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“跟中国竞争了二十年，美国怎么就输了？” 【文/观察者网 柳白】数十年来，美国一度引领脑机接口技术的发展，押注于大胆和高风险的突破，希望以此彻底改变医学和人机融合。 可最终，率先冲过终点线的是中国，完成了从“科幻”到产品的重大跨越。 3月13日下午，国家药监局网站宣布，正式批准博睿康医疗科技（上海）有限公司植入式脑机接口手部运动功能代偿系统创新产品注册申请，这意味着全球首款侵入式脑机接口医疗器械在中国完成取证，获批上市。 “中国研发团队采用半侵入式技术路线，或许正应了儒家中庸之道的哲学——在极端之间寻求中间道路。”香港英文媒体《南华早报》给出了这样的形容。 “美国在脑植入领域二十年的竞赛中是如何输给中国的？”发表于3月29日的分析文章称，在全球范围内，这项技术已在临床试验阶段停滞数十年，此次突破让博睿康医疗科技的NEO系统（Neural Electronic Opportunity）成为全球首款走出临床试验阶段，可正式投入使用的侵入式设备。 脑机接口的发展一直受到一个艰难权衡的制约：非侵入式方法牺牲精度，而侵入式方法则牺牲安全性。 然而，在全球竞相推出商业化、高性能脑机接口的过程中，开发者一直面临如何在侵入式方法的优越性能与长期安全隐患之间取得平衡的挑战。 2025年9月4日，第十七届中国生物产业大会在武汉光谷科技会展中心举行，脑机-光磁联合设备引人注目。 IC Photo 中方团队表示，“医疗器械获批上市并不意味着可以立即在医院使用，但相信在不久的将来，会有更多患者能够使用中国设计和制造的脑机接口产品。” Neo植入装置旨在恢复脊髓损伤患者的手部运动功能，由博睿康医疗科技与清华大学团队合作开发。脑机接口通过记录大脑神经元活动或电信号，来控制外部设备，如假肢、轮椅或电脑光标，帮助瘫痪患者改善运动能力。 在脑机接口发展的早期，存在两种主要技术路径。一种是非侵入式设备，即将传感器置于头皮外。这类设备更安全，但由于颅骨的物理阻隔，精度较低。另一种是侵入式方法，例如马斯克旗下Neuralink所采用的脑植入技术，即将传感器直接植入大脑皮层。这种方法精度更高，但可能面临电极移位、生物相容性等长期问题。 2013年，清华大学洪波教授带领团队率先提出一种半侵入式（或微创）脑机接口方案，即将电极放置在大脑表面而不刺入脑组织。 许多脑机接口开发者选择了完全侵入式路径，包括美国公司Paradromics和Blackrock Neurotech，以及北京芯智达神经技术有限公司的“北脑二号”。相比之下，美国公司Precision Neuroscience和芯智达的“北脑一号”等则采用半侵入式路径。 作为美国市场最受关注的参与者，Neuralink的临床试验暴露了全侵入式面临的难题：2024年首位患者植入一个月后，85%的电极线发生退缩或移位，导致功能显著下降。虽然系统通过调整得以继续使用，但电极稳定性仍是长期隐患。 相比之下，中方研发的Neo设备是一种小型无线供电植入体，能够稳定传输脑信号数据，无需传统导线，从而避免电池失效风险。 据介绍，与包括Neuralink以及其他早期植入设备相比，Neo提供了一种在性能与侵入性之间取得平衡的新方案。 这种装置已植入32名脊髓损伤患者，所有患者术后均能通过脑控机器人手套实现抓握动作。其中超过三分之二的患者在接受6个月脑机接口抓握训练后，手部自主运动功能评分显著改善；22名患者出现了神经修复现象，自主手部运动功能有所恢复。 Neo于2023年获批开展人体研究，同年10月完成首例植入。截至目前，美国尚未有任何侵入式脑机接口获得商业化批准，截至今年1月，Neuralink的试验参与者仅21人。 中国在脑机技术方面虽然起步于20世纪90年代，但发展迅速。据科技部信息显示，2014年，中国科学家提出了开展脑科学国家项目的想法，旨在追赶美国和欧洲的类似努力。两年后，脑科学就被列入了国家的五年规划中。 美国乔治城大学神经科学教授马克西米利安·里森胡贝尔指出，尽管中国在脑机技术方面起步晚于美国，但已取得了进展，正同Neuralink等公司展开竞争。 里森胡贝尔和乔治城大学的其他研究人员于2024年发表了关于中国脑机接口发展的研究报告，并指出中国研究人员的努力“在复杂性上可与美国和英国相当”。 “中国显然展现了不仅能赶上，还能具有竞争力，并且现在实际上在某些领域开始引领该领域，”里森胡贝尔说，“令人兴奋的是，（中美）两国都在开展大量研究活动，因为他们已经意识到脑机接口的潜力。” 当下，中国已明确提出将培育多个全球脑机接口竞争者，与Neuralink等美国主要玩家竞争。今年，“脑机接口”，这个充满科幻气质的词汇，在3月5日提请审议的政府工作报告中首次写入。它与未来能源、量子科技、具身智能、6G并列，被明确为培育发展的未来产业之一。 除博睿康医疗科技外，包括南京熊猫电子和微创脑科学在内的其他中国企业，也有望受益于推动脑机接口发展的政策，并争取在2027年前取得突破。 去年，上海岩思类脑人工智能研究院与复旦大学附属华山医院合作，在脑机接口领域取得突破。10例受试者的大脑植入电极后，经过短时间训练，通过解码其大脑神经电活动，与脑部电极相连的电脑就会实时显示出他们想说的中文语句。这一进入临床试验阶段的科研成果，将为渐冻症、脑卒中等失语患者带来福音。 本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
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NASA最早4月1日执行载人绕月，已进入最后准备阶段 【文/观察者网 熊超然】据路透社当地时间3月27日报道，入选美国国家航空航天局（NASA）“阿耳忒弥斯2号”（Artemis II）任务的四名宇航员，当天抵达了佛罗里达州，进入五十多年来首次载人奔月之旅（the first crewed journey toward the Moon）的最后准备阶段。 “阿耳忒弥斯2号”乘组包括美国宇航员里德·怀斯曼（Reid Wiseman）、维克多·格洛弗（Victor Glover）和克里斯蒂娜·科赫（Christina Koch），以及加拿大宇航员杰里米·汉森（Jeremy Hansen），该任务计划最早于4月1日实施，为期约10天，使用美国新一代登月火箭“太空发射系统”（SLS）和“猎户座”（Orion）飞船，把四名宇航员送往月球轨道，开展绕月飞行并返回地球。 其中，波音公司（Boeing）是SLS火箭的总承包商，诺斯罗普·格鲁曼公司（Northrop Grumman）负责制造火箭的固体燃料助推器，而洛克希德·马丁公司（Lockheed Martin）则负责生产“猎户座”飞船。 “阿耳忒弥斯2号”将是NASA耗资数十亿美元的“阿耳忒弥斯”登月计划中的首个载人任务。需要指出的是，此次任务不包含登月环节，而是将把宇航员送往比以往任何一次载人航天任务都更远离地球的深空区域，旨在测试“猎户座”飞船的生命支持系统、导航系统、通信系统以及隔热罩的性能。 2月25日，“阿耳忒弥斯2号”任务的“太空发射系统”火箭正被运回装配大楼 IC photo 据报道，自2023年入选该任务以来，这支宇航员团队已为此进行了长达两年多的训练。自今年3月18日起，他们一直在位于休斯敦的NASA约翰逊航天中心接受标准的发射前隔离。按计划，他们将在发射前移居至佛罗里达州的NASA宇航员宿舍。 作为此次任务的飞行员，格洛弗将成为首位飞抵月球附近的非裔宇航员；科赫将成为首位完成这一壮举的女性宇航员；而汉森则将成为首位飞出近地轨道、奔向月球的非美国籍宇航员。 除汉森以外，该团队的所有成员此前均有过太空飞行经历。此次任务的指令长怀斯曼，去年曾向记者表示，该宇航员团队已做好了应对各种突发状况的准备。 “当我们离开地球时，我们可能会直接返航回家，也可能在地球轨道附近停留三四天。当然，我们也可能飞向月球，那正是我们渴望前往的目的地，”怀斯曼说道：“但这毕竟是一次测试任务，我们已为应对各种可能的情况做好了准备。” 自2019年宣布“阿耳忒弥斯”登月计划以来，美国只在2022年11月完成了“阿耳忒弥斯1号”无人绕月飞行测试任务。此后，相关后续任务时间表已多次调整延宕。 原定于2024年就进行的“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行任务，在历经多次推迟后，原本的发射窗口是今年2月，但由于运载火箭出现问题，后推迟至3月实施，再后来又被延至4月。 直到今年3月中旬，NASA决定最早于4月1日，也就是“愚人节”当天，实施“阿耳忒弥斯2号”任务，将四名宇航员送往月球轨道。 NASA探索系统发展任务理事会代理副局长洛里·格雷兹当时在新闻发布会上表示：“这是一次测试飞行，有一定风险，但我们的团队和硬件都已经做好了准备。在完成发射前需要进行的剩余准备工作后，我们有望最早4月1日发射，目前正朝着这一目标推进。” 本世纪首次载人登月，中美孰将执牛耳？尽管外界乃至美方，都将此渲染为一场“竞赛”，但中国正按自己的节奏稳步推进各项计划，而反观美国自己，不断反复横跳。 当地时间2月27日，NASA局长贾里德·艾萨克曼（Jared Isaacman）突然宣布，NASA正对“阿耳忒弥斯”（Artemis）登月计划“进行全面改革并加快推进”。NASA方面表示，此次“重大调整”是一项“路线修正”，旨在增加任务数量并加快发射速度，以期在2028年实现预定的登月目标。 具体言之，根据原有安排，美国计划于今年实施“阿耳忒弥斯2号”载人绕月飞行任务，并于2027年执行“阿耳忒弥斯3号”载人登月任务。而最新安排称，“阿耳忒弥斯3号”任务将改为在近地轨道开展系统及运行能力测试，原定登月任务调整为“阿耳忒弥斯4号”和“阿耳忒弥斯5号”，计划于2028年实施。 美国有线电视新闻网（CNN）同日则指出，尽管“阿耳忒弥斯2号”任务旨在为登月铺路，但NASA能否在2030年之前实现真正的月球着陆，仍然是一个未知数。此外，一些监管官员已经对艾萨克曼提出的这一时间表是否可行表示严重怀疑。 而就在NASA宣布消息的同一天，北京时间2月27日，中方已宣布在2026年计划实施2次载人飞行任务，全力推进登月配套设施建设。 “阿耳忒弥斯2号”乘组介绍 现年50岁的怀斯曼，曾在2014年执行任务期间，搭乘俄罗斯“联盟号”飞船升空，在国际空间站上度过了165天。作为一名前美国海军试飞员，他后来曾担任NASA的首席宇航员，随后被选定担任“阿耳忒弥斯2号”任务的指令长。 现年49岁的格洛弗，于2020年开启太空之旅，作为NASA“乘组-1号”（Crew-1）任务的飞行员在太空中度过了168天，这是首个利用SpaceX公司“载人龙飞船”（Crew Dragon）执行的国际空间站常态化载人任务。在加入NASA之前，他在美国海军服役期间曾驾驶过40多种不同型号的飞机，其军旅生涯涵盖了战斗部署和试飞员职责。 现年47岁的科赫，于2019年创造了一项纪录，成为连续太空飞行时间最长的女性宇航员，她在国际空间站上驻留了328天。她拥有电气工程师和物理学家的专业背景，此前曾担任NASA工程师，并曾在南极洲执行过长期的科研考察任务。 对于现年50岁的汉森而言，此次任务将标志着他的首次太空飞行，他于2009年被选为加拿大宇航员。路透社称，他在此次任务中占据一席之地，体现了美加两国在载人航天领域长期以来的合作伙伴关系，其中包括加拿大为国际空间站上的机器人技术所做出的重大贡献。 本文系观察者网独家稿件，未经授权，不得转载。
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氮化镓空穴中量子振荡首次“现形” 来源：科技日报科技日报记者 刘霞氮化镓是一种能在高电压、高温、高频下稳定工作的半导体，广泛应用于LED照明、大功率电子器件等领域。在一项最新研究中，美国康奈尔大学研究团队首次观察到氮化镓空穴中的量子振荡，为拓展其应用边界带来新的可能。相关研究成果发表于最近的《自然·电子学》杂志。 氮化镓之所以备受青睐，主要得益于其内部带负电的电子具有极高的迁移率。然而，若想充分发挥其潜力，科学家需要更深入地理解带正电的“空穴”，并学会像在硅半导体中那样自如地操控空穴的流动。在最新研究中，团队观察到，在氮化镓与氮化铝交界处形成的二维空穴气体中，空穴出现了量子振荡。这些振荡如同电子结构的探针，能够揭示材料的有效质量等关键特性。团队解释说，他们制备出晶格几乎完美、缺陷极少的优质晶体，其空穴迁移率创下新高，为观测到量子振荡奠定了基础。他们还利用洛斯阿拉莫斯国家实验室高磁场脉冲场设施提供的极高脉冲磁场，以及可在低至2开尔文的极低温环境下稳定工作的电触点。借助这些先进工具，团队得以直接“看见”氮化镓的价带（材料内电子占据的最高能带）结构，首次厘清了其中快速移动的轻空穴与运动迟缓的重空穴之间的差异等关键细节。这项关于量子振荡的发现，建立在此前系列研究的基础上。从首次发现二维空穴气体与光空穴，到测量空穴迁移速率，团队逐步勾勒出氮化镓中空穴行为的面貌。团队希望借助这些新发现，设计出兼具宽禁带材料优势与硅基电荷传输能力的半导体器件，并进一步探明能否提升氮化镓中空穴的迁移率。除改进晶体管设计，这项研究也为探索宽带隙半导体内的量子现象开辟了新途径。
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自行导航无人机为何突然快速发展?其发展现状与未来动向如何 来源：中国军网-解放军报尝试摆脱对卫星等信号的过度依赖——自行导航无人机发展势头迅猛■张爱峰 王奕阳 刘一澳 图①：美国V-BAT无人机。图②：美国“黑寡妇”战术侦察无人机。图③：乌克兰Twist Robotics公司推出的视觉导航模块。图④：美国RQ-20无人机。图⑤：俄罗斯KVN光纤无人机。今年1月，乌克兰初创公司Twist Robotics推出了一套不依赖卫星导航的视觉导航模块，以解决无人机在卫星导航信号被干扰时“迷失方向”的问题。去年10月，美国陆军与两家无人机公司合作，将帕兰蒂尔公司的视觉导航软件集成到“黑寡妇”战术侦察无人机上，并在无GPS信号条件下对该无人机进行了飞行测试。这两种视觉导航系统的现身，是自行导航无人机快速发展的缩影。目前，除了这两国，其他国家如俄罗斯、以色列等也在推进相关项目。那么，什么是自行导航无人机？它为何突然得到快速发展？其发展现状与未来动向如何？请看本期解读。电子战威胁越来越大是直接推手随着无人机大量进入现代战场并取得显著战果，如何对其进行有效反制成为各国研究的重点。针对相当一部分无人机是依靠卫星系统定位导航以及通过无线电通信链路进行操控的实际，一些国家把反制的目光聚焦在外部通信信号这个无人机的“七寸”上。通过电子战来反制无人机，在战争实践中被证明是一种有效方法。俄乌冲突中，大量无人机因此遭到损毁。据国外一些智库的统计数据，截至2024年10月底，在有照片和视频作为依据的前提下，俄方至少摧毁了15架美制RQ-20无人机，还俘获了11架该型无人机。这其中，不少是电子战手段取得的战果。此类作战的有效性，证明了卫星导航系统并非绝对可靠，也推动着无人机技术的发展和相关作战模式的转变——在光纤无人机大量投入使用的同时，一些自行导航无人机相继问世。自行导航无人机，并不是全新概念的无人机，而是为了强调“自行导航”这一功能的融入而给予这类无人机的一种称谓。它特指不依赖外来导航和通信信号、仅凭机载系统就能自行实现导航定位的无人机。当下，自行导航无人机的异军突起绝非偶然，反制无人机手段尤其是电子战手段的威胁越来越大是最直接、最有力的推手。现代战场上，电磁频谱领域的对抗日趋激烈，电子支援、电子干扰、电子欺骗等手段得到广泛运用，通过卫星系统定位导航和无线电通信链路来指控的无人机生存空间被大大压缩，这也是俄罗斯KVN等光纤无人机大量投入战场的原因。但是，光纤无人机也有短板，例如此类无人机的载荷和光纤长度有限，这使它无法在更远的距离遂行任务，其操控人员也可能会因此被发现并危及生命安全。相比之下，自行导航无人机在这些方面具有优势：其一，它的导航信息源自机载设备对环境的直接感知与数据处理，能在一定程度上摆脱对外部电磁信号的依赖。其二，它运用了先进算法，有的甚至融入了人工智能，具有一定的思考、决策能力。其三，它的航程在相当程度上仅与动力有关，对它进行操控的人员相对安全。先进科技的应用为其发展创造条件自行导航无人机的现身，与先进算法、人工智能、传感器融合等科技的运用息息相关。换句话说，是先进科技的应用，为自行导航无人机的发展提供了条件。传感器是无人机的“眼睛”，对自行导航无人机来说更是如此。传感器的微型化及相关整合技术的发展，使自行导航无人机可以同时向多种传感器借力，确定自身位置，并确保这些传感器在工作时互不干扰。当前，自行导航无人机的传感器可服务于不同的机载导航定位系统，如惯性导航系统、视觉导航与地形匹配系统、激光雷达导航系统等。通过综合发挥这些导航系统的优势，可有效弥补单一导航系统的不足，保证导航的精度和可靠性。先进算法、人工智能技术的发展与深度学习模型的引入，奠定了自行导航无人机发展的技术根基。人工智能与先进算法的融入，使无人机可以自行获取和处理大量信息，并在此基础上生成飞行路径和策略，减轻后方操控人员压力，确保在卫星和无线电信号突然中断后无人机继续执行任务。以Shield AI公司的V-BAT无人机为例，该机可通过机载的Hivemind系统完成一些复杂的计算、判断，在GPS信号被干扰时实时生成3D地图、规划航线，并且“自做决定”遂行一些任务。从当前自行导航无人机发展状况来看，“视觉+惯性”导航成为主流解决方案，且是“惯性导航为基础，视觉导航为主导”。具体来说，就是充分发挥惯性测量单元的作用，实时感知无人机姿态、加速度和角速度变化，估算其相对位置和运动状态。同时，运用无人机所搭载的光学或红外摄像头，借助视觉算法，对地面目标进行识别和跟踪，通过比对预设目标特征来定位和调整飞行路径。这种组合较为有效。美国陆军在对加装视觉导航软件的“黑寡妇”战术侦察无人机进行测试时发现，该无人机在2.7千米的测试路线上出现的平均位置误差约为7米。当然，自行导航无人机还会在此基础上融合其他来源的数据，如空速传感器、激光测距仪等，如此可使导航定位更加准确。需要强调的是，这种赋能并不排斥无人机对卫星等信号的使用。前不久，以色列两家科技公司宣布联合开发的一款全栈抗干扰导航与自主飞行系统，就体现了这一点。该系统让无人机拥有视觉导航功能，同时可在适当时机获取卫星信号，两者“无缝”切换，互相取长补短，目的是提供更精准的导航，提高无人机的生存力、战斗力。通过多维拓能拥有更多用武之地无人作战，最高的维度是无人自主作战。让无人机拥有自行导航功能，是无人自主作战的重要能力支撑。从目前来看，自行导航无人机这个概念在今后相当长一段时间内会继续存在，其能力也会在多个层面持续提升，从而拥有更多用武之地。首先，自行导航设备将模块化、小型化。对一些新研制的无人机来说，由于传感器较多，系统较为完善，自行导航功能的获得，更多地由升级软件来完成。以前研制的无人机获得该功能，则需要加装部分硬件。但无论是以前研制的还是新近研发的，小微型的还是大中型的，对无人机来说，导航定位系统的模块化、小型化同样重要。如此，无人机才能搭载更多的武器装备，遂行更复杂、更艰巨的任务。其次，运用更先进的算法和人工智能。算法和人工智能是自行导航无人机的“大脑”，是“AI飞行员”的主体。随着反制手段的增多、作战环境的日益复杂化，算法和人工智能也必须不断升级、拓能，才能确保无人机的“自行导航”功能发挥应有作用。比如，前文提到的Twist Robotics公司推出的视觉导航模块，可通过机载摄像头持续拍摄地形，利用算法识别关键地貌特征，就算“眼底”的战场已经发生了改观，也能与已有地图数据进行比对，从而“推算”出无人机位置，再将坐标信息传输给飞控系统，助力无人机在强电子干扰环境中继续执行任务。再次，借用其他渠道和方法来“破局”。今后，各国势必会进一步探索能确保无人机自行导航的新方法。前些年，一些国家已展开对新型天文导航技术的探索，如澳大利亚研发的一种基于星空视觉数据的天文导航系统，能为无人机提供无GPS环境下的替代方案。传统的地磁导航方式，也可能被再次“唤醒”，优化加装到无人机后，可为保证其在复杂战场环境不迷失方向增加一个“新选项”。本版供图：阳 舟版式设计：谢 安
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芯和半导体发布战略定位升级：宣称“工具已死”，要做AI时代系统设计领航员 在近日于上海开幕的SEMICON China 2026期间，国内系统级EDA领军企业芯和半导体召开了品牌发布会，宣布启动公司成立16年来最具里程碑意义的战略定位升级。面对AI大模型带来的算力爆炸式需求，芯和半导体明确提出“工具已死”的行业判断，并重塑自身角色，立志成为“AI时代的系统设计领航员”，重构从芯片到系统的智能设计逻辑。“工具已死”：应对AI硬件系统性灾难风险过去60年，摩尔定律的馈赠让行业习惯了通过制程微缩实现算力无限增长的路径。然而，随着AI硬件面临Chiplet先进封装、异构集成、高带宽存储、超高速互连及AI数据中心架构带来的复杂挑战，传统的“单芯片先进制程”（DTCO）路径已触及物理与经济的极限。芯和半导体指出，行业竞争制高点已不可逆转地从“单芯片性能最优”转向“系统级集成与优化”。传统的EDA工具仅停留在“加速”设计流程，而芯和正通过独有的多物理场耦合仿真引擎，重构设计的底层逻辑，帮助客户在虚拟世界中预演并消除物理风险，为AI硬件研发提供“确定性”与“安全性”。 芯和半导体表示，重塑范式之路虽充满挑战，但公司基于过去16年穿越周期的技术积淀与市场敏锐度，已做好准备引领这一变革。此次定位升级，标志着芯和半导体正从一家优秀的仿真工具提供商，跃升为定义AI时代系统设计规则的关键力量。“领航员”角色：三重重构下的价值跃迁芯和半导体此次定位升级，核心在于角色转变——从提供软件的“工具供应商”，进化为复杂系统迷宫中的“领航员”。这一转变通过三重重构得以实现：一是边界的突破。芯和表示，服务边界已彻底打破，市场腹地从单一的芯片设计扩展至先进封装、异构集成、高带宽存储、超高速互连、高效电源网络及AI数据中心架构。其市场天花板随AI服务器、自动驾驶汽车、AIPC等系统的复杂度指数级扩张。 二是价值的跃迁。芯和不再仅仅追求加速设计流程，而是通过STCO（系统技术协同优化）方法论，让设计“第一次就做对”。将试错成本从昂贵的产线转移至虚拟空间，帮助客户显著缩短上市时间，避免数百万美元的返工损失。这种“避险价值”在AI军备竞赛中形成了极高的溢价能力。三是身份的重塑。芯和正致力于成为行业范式的制定者，通过STCO标准定义后摩尔时代的系统架构。公司深度赋能大算力芯片的Chiplet先进封装产业链，覆盖从Fabless设计、IP、晶圆制造到封装测试的全环节，并与AI基础设施中的存储、模组、PCB、连接器/线缆互连、液冷、供电等细分领域建立深度合作，构建起完整的生态系统。原标题：《芯和半导体发布战略定位升级：宣称“工具已死”，要做AI时代系统设计领航员》栏目主编：戎兵本文作者：文汇报 沈湫莎题图来源：均为受访者提供
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我国实现碳捕集混合基质膜工业化“突围” 来源：科技日报科技日报记者 陈曦 通讯员 王鹤立记者23日从天津大学获悉，该校化工学院王志教授团队联合天津工业大学、澳大利亚昆士兰大学、美国加利福尼亚大学圣巴巴拉分校科研团队，成功攻克膜法碳捕集领域的“卡脖子”难题。团队研发出基于“预占位—后激活”（POPA）策略的新型膜材料，让高性能MOF基二氧化碳分离膜实现“从实验室到工厂”的跨越。可在工业级“卷对卷”生产线上实现规模化连续制造，幅宽可达一米，为“双碳”目标落地注入强劲科技动能。该研究成果近期发表于国际期刊《先进材料》。据了解，二氧化碳的高效分离是减排的关键环节。“膜法碳捕集”技术具有能耗低、无溶剂挥发污染、设备可撬装集成、占地面积小等显著优势，因而备受关注。近年来，国内外研究者在实验室条件下已开发出多种高性能混合基质膜，并展示了优异的分离性能。 然而，这些先进膜材料的制备面积远不能满足工业化部署所需的膜面积要求。制约其规模化连续制造的关键在于“非平衡加工诱导填料失稳”难题——即在实验室温和条件下稳定的填料分散体系，在工业快速涂布的非平衡动态加工过程中极易失稳，从而引发填料团聚及多尺度界面缺陷。针对这一难题，团队提出“预占位—后激活”策略，开发出兼具静态分散与动态加工稳定性的荷正电聚合物刷MOF材料。该技术围绕核心痛点，从三个维度实现了原创性突破。一是材料设计理念创新。传统研究局限于实验室条件下的静态分散，该团队首次提出面向膜规模化制造的填料需兼具静态与动态稳定性，将设计逻辑从“静态稳得住”升级为“动态稳得住”，打破传统范式。二是孔道保护策略开发。针对聚合物修饰易堵塞孔道，团队创新性地采用“预占位—后激活”策略：先利用质子化胺基预占孔道，引导聚合物外表面接枝；再通过去质子化“后激活”，恢复胺基活性与孔道畅通，实现“先堵后疏”，既构建聚合物刷层，又保障二氧化碳高效传输。三是双重稳定机制构建。高荷正电框架与表面聚合物刷，协同发挥静电—空间位阻效应，确保静态稳定分散；自由伸展聚合物刷，通过密集氢键与聚合物基质形成界面互锁结构，在溶剂快速蒸发时，自适应抵抗“聚集诱导力”，从根本上解决动态失稳难题。 在研究取得突破的基础上，团队还与企业合作，进一步开展了工业规模化的技术验证，打通了“从实验室到工厂”的技术转化路线。王志介绍，团队在自主设计的工业级“卷对卷”刮涂生产线上，首次实现了幅宽达一米的“MOF基耐压二氧化碳分离混合基质复合膜”的规模化连续稳定制造。 所制膜在天然气脱碳及燃烧后碳捕集等工况下性能优异，经系统取样与多批次验证，展现出良好的可扩展性和均匀性。技术经济评估显示，在相同分离目标下，该膜较同类型膜能够将所需膜面积降低一个数量级以上，有效降低固定投资成本，并大幅缩减设备的占地空间。未来，该技术有望突破高能耗传统工艺局限，在工业烟道气、天然气脱碳及合成气净化等领域发挥关键作用，为碳捕集、利用与封存产业链的降本增效提供强有力的技术支撑，加速推动膜法碳捕集技术从实验室创新向实际工业应用的关键跨越，引领气体分离膜行业向高效、低能耗方向迈进。
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最新研究揭示：耕地翻太勤反而不“保水” 来源：光明日报本报北京3月23日电（记者崔兴毅）你知道吗？土壤也是有“脉搏”的，只是过去我们无法感知。近日，由我国科学家领衔的国际团队发表研究成果，利用光纤传感技术给土壤“把脉”，首次捕捉到土壤在降雨和蒸发过程中分钟级的细微变化，并发现频繁翻耕反而不利于土壤保水。研究团队由中国科学院地质与地球物理研究所副研究员施其斌领衔。他们采用的分布式光纤传感技术，相当于给土壤接上一条“神经”。埋在地下的普通光纤能感知大地中无处不在的微弱震动，通过分析这些信号，研究人员可以在不破坏土壤的情况下，连续、实时监测土壤内部的结构变化。研究发现，地震波在土壤中的传播速度，在干燥时远比湿润时快。研究人员解释，这是因为土壤颗粒间存在一层薄薄的水膜，干燥时水膜产生的毛细力反而把颗粒“拉”得更紧，让土壤变得更结实；湿润时水膜增厚，颗粒间的结构强度反而下降。更让研究团队惊讶的是，土壤结构在干湿变化过程中的波动比传统的认识高出数倍。基于这一发现，研究团队提出“土壤动态毛细应力”模型。他们指出，土壤孔隙存在“瓶颈效应”——就像一根粗细不均的吸管，吸水和排水时，水被“卡”在不同的位置，导致即使含水量相同，土壤内部的毛细力分布也不一样。研究人员强调，不能把土壤简单看作一堆散沙，其内部的孔隙实际上是维持水循环的“毛细血管”。借助新模型，光纤数据可以像CT扫描一样还原土壤深处的孔隙网络结构。研究进一步揭示了不同耕作方式对土壤孔隙网络的影响。在频繁翻耕的区域，雨水容易淤积在浅表层难以向下渗透，很快就被蒸发散失；农具的重压还会加速浅层土壤的毛细作用，像一个抽水泵把深层水分反向抽到地表。而在免耕或很少翻动的土壤中，水分则能够迅速下渗并储存起来，为作物根部提供稳定供水。这项研究通过地震学与农业科学的交叉，为理解植物与土壤的关系提供了新视角。未来，光纤传感与人工智能技术的结合，有望为精细化农业管理提供更科学的数据支撑。
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年轻人需要一场“数字排毒” 最近，神经科学家杰瑞德·库尼·霍瓦斯通过研究80多个国家的数据发现，1995年至2009年间出生的Z世代是自认知发展记录以来，第一代智力低于父母的群体——Z世代在执行功能、读写能力、IQ、记忆力、注意力等几乎所有认知指标上都不如上一代。过去，科学家们预测人类智商增长的速度可能会减缓，但从来没想过会下降。霍瓦斯认为，这不可能是进化的原因，原因要归咎于所谓的“教育科技”，包括使用计算机和平板电脑学习量的增加。而且分析表明，受数字技术影响导致认知衰退的不是一个国家，而是全球。年轻人已习惯于碎片化记忆和短视频，甚至很多学校已经妥协并以同样的方式教学，这一现象已经引起了普遍注意。澳大利亚、法国等国家已通过立法，对16岁以下未成年人使用社交媒体作出严格限制。今年全国两会期间，多位代表委员针对青少年沉迷社交媒体问题提出建议，呼吁设置16周岁“数字年龄”红线。然而，为年轻人构建“围墙”，真的能让这场“智力衰退”逆转吗？ 分析表明，受数字技术影响导致认知衰退的不是一两个国家，而是全球。数字时代下的Z世代过去，年轻人认识世界的方式主要通过家庭、学校和传统媒体，理解社会问题的方式以及自身身份认同在其中逐渐构建。如今，年轻人浏览社交媒体，他们的眼界变宽，但对生活的满意度却似乎下降了。今年年初， 美国具有里程碑意义的“社交媒体成瘾案”开启长达6周的庭审。一名19岁少女KGM（化名）指控Meta、谷歌等科技公司一直在制造有害产品，故意把社交媒体设计得容易上瘾，导致儿童和青少年出现心理健康问题。据悉，她从 6 岁开始沉迷 YouTube、9 岁使用 Instagram，10 岁时出现抑郁、自残等症状。她认为社交媒体导致自己与家人关系紧张，并影响到学校生活。同时，13 岁时，KGM被诊断出躯体变形障碍、社交恐惧症，她认为这一切都与长期使用社交媒体有关。庭审曝光了大量保密文件。其中一份 YouTube 内部文件写道：“我们的目标不是点击数，而是让用户上瘾。”KGM 的律师认为，某些社交媒体的无限滚动流、自动播放、点赞按钮等从设计之初就是为了让人不停浏览，利用了青少年寻求认可的心理扭曲他们的自我形象。这些公司明知社交媒体可能危害青少年心理健康，却仍想“通过让孩子们沉迷于其服务”来赚钱。值得一提的是，由于今年美国多地还有不少类似官司待审，这场审判具有风向标意义，其判决结果将对后续类似案件提供参考。事实上，不少研究已证实过度使用社交媒体与青少年抑郁、焦虑和睡眠障碍等心理健康问题有关。英国《金融时报》的一项研究显示，随着智能手机普及度提高，越来越多的英国青少年陷入了抑郁和容貌焦虑。那些每天在社交媒体上花5个小时或更长时间的青少年，自我伤害的风险是不太上网的同龄人的2倍至3倍。心理专家也指出，网络环境中的大量社会比较信息易引发青少年焦虑、自卑，增加其抑郁、焦虑等心理问题的发生概率。更重要的是，社交平台信息碎片化、快速切换的特点，会让青少年大脑长期处于高唤醒状态，难以深度思考，进而降低专注力、削弱冲动控制能力，对学习和创造力发展造成不利影响。此外，长时间线上交流会导致青少年现实社交能力退化，难以解读非言语线索，共情能力培养也受到限制，易在现实互动中表现出羞怯、不合群。上海财经大学数字经济研究院副院长崔丽丽告诉《新民周刊》，现在许多年轻人说自己“社恐”，某种程度上是线下深度交往能力相对弱。“高强度、碎片化的线上交流可能挤压了面对面情景中发展共情、非语言类的其他信息的解读等能力的时间与情境，说白了就是缺乏实践机会与经验积累。”到了AI时代，这个问题似乎又被推向一个全新的量级。 不少研究已证实过度使用社交媒体与青少年抑郁、焦虑和睡眠障碍等心理健康问题有关。AI成为年轻人的亲密伴侣2月8日，第57次《中国互联网络发展状况统计报告》发布，数据显示，截至2025年12月，我国生成式人工智能用户规模达6.02亿人，较2024年底增长141.7%。其中，中低龄用户是生成式人工智能的主要使用群体，19岁及以下用户占比最高，达到33.8%。《中国青年报》的一项调查显示，当下的生成式人工智能在青年群体中的渗透率已达51.8%：有71.7%的年轻人把AI当成提效工具，更有16.5%的年轻人把其当成求慰藉的“亲密他者”，高达13.5%的年轻人更倾向于向AI倾诉心事，这一比例甚至超过父母亲人。学生离不开AI的同时，AI公司也在积极拥抱高校。OpenAI和Google在期末季向大学生免费开放Pro版本；国内高校也纷纷围绕AI展开系统化布局，比如今年年初复旦大学正式上线AI3A教育共创平台，同步发布《复旦大学生成式人工智能教育教学应用指引1.0版》，成为全国高校中首次将AI教育理念系统落地、支持师生共创的尝试。“高校中，AI已成为学生的基础工具，用于文献及信息搜集与整理、代码调试、文案润色、初步研究构思等方面。我感觉绝大多数学生能熟练使用，但使用的程度或者效果分化严重。”不过崔丽丽也观察到，大部分学生停留在“提问题—得答案”的层面，只有少数优秀者能进行“多轮追问、交叉验证、指令微调”的深度交互。这也是大众对于AI广泛应用作为担忧的一点，将思考的过程外包给AI，会令青年学子陷入对知识的“知其然，而不知其所以然”。这并非危言耸听，荷兰的一位大学教授表示，近年来她明显观察到学生能力滑坡，有些学生已难以独立完成论文或深度文章的撰写。清华大学的研究显示，使用AI学伴的学生在初期课后测试中表现优于未使用者，但两到三周后，这一优势发生逆转，AI使用者的得分反落后于对照组。美国麻省理工学院媒体实验室的另一项研究则通过脑科学研究揭示了AI辅助写作对大脑活动的影响——依赖ChatGPT完成写作任务的学生大脑活跃度明显降低。有人将这种行为精准地描述为：人去了健身房，然后让机器人替你举铁。在崔丽丽看来：“如果学生依赖AI给思路的，不作任何反思、质疑、验证，那势必影响独立思考能力。年轻人应当明确AI是辅助思考的‘协作者’，决策与责任的主体永远是人。”她认为，对AI给出的关键信息、结论和代码，必须通过权威信源、实践、逻辑推理进行交叉验证。最重要的是应用过程中的法律与道德伦理风险规避，比如保护原创与隐私，严禁剽窃，谨慎输入敏感信息，做必要的脱敏处理等。2025年起，部分高校已对毕业论文实行重复率+AIGC重复率双查重制度。设置“数字年龄”红线？将思考的过程外包给AI，会令青年学子陷入对知识的“知其然，而不知其所以然”。青少年沉迷社交媒体和AI的问题是全球化的，目前，许多国家和地区都在呼吁为青少年进行“数字排毒”，即暂别智能手机等电子产品，以此减少网络停留时间，更专注于现实社交联系。其中，澳大利亚已于2025年12月10日禁止社交平台向未满 16 岁青少年开放。法国、希腊拟禁15岁以下独立使用，英国也正在启动相关公众咨询。前文的霍瓦斯博士想必对这些措施乐见其成，在他看来，人类进化学习的方向是与人互动，而不是通过屏幕。屏幕会干扰构建深刻理解、记忆和专注的自然生物过程。他认为Z世代不仅在生理智商表现不及上一代，其“决策智力”或“财务认知能力”也可能随之退化。美国皮尤研究中心的一项调查显示，只有41%的18—29岁美国成年人“感觉在理财方面知识丰富”，许多人对信用卡债务、贷款利率等基本概念缺乏认知。更令人担忧的是，社交媒体上充斥着“炫富”内容与“理财达人”的速成建议，让年轻人容易陷入消费主义陷阱或盲目投资。不过，崔丽丽认为，这一代年轻人其实很早就意识到了金钱的重要性，也十分重视储蓄管理和理财。“有些人倾向于通过各种社交平台学习精打细算、理财，有些人则倾向于消费取悦自己，善用各种信贷产品。作出消费决策时，高度依赖社群或达人推荐。”她强调，信息多了有好处也有坏处，筛选信息同样是一种能力。“如何有好的理财心态，对风险的认知，以及理财的短期主义和长期主义选择等，都是年轻人需要学习和实践的部分。”的确，对于是否要为青少年设置“数字年龄”红线，公众观点一直呈现两极分化。有人担心“一刀切”可能让孩子失去接触前沿资讯与正常社交的渠道；也有人担心措施在执行层面存在障碍。青少年需要网络，但也容易沉迷其中。中国古语有云，“堵不如疏，疏不如引”，问题的关键或许不在于“是否使用”，而在于“如何使用”。有意思的是，AI行业的从业者似乎也这么想。有媒体采访Anthropic 总裁丹妮拉·阿莫代、微软首席科学家杰亚米·蒂凡等5位 AI 领域的核心人物时问：你们是如何给孩子规划未来的？4个孩子的母亲杰亚米·蒂凡直言，培养批判性思维需要摩擦，需要做难的事，做深度思考。她还放话表示，在当下这个时代，传统的文科教育非常重要。因为以前和电脑交流是按下按键、获得结果；现在是基于自然语言，需要提供背景、表达意图并进行批判性思考。举个例子，当你跟AI说要生成一段影片视频，它出来的内容完全依靠你的描述，你需要极强的想象力和表达能力，要说明白环境场景、人物情绪、动作细节、近景远景等，这考验的就是提出问题和独立思考的能力。而丹妮拉·阿莫代则说，她会让孩子多社交、多理解人与人之间的关系，因为人类最终还是喜欢和人类在一起。“最不可替代的，是你如何对待他人，如何与人沟通，以及你有多善良。”看，这群创造AI的人，并不急于让孩子使用AI，他们更关注的，始终是做人本身。毕竟，孩子总会长大，学校和家长永远无法全程兜底，只有养成健康的数字生活习惯、学会辨别网络信息、理性面对虚拟世界，才能令社交媒体成为其成长的助力，也唯有能够独立进行思考的人，才能真正拥抱未来，保持对现实生活的热爱与坚守。原标题：《年轻人需要一场“数字排毒”》栏目编辑：王仲昀文字编辑：王仲昀本文作者：新民周刊 周洁
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复旦团队发现疼痛向负面情绪升级的“闸门” 为什么有些人能够“痛并快乐着”，有些人却因疼痛陷入情绪障碍？多项研究显示，全球约20%~30%的成年人正受慢性疼痛困扰，约59%的慢性疼痛患者伴有不同程度的抑郁、焦虑症状。这种“疼痛—情绪共病”不仅加重患者的主观痛苦，也显著增加医疗利用率、自杀风险和社会经济负担。记者从复旦大学获悉，该校类脑智能科学与技术研究院认知神经科学中心肖晓、Trevor Robbins、冯建峰团队在研究中找到了一道“情绪闸门”——大脑里海马区域的齿状回。它决定了疼痛会不会升级成负面情绪问题，为下一步药物研发奠定理论基础。肖晓介绍，聚焦“疼痛—情绪共病”问题，团队系统整合大规模人群神经影像数据库约3万名正常人与疼痛患者持续10年左右的跟踪数据，并结合啮齿动物慢性神经病理性疼痛模型，从脑结构、功能、神经环路与细胞机制多个层级，探究疼痛转化为负面情绪的条件与规律。研究发现，大脑中的海马脑区在疼痛向情绪恶化的转化过程中发挥着调节作用：疼痛早期，海马脑区体积增大、认知增强；若疼痛持续，海马脑区则会萎缩，调控能力减弱。通过影像和动物模型的因果性验证，团队得以锚定这道“情绪闸门”的开关——海马脑区中心一个类似牙齿结构的区域，被称为齿状回。这个小小的脑区很特殊，是成年人大脑里极少数还能产生新神经元的地方。动物实验表明，疼痛早期，齿状回新生神经元迅速被激活，并伴随海马体积增大和认知功能提升；而在疼痛持续状态下，齿状回过度激活，兴奋—抑制平衡被破坏，神经元凋亡增加，情绪调控逐渐失效。神奇的是，当研究人员精准损毁小鼠的齿状回后发现，小鼠依然能感受到疼痛，但不会因长期疼痛变得焦虑、抑郁。这一实验结果证实，齿状回就是调控疼痛向情绪障碍转化的关键。“疼痛对人体而言并非全然是负面影响，它能及时提示人们关注身体的异常状况。因此，我们并未将研究重点放在如何抑制疼痛，而是聚焦如何帮助人们与疼痛共存。”肖晓说。团队进一步开展机制性研究发现，干预齿状回结构中的一种免疫细胞——小胶质细胞，是阻断慢性疼痛向情绪障碍转变的更优靶点，既能阻断情绪障碍，又不影响海马脑区正常功能，甚至在一定程度上维持认知功能的提升。这为临床应用带来新启示，可在疼痛早期通过脑影像评估齿状回体积，预警焦虑、抑郁的风险，尽早介入干预。目前，团队已发现一款药物对小胶质细胞具有良好的抑制效果，将能大幅降低慢性疼痛患者产生情绪障碍的可能性。“我们的研究涉及分子神经元、脑影像、行为学等多个维度，跨度很大，核心目标就是把动物实验的发现，真正落地到临床。”复旦大学类脑智能科学与技术研究院院长冯建峰表示，希望借力人工智能推进药物开发，推动研究成果转化。后续，团队将继续聚焦海马脑区如何接收感觉信息、传出情感信息，以及高级认知功能调控等问题展开研究。原标题：《复旦团队发现疼痛向负面情绪升级的“闸门”》栏目主编：蒋竹云 文字编辑：唐梦葭来源：作者：光明日报
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昇腾950PR加持！华为重磅发布新一代算力加速卡 性能近3倍于H20、支持FP4 快科技3月21日消息，在刚刚结束的华为中国合作伙伴大会2026上，华为重磅发布并展出了搭载全新昇腾950PR（Ascend 950PR）处理器的AI训练推理加速卡Atlas 350。与前一代昇腾芯片相比，昇腾950PR在低精度数据格式、向量算力、互联带宽及自研HBM等方面实现大幅提升。据华为昇腾计算业务总裁张迪煊介绍，Atlas 350的单卡算力达到了英伟达H20的2.87倍，是目前国内唯一支持FP4低精度的推理产品。 此外，该芯片的HBM（高带宽内存）容量是H20的1.16倍，达到了112GB，多模态生成速度可以提升60%；内存访问颗粒度从512字节减少到128字节，小算子访存效率提升4倍。在大会展厅Atlas 350展台，华为公布的参数是：Atlas 350的FP4精度算力为1.56P，带宽达到了1.4TB/s；功耗为600W，是H20的1.5倍。Atlas 350除了支持FP16、FP8外，还支持更低精度的FP4。这意味着，集成Atlas 350板块的服务器能够支持更大的模型以及时延更低的推理，精度小了，计算速度就会更快，寄存器效率业会更高。华为昇腾计算业务总裁张迪煊表示，基于Atlas 350等产品，结合AI发展趋势与客户需求，昇腾将打造大、中、小三大核心算力场景，助力伙伴满足差异化场景需求，共同深耕行业智能化。
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通信技术专家、中国工程院院士孙玉逝世 澎湃新闻记者从中国工程院方面获悉，通信技术专家、中国工程院院士孙玉，于2026年3月20日逝世，享年90岁。 孙玉院士公开资料显示，孙玉，男，出生于1936年，黑龙江肇东人，通信技术专家，中国工程院院士。孙玉生前系先进电信网络国家重点实验室科技委名誉主任，中国电子科技集团第五十四研究所首席专家、研究员，广州金鹏集团公司总工程师，广州大学客座教授，长期从事战略兵器试验系统及军事战略通信系统研制工作。1964年10月16日，罗布泊上空的蘑菇云震惊世界。由孙玉参与研制的遥控发射机发出指令启动高速摄像机，录下中国第一颗原子弹爆炸成功。1992年，长江三峡水利枢纽工程获全国人民代表大会批准建设，孙玉所在的中国电子科技集团第五十四研究所，承担着三峡工程通信网总体工程设计。1998年，电子部与广州市合作，创建金鹏集团公司，孙玉作为总工程师参加了创建工作。之后他又在广州市创建了多家院士工作站，并于2008年创建了非营利性的中山大学广州数字家庭产业技术研究院。
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美国载人绕月火箭重返发射台：修复泄漏故障，瞄准4月1日升空 IT之家 3 月 21 日消息，美国宇航局昨日（3 月 20 日）发布博文，宣布其“太空发射系统”（SLS）火箭及“猎户座”飞船已重返佛罗里达州 39B 发射台，准备执行 50 多年来的首次载人绕月任务。这枚高达 98 米的“太空发射系统”（SLS）火箭与“猎户座”飞船，从总装大楼出发，完成了前往佛罗里达州肯尼迪航天中心 39B 发射台的 6.4 公里路程。4 名宇航员目前已进入飞行前隔离状态，他们将在为期 10 天的任务中绕月球背面飞行并返回地球。 这套重达 5000 吨的火箭及发射平台在当地时间 0 时 20 分驶出总装大楼。NASA 使用 1965 年制造的履带式运输车 2 号（Crawler-Transporter-2）来搬运这个“移动摩天大楼”，运输车最高时速仅为 1.6 公里，在弯道和坡道上行驶得更慢，整个行程耗时高达 12 小时。IT之家此前报道，执行“阿尔忒弥斯二号”载人绕月任务的“太空发射系统”（SLS）火箭于 2 月 21 日顺利通过关键的燃料加注测试，克服了困扰已久的液氢泄漏问题，但次日发现无法向火箭的上面级（upper stage）输送氦气。由于连接上面级的脐带线位于火箭高处，无法像核心级连接处那样直接在发射塔上进行维修，只能进入肯尼迪航天中心巨大的车辆装配大楼（VAB）内部进行操作。为此，任务管理者果断决定将火箭运回装配大楼排查故障。火箭于 2 月 25 日返回装配大楼，工程师仅用 1 周时间便锁定了故障源头。检查结果显示，连接地面系统与火箭的快速断开装置内部，一个密封件发生移位并堵塞了氦气通路。工程师随后搭建了工作平台，更换了氦气回路中的可疑部件以及几个关键系统的电池，并通过重复测试确认故障已经排除。工程师接下来将在发射台花费数天时间，检查维修效果并对氦气系统进行压力测试。控制人员还会在不加注燃料的情况下，通过发射日的主网络模拟倒计时。 如果测试顺利，NASA 将瞄准美国东部夏令时 4 月 1 日 18 时 24 分的首个窗口发射阿耳忒弥斯 2 号。若该任务成功，NASA 计划于 2027 年执行阿耳忒弥斯 3 号地球轨道测试飞行，并最终在 2028 年的阿耳忒弥斯 4 号任务中实现宇航员登月。
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绿氢：新兴的能源载体（院士讲科普） 欧阳明高 山东清洁能源产业博览会上的100公斤级氢能无人机模型。 孙文潭摄(人民视觉) 国氢科技自主研发的120千瓦“氢腾”燃料电池系统。 国家电投国氢科技供图 今年的《政府工作报告》提出，建立未来产业投入增长和风险分担机制，培育发展未来能源、量子科技、生物制造、具身智能、脑机接口、6G等未来产业。在“十五五”规划纲要中，氢能和核聚变能被列入未来产业。 氢能产业为何被视为未来产业？绿氢为何成为新兴的能源载体？本期“院士讲科普”，我们邀请中国科学院院士、国际氢能燃料电池协会理事长欧阳明高，讲解我们身边的氢能与相关前沿科技。 ——编 者 在上一次能源革命中，石油是主要能源，而汽油、柴油是主要的能源载体。当前，新能源革命正在兴起，可再生能源成为主要能源，电和氢成为主要的能源载体，其中绿电是主体。而绿氢主要来自绿电，同时将绿电转化为零碳燃料和原料，用于各行各业，是实现碳中和的关键途径之一。 绿氢有什么优势 氢能，在当下有怎样的意义？在以可再生能源为主体的新能源革命中，氢能与电能是两个互为补充的重要能源载体。 未来产业由前沿技术驱动，是处于孕育萌发阶段或产业化初期，具有显著战略性、引领性的前瞻性产业。氢可以为我们的生产生活提供电能、热能(冷能)和原料，而绿氢的产业链长、产值高、吸收就业能力强、应用覆盖面广，能起到更大的产业带动作用。此外，绿氢既能满足可持续发展要求，又是理想的能源互联媒介，是促进能源向低碳环保方向转型的最佳途径之一，因此具有重要战略地位。 绿氢有什么优势？如果基于化石能源制氢，氢能到终端利用的链条长、效率低、成本高，还有二氧化碳排放问题等，但基于可再生能源制备的绿色氢能则不存在排放问题。在储存环节中，固定式储氢容器成本比储能电池成本低一个数量级以上，随着可再生能源的普及与发电成本大幅降低，大规模、长周期可再生能源存储成本将成为主要成本，因此，将其转化为氢能是集中式可再生能源实现大规模发展和充分利用的重要方式。 身边的氢能应用有多广泛 在零碳能源体系建设中，氢能可用于氢储能、氢原料与氢动力。氢储能是通过电解水装置使得绿氢将可再生能源电力储存下来，通过燃料电池等发电装置为城市生产生活提供绿电。氢原料是在化工行业与冶金行业中，将氢用于工业原料，比如在化工行业，氢气主要应用于合成氨与合成甲醇等。氢动力是将氢应用于动力系统，其中，氢燃料电池发展较快，已经从道路车辆扩展到工程机械、小型船舶、飞行器、潜航器等领域。近年来，氢内燃机也取得很多进展。 氢动力可用于满足道路交通、航空与海运的动力需求，具体形式包括氢燃料电池、氢/氨内燃动力等。氢燃料电池是目前氢动力的主要形式之一，这是一种能将外部燃料以电化学反应的方式持续转化为电能输出的能量转换装置。 经过持续科技投入，氢燃料电池汽车已成为我国氢能应用的先导，并自上而下打通了动力系统、发动机、电堆再到膜电极的全技术链条。目前，我们已经初步掌握氢燃料电池及其关键零部件、动力系统、整车集成和氢能基础设施等核心技术，同时建立了相关产业链。氢燃料电池技术也向更多领域推广应用，如有轨电车、无人机等。 氢能技术取得哪些突破 氢能的技术链条很长，包含可再生能源发电、制氢、转换、存储、运输、应用等多个环节，需要复杂完备的技术体系。让我们先回到绿氢产业链的源头——电解水制氢这一节点上，由于氢燃料电池和电解水制氢在系统组成、基本原理等方面具有相同的科学基础，在氢燃料电池产业基础上，我们可以更好地推动电解水制氢产业发展。截至2025年，我国已经建立起电解水制氢设备产业链，国产碱性电解槽具有极高性价比，已出口海外。展望未来，碱性电解、质子膜电解、固体氧化物电解等电解水制氢技术将给氢能领域技术创新带来活力。 在基于氢—电相互转化的新型零碳能源体系中，来自可再生能源的绿电是主体，但绿氢也必不可少。一方面，人类生存和发展还需要大量物质材料和燃料，绿氢与碳结合可以通过碳循环方式满足这些需求；另一方面，绿氢与氮结合，也能以氮循环方式满足人类对除氢能以外新型零碳燃料的需求。 绿氢如何大规模商业化发展 绿色氢能在能源转型与新能源革命中具有战略价值，由此催生了“氢能热”，与此同时，我们也需要冷思考。绿色氢能取得规模化商业价值并非易事。由于绿色氢能“生产—运输—储存—利用”的链条长、环节多，每个环节还有多种选择，仅仅是燃料电池和制氢技术的突破并不能打通整个氢能技术链和产业链。如何实现绿色氢能的大规模商业化，是技术突破后的“下一步”。 一方面，可以余电制氢。简单来说，电是可再生能源的直接利用形式，而氢能是间接利用形式，所以氢是终极燃料但不是终极能源。绿氢来自绿电，随着风电、光伏大规模发展，电有可能会过剩，因此余电制氢潜力很大。 另一方面，还可以采取多能互补的方式。电和氢具有各自优势和局限，为了实现绿氢利用的经济性，需要氢电融合发展。氢电融合发展不仅仅包括氢和电，还需要融合储和热，实行“光—储—氢—电—热”一体化。 此外，还可以因地制宜、场景驱动。储氢技术多元，没有标准答案，需要根据具体场景进行合理选择。例如，光伏、风电过剩时，煤电调峰电厂也需要减少负荷，煤电低负荷灵活性调节的难点是锅炉燃烧不稳定，而高品质氢燃料正好满足这一需求。如果附近有煤化工基地，氢可以作为原料与煤提供的碳源合成各种化工产品。附近的零碳产业园还可以用氢发电作为备用机组，同时用制氢和氢发电的废热通过热泵供暖，提高氢能应用的经济性。 (作者为中国科学院院士、国际氢能燃料电池协会理事长) 链接 燃气轮机换上“氢心脏” 我国自主研发的30兆瓦级纯氢燃气轮机及氢储能示范项目前不久取得突破——机组实现纯氢发电并保持稳定运行。项目融合风电、光伏、电解水制氢系统，构建了“绿电制绿氢、绿氢再发电”的能源转化模式。 纯氢燃气轮机可以理解为将传统的燃气轮机换上“氢心脏”，具备快速启停及响应、调节时间尺度广、调节功率范围宽等优势。与同功率火力发电机组相比，该纯氢燃气轮机一年可减少碳排放超过20万吨，联合循环一小时发电量4.8万千瓦时，可满足约5500个家庭一天的用电需求。未来，纯氢燃气轮机技术有望在分布式能源、工业园区综合供能、绿色数据中心备用电源等场景应用。 (本报记者 丁怡婷) 南极有个能抗冻的神奇电池 在中国南极秦岭站，有一种能抵御严寒的神奇电池——由国家电投国氢科技研发的“氢腾”燃料电池。这种电池是站内新能源微电网的重要一员。 在微电网运行中，当风光发电条件较好时，多余的电力可用来制氢，通过存储氢气实现储能；风光发电条件不好时，通过氢燃料电池将氢气转换为电能和热能，可为站区提供约2.5小时、最大150千瓦的供电。 相比于传统化石燃料发电，“氢腾”燃料电池每发1千瓦时电，可节约400克标准煤，减少约1千克二氧化碳排放。更酷的是，它可以像拼积木一样灵活组合、模块化扩展，功率能从50千瓦扩展到几十兆瓦。它也特别耐用，设计寿命可达4万小时。氢燃料电池在南极秦岭站的稳定运行，证明它即使在极端低温下也靠得住。 接下来，“氢腾”燃料电池还将走进更多地方：为社区和工业园区供能，成为电厂、数据中心、医院的应急电源，这个神奇电池会在越来越多场景里助力降碳减排，让我们的用能方式更清洁、更高效。 (本报记者 李 蕊) 《 人民日报 》( 2026年03月21日 06 版)
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我科学家发现禽流感跨物种传播机制 本报杭州电 (记者窦瀚洋)浙江大学于晓方教授团队近日在限制禽源流感病毒跨物种传播方面取得学术突破，揭示了人体先天免疫系统中一条关键防御通路。该研究推进了病毒感染与跨物种传播防控研究，也为肿瘤免疫和自身免疫疾病相关机制研究提供了全新工具。 研究团队发现，cGAS—STING在流感病毒感染过程中可被激活，并通过NF—κB信号通路抑制病毒复制，构成人类抵御流感病毒的先天免疫屏障。NF—κB信号通路能调控产生一类全新的抗病毒分子(NSGs)，其中“GADD34”是关键“卫士”，它在人体呼吸系统中大量存在，能直接抑制流感病毒的基因组复制。 禽源流感病毒为何能偶尔跨物种传给人类？研究团队总结：病毒的M1蛋白是关键，人源流感病毒的M1蛋白能对抗人体的上述抗病毒通路，而禽源流感病毒的M1蛋白虽不具备该能力，但当禽源流感病毒M1蛋白第115位氨基酸发生特定突变后，其对抗人体免疫屏障的能力会大幅提升，故能在人体细胞中复制，实现跨物种传播。 《 人民日报 》( 2026年03月21日 06 版)
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激光和纳米结构在室温下“孕育”出超固体 来源：科技日报 科技日报记者 刘霞 超固体是一种曾被认为只能在接近绝对零度（-273℃）的极端环境中存在的量子态。在一项最新研究中，美国伦斯勒理工学院的科学家突破极限，在室温下成功“孕育”出这一奇特状态，这将助力量子研究翻开全新一页。相关论文发表于新一期《自然·纳米技术》杂志。团队巧妙将高质量的钙钛矿半导体与精雕细琢的纳米结构结合，构建了一种混合纳米装置。当激光射入，光与物质交融，生成部分是光，部分是物质的名为“极化子”的混合粒子。这些粒子如同训练有素的士兵，会“联合行动”，凝聚成相干的量子流体。在低激发功率下，这些极化子会凝聚成一种单一且均匀的状态。但随着注入能量增加，原本均匀的流体，会自发重组成条纹状的晶体结构，同时整个系统依然保持量子相干性——这正是超固体的标志性特征。这一过程充满随机性，每次实验，条纹图案都略有不同，证明它是自发涌现，而非外力强加形成。这项突破不仅在于实现了室温超固体，也在于它将曾经需要庞大冷却设备的复杂实验，浓缩到一个芯片级的微型装置内。通过光学测量，研究人员能实时捕捉量子相变的瞬间，直接观察不同状态的自发形成。由于超固体涉及多模式相干光发射，其有望催生新型激光器。动态控制这些光模式，还能为光学计算与信息处理带来革新。
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中国科学家揭秘疼痛的昼夜波动密码 新华社合肥3月20日电（记者何曦悦、戴威）许多疼痛患者都有这样的切身体会：白天疼痛相对轻微，可一到夜深人静时，疼痛会明显加剧，让人备受煎熬，其背后原因一直未被完全阐明。记者从中国科学技术大学获悉，该校张智教授团队揭开了疼痛随昼夜显著波动的神经密码，相关研究成果于3月20日发表于国际权威学术期刊《科学》。 研究团队首先检测了疼痛模型小鼠的疼痛敏感性变化，小鼠是夜行性动物，昼伏夜出，和人类相反，在白天休息时，它们对疼痛格外敏感；而人类作为昼行生物，恰好在夜晚休息时痛感更强。研究团队认为，这说明，疼痛的昼夜差异是生物界的普遍规律，我们的身体就像装了“痛感调节器”，活动时悄悄把痛感调弱，休息时却不经意间将其放大。 据介绍，“痛感调节器”的操控者，就藏在大脑的下丘脑中，那里有一个区域名为视交叉上核（SCN），它是身体的“主生物钟”，就像一个精准的指挥中心，睡眠、体温变化、激素分泌的节律都由它统一调度。 团队利用先进的病毒示踪技术，成功追踪出小鼠一条从下丘脑生物钟通往脊髓的疼痛调控神经环路。由于受到SCN昼夜节律性活动的调控，这条神经环路上的神经元，白天和晚上的活跃程度完全不同，像调节音响音量一样，精准控制脊髓传递的痛觉信号强弱。SCN白天更兴奋，驱动这条环路把小鼠痛觉音量拉满；而到了夜间，SCN活动减弱，小鼠痛感也自然降低。正是这种昼夜不一样的活动状态，让疼痛敏感性跟着昼夜起伏。 这一成果不仅揭秘了疼痛的昼夜密码，也为临床上优化疼痛治疗方案、完善时间疗法模式提供了全新的理论依据。（完）
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最新研究发现：小RNA为生命发育按下“启动键” 来源：科技日报科技日报记者 刘园园记者3月18日从西湖大学获悉，该校申恩志团队的研究成果首次揭示一种比基因小得多的分子——小RNA是决定生命能否成功启动的关键。这为科学界理解生命诞生之初的精密调控提供了全新视角。作为一种非常重要的生殖细胞，卵母细胞内部高度富集着一类小RNA分子（内源性siRNA），后者被证实与早期胚胎发育密切相关。siRNA的核心功能，是精准识别并“剪断”特定的RNA，从而抑制对应蛋白质的表达。“只有真正看清它们在卵母细胞中‘剪切’了什么，才能理解它们为何对生命起始如此重要。”申恩志说。 申恩志团队对小RNA切割文库构建技术（CLASH技术）进行了系统性改进，并使其适配卵母细胞样本。他们历经近3年攻关，首次绘制出小鼠卵母细胞内源性 siRNA的靶向切割图谱。研究发现，siRNA的剪切目标是细胞里的“粉碎机”——蛋白酶体。siRNA在特定蛋白的辅助下，精准切割蛋白酶体关键转录本，抑制其活性，避免核糖体被过度降解，从而保障胚胎早期发育。也就是说，小RNA并不直接推动生命前进，而是通过抑制“破坏力”，保护“创造力”，为生命按下真正的“启动键”。 此外，卵母细胞中占细胞质体积近10%的细胞质晶格（CPL），其组成和结构此前也一直是未解之谜。在另一项研究中，申恩志团队利用冷冻电镜技术，成功解析了其原子级结构。研究发现，细胞质晶格由14种蛋白质精密组装而成，并以特定结构交替排列形成纤维骨架，是高度有序的超级分子结构。这些研究成果为理解女性不孕、反复胚胎停育等临床问题提供了全新视角。“一些女性面临不孕、反复流产或胚胎停育的问题，往往找不到原因。现在我们知道，如果卵母细胞中的小RNA通路出了问题，或者细胞质晶格结构不稳定，就可能导致胚胎在最早期发育失败。”申恩志表示，未来，医生或许可以通过检测这些分子标志物，提前预警风险，优化辅助生殖技术的成功率。（西湖大学供图）
