于鈉離子電池，實(shí)現(xiàn)了十萬(wàn)圈循環(huán)壽命，容量保持率達(dá)72.6% ，為長(zhǎng)壽命、低成本鈉離子電池設(shè)計(jì)策略帶來(lái)新思路。相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際能源頂尖期刊《能源與環(huán)境科學(xué)》上。