国内外科技创新前沿技术成果与最新发现

◎ 本刊综合报道

清华团队发布全球首款异构融合类脑芯片

8 月1 日，清华大学开发出的全球首款异构融合类脑计算芯片登上了最新一期《自然》杂志的封面。该芯片结合了类脑计算和基于计算机科学的机器学习，这种融合技术有望提升各个系统的能力，促进人工通用智能的研究和发展。这种融合类脑计算芯片被命名为“天机芯”，有多个高度可重构的功能性核，可以同时支持机器学习算法和类脑计算算法。论文通讯作者、清华大学精密仪器系教授施路平说。他表示，虽然“天机芯” 只是一个非常初步的研究，但这项研究或能为人工通用智能平台的进一步发展起到促进作用。

新型光催化剂将二氧化碳高选择性变身能源

日前从中国科学技术大学获悉，该校合肥微尺度物质科学国家研究中心孙永福教授、谢毅教授课题组设计了一种具有双金属活性位点的超薄纳米片催化剂，并实现了其对二氧化碳光还原产物高选择性。科研工作者设计利用人工光合作用将二氧化碳催化转化为碳氢燃料，有助于降低空气中二氧化碳的浓度并获得高附加值碳基燃料。但二氧化碳还原产物选择性无法得到有效控制，因此将二氧化碳高选择性还原成甲烷仍十分困难。课题组设计构建了上述催化剂以期实现精准调控二氧化碳还原产物的选择性。测试证实，含硫缺陷的CuIn5S8 超薄纳米片在可见光驱动下将二氧化碳还原为甲烷的选择性达到近100%，并实现较高的产率。

人类成功在实验室造出太阳磁场帕克螺旋

英国《自然·物理》杂志7 月29 日在线发表了一项物理学突破——美国团队成功在实验室创造出太阳磁场帕克螺旋。这是一个太阳磁场和等离子体流螺旋结构的实验模型，该模型可被看作是对该理论及相关现象的一个替代研究方法，并将对“帕克” 太阳探测器等太空任务进行补充。太阳磁场开始拉伸和旋转的区域被认为具有高动态特性，但却很少被研究。美国威斯康星大学麦迪逊分校科学家伊桑·彼得森及同事让氦等离子体在一个名为“大红球”（Big Red Ball）的等离子体约束装置内旋转，成功在实验室创造出了帕克螺旋。该模型可用来进一步研究太阳风的起源和演化。

“最强蛛丝”超凡韧性基因被找到

据英国《通讯·生物学》杂志7 月25 日发表的一项最新发现，美国科学家团队通过基因测序，报告了一种可以解释“最强蛛丝” 超凡韧性的新基因。这项发现未来将对设计新型生物材料具有重要意义。达尔文树皮蛛所吐蛛丝最长可达25米。而且，该蜘蛛用来构建蛛网结构轮廓的牵引丝，也是人类迄今已知最强韧、最牢固的生物材料。美国马萨诸塞大学洛厄尔分校科学家杰西卡·卡布及同事，对“达尔文树皮蛛” 丝腺内表达的基因做了测序，从而发现了一种不同寻常的蛛丝基因。研究人员表示，虽然“达尔文树皮蛛” 所生成的主要蛛丝蛋白和其他蜘蛛一样，但是它们还会生成一种具有一个独特重复序列的蛋白。该序列包含大量脯氨酸——一种已知可以使蛛丝更具有弹性的氨基酸。研究团队认为，正是这一独特的蛋白序列使“达尔文树皮蛛” 的丝变得如此强韧。

丝网印刷技术“印”出高柔性新型平面电池

中科院大连化物所吴忠帅研究员团队利用低成本、规模化的丝网印刷技术，制备出具有良好商业应用前景、高度柔性、高安全和长寿命的二次水系平面化锌锰微型电池。新一代微型化、可穿戴电子产品的发展，极大地刺激了人们对与之相匹配的新概念、高安全、长寿命微型储能器件，尤其是平面化微型电池的迫切需求。平面化微型电池具有高度集成一体化的特点，克服了传统三明治构型电池体积大、机械柔性差、弯曲状态下界面易分离等缺点，是非常具有发展前景的一类新型可穿戴电子器件功率源。团队研发了一种低成本、简单高效、规模化的丝网印刷技术，成功制备出兼具良好机械柔性、高安全和长寿命的新概念水系平面化锌锰微型电池。新型锌锰电池不仅具有环境友好、高安全的特点，而且表现出超长的工作寿命。此外，印刷基底的多样性还能满足不同应用场景的需求。

神经解码器可将对话脑活动实时转为文字

据英国《自然·通讯》杂志7 月30 日发表的一项神经学研究，美国加州大学旧金山分校科学家报告了神经解码器方面的最新进展，其可以将问答对话的相关脑活动，实时转化为文字记录。大脑皮层包含不同的区域，其中的神经活动会编码语音感知与生成。此前研究表明，这种脑活动可以被解码，但是一直以来的研究都侧重于将听说任务分开进行解码。此次，研究人员爱德华·张（音译）及同事，在模拟的问答对话试验中，通过脑活动解码了语音感知与生成。研究的被试者为3 名正在接受癫痫治疗的患者，他们要听一系列问题，并通过一套规定答案口头回答问题。研究团队将被试在这过程中脑皮层活动记录下来，之后这些数据被用于训练语音检测和解码模型。结果显示，通过解码问题，他们能够利用所得信息提高被解码答案的准确性。而且对于生成语音和感知语音的解码，其准确性分别提高到61%和76%。