4D打印形状记忆聚合物在生物医疗领域的研究进展

形状记忆聚合物是一种在外界刺激条件下产生形状变化的智能材料, 4D打印是基于可变形材料和3D打印技术的一种综合性技术,可变形材料中形状记忆聚合物的应用最为广泛,目前4D打印形状记忆聚合物在各个领域都有应用,尤其是在生物医疗领域具有巨大的应用价值. 4D打印技术突破了传统医学领域个性化订制的技术瓶颈,为生物医疗领域的进一步发展提供了新的契机.本文首先综述了形状记忆聚合物、3D打印技术以及4D打印形状记忆聚合物在生物医疗领域的国内外研究进展,并介绍了4D打印形状记忆聚合物在生物医疗领域的实例和应用价值,最后总结了4D打印形状记忆聚合物在生物医疗领域的应用前景、存在的问题以及未来的发展方向.     

数据驱动储能电池新材料的筛选和设计

数据驱动新材料产业发展是第四研究范式促进材料创新,加快材料应用的多学科多领域交叉融合的技术热点.机器学习(machine learning, ML)作为一种重要的数据驱动方法,其结合第一性原理计算在材料科学、化学、物理学和计算机等跨学科领域展现出巨大的优势,为储能电池新材料的快速发展带来了新的机遇.为帮助研究人员了解这一新兴领域,本文系统地详述了高通量计算筛选和ML在储能电池材料研究中的最新进展,概括和总结了目前国内外应用较为广泛的在线材料数据库,举例介绍了新数据库的多层次构建,分析了目前数据采集方面的一些难点.论文进一步介绍了ML方法在高通量计算筛选、材料性质预测、材料结构与电化学性能构效关系研究和材料设计方面的应用实例,最后分析讨论了当前ML在储能电池领域面临的一些挑战,并展望了该领域的前沿研究.     

介孔有机膦酸盐材料的合成及应用研究进展

介孔有机膦酸盐材料作为一类新型的有机-无机杂化材料,凭借其独特的结构可剪裁性和丰富的化学表面性质在催化、分离与吸附、生物分子的固定等诸多领域都具有巨大的潜在应用价值,因此近几年来越来越受到人们的关注。本文系统地概述了介孔有机膦酸盐材料的发展历程及其合成和应用研究的发展现状,并对这种新型杂化介孔材料的应用前景进行了展望。     

"量子科技"专题序言

量子信息科技在提高可计算能力、提升度量精度、确保信息安全等方面具有突破传统技术瓶颈的潜力,成为信息、材料和生命等科学领域重大技术创新发展的源泉.2020年10月16日,中共中央政治局就量子科技研究和应用前景举行第二十四次集体学习[1].中共中央总书记习近平主持学习并指出"量子科技发展突飞猛进,成为新一轮科技革命和产业变...     

多铁性材料研究进展及发展方向

多铁性材料同时具有铁电、(反)铁磁、铁弹等两种或两种以上铁性有序,并且由于多种序参量之间的相互耦合作用而产生新的效应.这类功能材料在新型磁电器件、自旋电子器件、高性能信息存储与处理等领域展现出巨大的应用前景.同时,多铁性耦合的物理内涵涉及到电荷、自旋、轨道、晶格等凝聚态物理多个范畴,已成为国际上一个新的前沿研究领域.本文回顾了多铁性材料的研究历史,分别就单相多铁性和复合多铁性材料的主要研究趋势做了系统性总结,尤其就目前有待解决的关键科学问题、未来发展方向等进行了讨论和展望.     

量子传感与测量领域国际发展态势分析

作为量子信息技术的重要发展方向之一,量子传感与测量可实现跨越式的超高精度测量,并在特定环境抵御噪声干扰,在地质勘测、空间探测、惯性制导和材料分析等重要领域具有广阔的发展和应用前景.本文梳理了近年来欧美等主要科技强国在该领域的重要战略规划与项目部署;并就量子传感与测量五大子领域的发展现状与趋势进行深入分析;最后,对我国提...     

干细胞研究与治疗性克隆

干细胞的用途很广泛，涉及医学许多领域。干细胞及其相关生物技术的迅速发展，得益于对干细胞功能的认识。干细胞研究在21世纪将会进一步提到迅速发展，有望在揭示生物发育机制和临床应用中取得新的突破。     

超级电容器领域专利布局解读及技术发展态势研究

为了促进我国超级电容器行业更好发展,通过分析超级电容器领域的专利布局来把握技术发展态势。以德温特数据库为数据源,运用统计计算和CiteSpace软件,从专利申请态势、主要竞争国、专利权人、技术热点、技术演变轨迹、技术发展趋势等多维度进行分析研究。结果表明:超级电容器领域由储电性能、电极材料核心技术已逐渐扩展到其在电气、电动汽车等领域的应用,呈现出多元化发展趋势;与本领域日本、美国及韩国主要国家相比,我国虽然在专利数量上具有一定的竞争优势,但研究主体过于分散孤立,海外布局薄弱,竞争实力还有待进一步加强。     

钙钛矿太阳能电池国际战略规划及发展态势分析

本文全面调研了美国、欧盟、日本及我国在钙钛矿太阳能电池领域的战略规划和项目部署情况,并基于权威机构认证数据,总结了钙钛矿太阳能电池研究最新进展,比较了各国技术实力。研究发现,各国都重视钙钛矿太阳能电池这一新兴技术,积极部署基础研究并推动其实用化和产业化;钙钛矿太阳能电池研究单元效率已突破23%,稳定性和大规模制备技术不断提高;我国在基础研究方面已经后来居上,创造了研究单元效率纪录,但在大规模印刷制备技术方面与美、欧、日等国家或地区还有一定差距。基于此,本文对我国发展钙钛矿太阳能电池以及钙钛矿材料提出了三点建议。     

基于文献计量的氮化镓照明材料研究态势分析

采用文献计量方法对SCIE文献数据库中1990~2016年与氮化镓(GaN)照明材料相关的科研产出进行分析,得到国内外在该领域的研究现状及趋势。通过对GaN照明材料领域科研活动基本特征的分析发现,发达国家在该领域的整体科研实力明显强于发展中国家,美国在多项统计指标中均占据主导地位。利用VOSviewer软件对文献内容进行深入挖掘,得到目前国内外在该领域的研究热点、主要产出国家/地区及机构的合作网络,以及该领域主要论文的引文情况。最后,通过对论文数、总被引数、h-index因子、ESI高被引论文数、高产机构和期刊等6项指标值进行标准化计算,对比了我国与领先国家/地区在GaN照明领域的科研综合竞争力,并分析了我国在该领域的科研特点,提出相关发展建议。     

半导体技术发展限制及其逻辑发展趋势

本文从半导体微电子技术的发展轨迹与限制讨论中,分析了微电子技术生命周期,并沿着上述脉路,指出了半导体技术将在尽力逼近其限中,不断增长高密度嵌入设计水平,不断扩展跨学科横向应用,并最终进入技术平台期,等待新的突破。     

复杂性与不确定性：无线通信面临的双重挑战

深空通信、移动通信、军事通信等领域的发展面临新的难题,其核心挑战之一在于无线通信处理中存在难以克服的各种复杂性与不确定性的问题,如何实现突破已成为当今无线通信研究的前沿热点．本文以人工智能、蜂窝无线网络等发展为启示,介绍了一种基于结构处理的研究视角,并以无线通信中信息表征和信道编码等环节为例,在分析复杂性与不确定性问题的基础上,通过相应的结构处理有效克服无线通信的相关难题,并探讨了无线通信理论与技术发展的新途径．     

4D打印形状记忆聚合物材料的研究现状与应用前景

形状记忆聚合物材料是一种在外界环境刺激下可发生主动形状变化的智能材料.基于这种智能材料的可变形结构在航空航天/生物医学等诸多领域显示出了巨大的应用潜力.但传统加工工艺限制了这种智能结构设计的复杂性和灵活性.4D打印技术作为智能材料的增材制造技术为形状记忆聚合物材料的进一步发展提供了新的契机.同时,4D打印形状记忆聚合物材料结构的实现为柔性电子/智能机器人/微创医学等高科技产业带来了全新的,更具智能化的发展方向.本文首先综述了4D打印形状记忆聚合物材料近年来的国内外研究进展,总结了4D打印形状记忆聚合物的实现方式及材料性能,然后介绍了基于形状记忆聚合物材料4D结构在各领域的应用研究,最后指出了4D打印形状记忆聚合物材料存在的问题及未来发展方向.     

基于中美基金项目数据的深度学习领域研究热点对比分析

与传统研究成果类型不同，基金项目数据中蕴含的潜在情报更具有战略性和前瞻性。本文使用文本挖掘方法，对中美深度学习领域基金项目数据进行挖掘与分析，从资助强度、发展态势、主题聚类及热度演化角度进行分析，对比中美深度学习领域研究热点的异同及热点演化情况。研究发现，中美深度学习领域基金项目数量自2010年后呈上升趋势，发展势头较好，且两国均出台相关政策支持该领域发展。但中美两国在研究的侧重方向上有所不同，美国侧重深度学习基础理论、算法研究，中国在深度学习更关注应用层面的落地情况。在应用层面上，美国更重视生物医学、经济领域、图像识别领域及硬件设备应用，中国不仅重视生物医学领域、同时使用深度学习相关算法对地学领域、多媒体领域的数据应用较多。新兴研究方向上，对深度学习硬件设备及应用方向成为美国的近年来研究热点方向，而中国较新的研究热点方向在于将深度学习应用到生物信息领域。未来我国应加大科研经费的投入，支持人工智能领域的自主创新发展；发挥在地学领域应用、图像和计算机视觉、多媒体领域、以及中医领域应用的科技布局优势，形成成果转化新生态；应关注和加强对理论算法的研究，提高技术实力并掌握科技主动权；对软硬件及...     

形状记忆聚合物微纳米纤维膜在生物医学中的应用进展

形状记忆聚合物作为一种新兴的智能材料能够记忆暂时形状,并在外界激励条件下实现主动回复到初始形状的驱动过程.基于静电纺丝技术获得的形状记忆聚合物微纳米纤维膜与天然细胞外基质具有相似的三维结构,因此在生物医学领域,特别是组织工程中显示出巨大的应用前景.形状记忆微纳米纤维膜作为智能可变形材料为生物医疗的快速发展带来个性化、智能化的机遇.本文综述了形状记忆聚合物微纳米纤维膜的制备技术、结构形貌及驱动方法,总结了形状记忆聚合物微纳米纤维膜在骨组织支架、骨组织修复、神经支架及细胞培养等方面的应用研究,分析了形状记忆聚合物材料的其他结构在生物医疗领域的应用现状,进一步阐述了形状记忆聚合物材料未来面临的挑战及发展方向.     

基于二维材料的压电光电子学器件

二维(2D)材料由于原子级超薄、可调带隙和优异的光电性质,在柔性光电子学领域有着巨大的潜力.利用应变诱导的压电势或压电极化电荷可以调控二维材料界面载流子的传输和光电过程,这种将压电、半导体特性、光激发三者耦合产生的压电光电子学效应推动了新型二维材料光电器件的开发,特别是压电光电子学增强的光电探测、光电化学、气体传感和太阳能电池等方向.本文简要综述了近年来二维材料在压电光电子学领域取得的研究进展,并对这一新兴领域未来的挑战和科学突破进行了展望.     

中国基础研究新立项54个涵盖能源等多领域

在中国颇负盛名的“九七三计划”即国家重点基础研究发展计划今明两年新立项五十四个项目，具体涵盖了能源、农业、信息、资源环境、人口与健康、材料、综合交叉与重要科学前沿等领域。     

嫦娥二号卫星多目标多任务设计与经验

嫦娥二号卫星在圆满完成后续工程先导技术验证和科学探测任务后,又相继开展了日-地拉格朗日L2点和飞越Toutatis小行星探测,开创了我国多目标探测的先河,开拓了拉格朗日点和小天体新的探测领域.在剖析以往国际上典型多目标多任务探测器特点后,本文紧扣牵引技术发展主题,提出了以系统创新拓展领域,提升能力,带动技术突破和产品发展的思路,设计了在短周期等约束条件下实现多目标探测的策略与步骤;其次针对设定目标任务和推进技术发展的需求,提出了实现更远距离、更多技术验证的高可靠、高精度和自主运行的设计要点,简述了相关技术突破的情况;基于在轨运行表现,分析、汇总嫦娥二号的实现结果和预期改进目标;最后,梳理总结了嫦娥二号在任务设计、技术突破和实施程序与方法等方面的成功创新经验,可供未来任务借鉴.     

重大科技基础设施领域发展动态与趋势

重大科技基础设施是现代科学研究取得进展和突破必不可少的支撑条件和技术手段。世界各国,特别是科技发达国家,非常重视重大科技基础设施的战略规划、前瞻部署、建设和应用。本文回顾了近年来重大科技基础设施领域世界各国的战略规划、项目部署,以及相关的最新举措,从八个方面分析了现阶段重大科技基础设施领域的国际发展动向和趋势特点,总结了我国近两年来在重大科技基础设施领域的新动向,并从中得到几点启示供决策者参考。     

电光调Q晶体研究进展

电光调Q激光系统由于峰值功率高,在医疗、美容、测量、加工以及军工等领域得到了广泛应用,而电光调Q晶体是获得高峰值功率激光脉冲输出的核心光电材料,随着短脉冲、高重率、大功率激光系统的应用需求发展和技术进步,对电光调Q晶体的性能要求也不断提高.本文对目前常用的电光调Q晶体的基本特性、晶体制备技术和电光调Q应用技术等研究进展进行了综述,主要包括铌酸锂晶体、磷酸二氘钾晶体、低温相偏硼酸钡晶体、磷酸氧钛铷晶体和硅酸镓镧晶体等,认为实用化的电光调Q晶体材料研究和开发工作亟待突破,在相当长一段时期内,电光系数高、激光损伤阈值高、性能稳定、温度适用性高和成本低的电光晶体材料探索仍然是晶体材料研究领域的重要课题.