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中国科学家构建出新型人工碳晶体******

  中新社合肥1月12日电 (记者 吴兰)中国科学家在新型碳基晶体研究方面取得重要进展——构建出新型人工碳晶体,并实现了其克量级制备。1月12日,国际学术期刊《自然》(Nature)刊发了这一研究成果 。

  中国科学技术大学朱彦武教授研究团队通过对富勒烯碳60分子晶体进行电荷注入,在常压条件下构建了碳60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体 。

  朱彦武介绍 :“这里的长程有序多孔碳晶体 ,微观上具有多孔特征但完整保留了晶体 的宏观周期性, 是一类新的人工碳晶体 ,未来可能在能量存储 、离子筛分、负载催化等领域具有潜在应用。电荷注入技术为构建这类碳基晶体材料提供了一种拼‘乐高’式的制备技术,有望成为在原子级精度上调控晶体结构 的新手段。”

  碳是自然界最常见的元素之一 ,碳原子之间通过不同排列方式 ,能够形成多种结构,比如石墨、金刚石和无定型碳,已经广泛应用于各领域 。近年来 ,富勒烯 、纳米碳管 、石墨烯和石墨炔等新型碳材料 的发现和发展,引起了广泛关注与研究热潮。

  “如果我们可以在一个晶体结构中引入纳米单元 ,例如用富勒烯、石墨烯等作为基本结构单元代替普通晶体中 的原子 ,像搭积木一样‘搭建’出新型碳材料,可能会发掘更多新奇性质 ,发挥更大应用潜力 。”朱彦武说 。

  此前 ,对于制备这类新型碳材料,研究人员要么是利用高温高压等极限条件,要么是采用紫外光、电子束辐照等微观处理技术 ,但其产率较低、产物不纯 ,阻碍了人们对该类材料的性质与应用进行更深入探索 。

  朱彦武团队长期致力于发展新型碳材料的规模化制备技术,早在2011年,就找到了一种化学“活化”的方式“激活”石墨烯 。此后,团队进一步探索了“活化”方法 的普适性 。

  在此次研究中,朱彦武团队创造性地使用氮化锂对富勒烯碳60分子晶体进行电荷注入 ,并在温和温度下进行热处理 ,最终得到大量 的碳60聚合物晶体以及长程有序多孔碳晶体 。

  朱彦武表示:“接下来 ,我们将系统地研究长程有序多孔碳基晶体的性质 ,期望通过精细调节实验参数进一步调控晶体的原子级结构特征 ,探索更多的性质和应用 。”(完)

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张宏江:人工智能如何帮人类进入科研新范式 ?******

  中新网北京12月10日电 “人工智能能够如何帮助我们进入科研的新范式 ?”

  这是美国国家工程院外籍院士、北京智源人工智能研究院理事长张宏江,12月9日在2022人工智能合作与治理国际论坛 的主题论坛“人工智能引领韧性治理与未来科技”中,抛出 的一个问题 。

  2022人工智能合作与治理国际论坛由清华大学主办 、清华大学人工智能国际治理研究院(I-AIIG)承办,中国新闻网作为战略合作伙伴,联合国开发计划署(UNDP)、联合国教科文组织(UNESCO)等国际组织、国内外学术机构支持。

美国国家工程院外籍院士、北京智源人工智能研究院理事长张宏江 ,在2022人工智能合作与治理国际论坛的主题论坛“人工智能引领韧性治理与未来科技”上发言 。主办方供图美国国家工程院外籍院士、北京智源人工智能研究院理事长张宏江,在2022人工智能合作与治理国际论坛的主题论坛“人工智能引领韧性治理与未来科技”上发言。主办方供图

  张宏江认为,回顾人类科学发展 的历史,不同发展阶段经历了不同的科学发现范式。

  “几千年前 ,人类就通过观察、实验来描述自然现象。比如‘日心说’是通过对天象 的观察来对整个宇宙。随着科学 的发展 ,四五百年前 ,理论模型范式出现 。人们通过对某一现象 的观察总结出理论,从而指导新 的科学研究。五六十年前 ,尤其当大型计算机出现后,面临更复杂 的问题 ,比如天气预报 、地震模拟,人们无法再用简单的物理公式 、简单的方程构建完整的模拟系统研究理论,人们引入了计算范式 ,用计算来模拟的方式做科学研究 。到二十年前 ,我们进入大数据时代 ,科研中积累的大量数据可以进一步驱动物理模型 。”

  “今天 ,我们进入了一个新的科研范式 。”张宏江说 ,人工智能经过多年发展 ,尤其过去15年深度学习的发展 ,使得人们能够给科学研究推出一个新的范式。“这个范式是AI驱动的范式 。实际是用深度学习 的算法,直接从数据中建立新的模型,其背后 是数据、模型 、算法和算力 。”

  张宏江指出,深度学习在革命性地推动了语言 、图像和视频处理、识别和应用之后,正在迅速地改变科学研究 的范式 ,这种新的范式就是物理世界的“数字化+自动化+深度学习” 。

  他说,“今天我们进入了一个黄金期 ,新的设计范式 ,都可以借用深度学习的方法进行赋能。”

  张宏江坦言 ,未来十年蕴含着科学发展与产业创新机会,包括数据、模型、算法 、算力 ,其核心 是背后 的跨学科人才。(完)

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