我国化学前沿科技成果介绍？

一、我国化学前沿科技成果介绍？

最近，化学圈、材料圈和物理圈都在关注一则消息：在近日公布的《2020研究前沿》报告（以下简称报告）中，核心论文篇数和被引频次这两项指标并不突出的无铅储能陶瓷，竟然在化学与材料科学领域Top10热点前沿中排名第一。

无铅储能陶瓷如此出众，受访专家并不意外，他们均提到“环保”和“能源”这两个关键词。

“无铅”相对的就是“含铅”。作为有毒的重金属，铅对人体及环境的影响已广为人知。储能陶瓷一般含有铅元素，如钛酸铅、锆钛酸铅等，其中100克钛酸铅中铅含量高达68克。

由于愈发严格的环保要求以及能源行业转型的需要，“含铅”变“无铅”成为储能陶瓷领域新的研究方向。

“小众”无铅储能陶瓷凭借其“新”，逐渐走向大众，但这仅是让更多人了解无铅储能陶瓷，距离真正走进生活还须时日。

从能源“大热”说起

上述报告由中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心和科睿唯安联合发布。根据报告，无铅储能陶瓷在化学与材料科学领域Top10热点前沿中，核心论文篇数仅有33篇，排名第六；被引频次2130次，更是排在倒数第一。但无铅储能陶瓷领域核心论文的平均出版日期最近，为2017年9月。

相关统计发现，无铅储能陶瓷领域最早论文发表时间在1997年前后，起初只有10篇左右；到2010年，发表量也未过百。无铅储能陶瓷研究热潮从2014年开始，一直热度不减。

上述结果得到了西南大学材料与能源学院教授刘岗的肯定，他及其团队在统计相关论文时，也得到类似的结论。“近五年来，无铅储能陶瓷的论文发表量虽然不是直线上升，但一直呈现稳步上升的趋势。”刘岗告诉《中国科学报》。

巧合的是，2014年后也是能源领域论文增长的阶段。

于是，有分析认为，无铅储能陶瓷方向之所以“热”，并不是学科研究方向发展的自我突破，而是在整个能源大背景下的“再发掘”。原因在于，早期对无铅储能陶瓷的研究集中在介电过程，而没有将其同更绿色的能源应用关联到一起。

“可再生能源的间歇性特点限制了其利用。解决这一问题的关键是，将可再生能源转化为电能存储在装置里。”安徽大学物理与材料科学学院教授汪春昌介绍道。

目前电能储存装置主要有化学储能装置，即电池和固体燃料电池；电化学电容器；介电储能电容器。“介电储能电容器各项指标相对更优。”汪春昌综合分析发现，如果能提高介电储能电容器储能密度，则可减小储能装置的体积，使得其在小型化、集成化的电路系统中的应用更加广泛，甚至有可能超过化学储能装置和电化学超级电容器在储能装置中的应用水平。

储能陶瓷正是介电储能电容器所使用的重要材料，其具有较大的介电常数、较低的介电损耗、适中的击穿电场、较好的温度稳定性、良好的抗疲劳性能等优点，在耐高温介电脉冲功率系统上有应用前景。

然而，目前储能性能优异的储能陶瓷一般含有铅元素。

去年7月1日，欧盟修订的《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》有关铅的豁免条例正式实施。其中，条例明确指出电子电气器件的玻璃或陶瓷（电容中介电陶瓷除外）中的铅，以及玻璃或陶瓷复合材料中的铅的豁免最长至2024年。

“上述条例对储能陶瓷器件还没有明确的规定。”中国矿业大学材料与物理学院副教授蔡子明在接受《中国科学报》采访时表示，“从环保的角度而言，开发高性能无铅储能陶瓷是十分迫切的。”

储能密度和效率要兼顾

无铅储能陶瓷由于具有高功率密度和快速充放电能力，其主要应用领域是功率变换和脉冲功率系统。但专家也表示，含铅陶瓷的优异性能目前还难以在无铅陶瓷体系中实现。

就弛豫铁电体而言，景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院教授沈宗洋告诉《中国科学报》，近年来弛豫铁电体作为储能电容器的研究越来越深入，报道的储能密度和效率均很高，但其并没有反铁电的场致铁电转变特征。

在他看来，最可行的方法是用无铅的反铁电陶瓷替代含铅的反铁电陶瓷。

“考核”储能陶瓷的两个关键指标为储能密度和储能效率，两者无法分开已成为业界共识。

就目前的研究来看，储能密度依然被当作基础和核心，在保证高储能密度的基础上，通过成分改性或结构改性等手段来提高储能效率。“如果从应用角度来看，需要对储能效率给予更多关注。”刘岗告诉记者。

蔡子明表示，无铅弛豫反铁电体系的研究，为无铅储能陶瓷的研究打开了新的思路。

《中国科学报》了解到，李飞课题组的研究就属于这一种。该课题组报道的NBT-SBT弛豫反铁电陶瓷体系，兼具高极化强度、高击穿场强和高储能效率，是最有希望商用的无铅储能陶瓷体系之一。

但当前无铅的弛豫反铁电陶瓷体系报道较少，缘于将反铁电陶瓷调控为弛豫反铁电陶瓷具有一定的难度。

除此之外，基于高性能的无铅储能陶瓷体系，制备出多层陶瓷电容器（MLCC）是当前研究的最大热点。蔡子明告诉《中国科学报》，考虑到成本，开发高性能抗还原无铅储能陶瓷体系具有重要意义。

学科融合促发展

无铅储能陶瓷原本属于凝聚态物理范畴，但因为涉及到“材料+能源”，这一领域被看成是化学、材料和物理之间契合点的产物。

“对于无铅储能陶瓷的研究，亟须不同背景的研究者深入交流，为高性能无铅储能陶瓷的研究和应用提供更多新的解决方案。”蔡子明说。

“无铅储能陶瓷的研究是材料、物理与化学的强交叉。”蔡子明向记者进一步解释道，材料学是无铅储能陶瓷研究的基础，对于无铅陶瓷材料的宏观组成、晶体结构、微观形貌、电畴形貌等的研究均是材料学中的重要方法。

对于无铅陶瓷介电常数和介电损耗以及极化电场响应对温度或频率的变化等内容的理解，都需要以电介质物理或铁电介电物理为基础。而对于无铅储能陶瓷的制备，无论是固相法还是化学法等，都离不开化学学科。

就目前而言，无铅储能陶瓷仍为“小众”，大部分研究人员来自于传统的电子陶瓷类研究机构，一些物理和化学类颇有名气的机构较少涉足这一领域。

刘岗在英国伯明翰大学攻读博士学位时，主攻研究方向是陶瓷成型工艺。2013年回国后，基于西南大学的研究特色，特别是关注到专家学者主持的相关国家项目后，刘岗开始转向功能陶瓷方向，关注无铅储能陶瓷。

刘岗向《中国科学报》介绍，他们团队分别从钛酸钡基和铁酸铋基无铅储能陶瓷体系出发，近期已陆续取得了一些重要进展。

随着国家的重视及越来越多研究人员的进入，中国在无铅储能陶瓷方向的研究水平越来越高。“目前国内对无铅储能陶瓷的研究手段更加丰富，研究范围更加全面。”蔡子明说。

而这一点也在与报告同时发布的《2020研究前沿热度指数》（以下简称《指数》）上得到印证。根据《指数》，在化学与材料科学领域，中国的研究前沿热度指数得分为39.49分，是美国的2.7倍，排名第一，具有明显的前沿研究活跃度比较优势。

其中，中国在无铅储能陶瓷研究热度指数得分为3.11，排名第二

二、前沿科技摘抄？

人工智能是使用计算机模拟模拟人类的大脑，使机器像人类一样能够进行思考和决策，甚至让机器拥有情感。人工智能就像一个刚出生的孩子一样，许多东西都不知道，需要一点点的去学习，直到形成自己的一套思维体系。目前许多科技公司都在研究人工智能，经济学人智库预测，至2025年，银行和政府，医院的AI投资将增加86%。也就是说未来许多简单的工作会被人工智能取代。

二：5G网络

5G的运行速度最高可比4G快100倍，大大降低了延迟，从而实现极速共享数据，消除处理延迟，同时其连接的可靠性，为随时随地实现稳定持续的网络连接提供了有力保障，确保关键任务得以持续、无障碍执行。5G的发展也促使无人驾驶技术的发展，5G的到来会持续的影响的人们生活。

三：虚拟现实（VR）and增强现实（AR）

虚拟现实是将人完全沉浸在一个虚拟的世界里，所看到的东西全都不是真实的。增强现实（AR）是将现实的东西和虚拟的东西进行融合，然后再传入人的视觉，是一种虚实结合的技术，虚拟现实目前应用在许多游戏的场合，是人们具有更好的游戏体验，增强现实人们接触最多的可能就是抖音里的特效。其实增强现实在工业方面也有许多的应用。

四：物联网将进化为智联网

2021年物联网将进化为智联网，以深度结合AI作为提升价值的主要核心。居家环境中，物联网将家里的设备连接，例如通过向智能手机或电子设备助手下达命令，即可打开或关闭家用电器、门锁或照明设备。在医疗业方面，AI将数据加值于流程优化与场域延伸，更快的影像辨识以支援临床决策乃至远端问诊与手术辅助，皆是AI医联网未来整合技术至智慧院所、远距医疗的重要方向。

五：脑机接口

脑机接口是新一代人机交互和人机混合智能的关键核心技术。脑机接口是人脑与计算机或其他设备之间建立的连接通路和控制渠道。通过计算机接收信号，人脑可以直接表达想法或直接通过意念控制机器，是不是有一点科幻片的感觉。

六：量子计算

在计算力方面，量子计算机的计算力将呈现出巨大的优势。比如现在普通计算机需要100年计算出来的方程组，利用量子计算机只需要0.01秒。如此快的运算速度，配合着现在的5G网络，那将发挥出巨大的能量。

七：无人驾驶

随着计算机技术和传感器的发展,越来越多的汽车开始应用无人驾驶技术,无人驾驶给汽车带来了一些革命性的变化。无人驾驶会给人类带来诸多便利。无人驾驶技术的实现将不再遥远，想象一下，以后开车不需要司机是一种什么感觉，人们开车的时间可以充分的利用起来在车里做其他的事情。

八：“云”技术

云技术的发展支撑了许多方面向前发展，包括大数据计算、区块链、人工智能等创新性的服务。帮助企业快速享受到云计算带来的成本和效率优势，全面加速企业数字化创新升级进程，并终将推动云计算产业的再次升级。

三、什么是前沿科技？

对于在某些方面对于人类社会的技术进步具有明显的引导、推动作用的新进的科学理论模糊体系，一般地，都被认为是属于前沿科学范畴！ 许多的前沿科学工作者，由于交流和信息沟通标准问题，对于自己所处的前沿状态并不十分了解和明晰!不能够清晰表达前沿科学理论的初期概念！ 比如：智能机器人、太空生态城、生态还原、生态生化等概念！

四、fpga算前沿科技吗?

算是

FPGA领域一直是前沿领域，现在人工智能，大数据处理领域开始意识到FPGA的巨大使用场景。 当前视觉AI的FPGA应用技术得到了长足发展，Xilinx公司开发出针对开发周期长，成本高，部署难的问题，提出了SOM-自适应系统模块。KV260开发板是搭载SOM的学习和开发平台，价格亲民，适应领域很广，对软件开发者更加友好。 这里总结一下几种FPGA应用技术： FPGA SoC片上系统架构：最多的生产系列是ZYNQ。搭载ARM+FPGA,适用于简单的视觉处理算法，增加了FPGA的灵活性和使用场景

五、物理前沿科技有哪些？

1、寻找希格斯例子

2、蛋白质的立体结构

3、暗能量的问题

4、暗物质的问题

5、不同基本力是否课完全统一

6、物理学基本常数背后是否有特殊的原因

六、科技前沿的成语？

日新月异[ rì xīn yuè yì ]：新：更新；异：不同。 每天都在更新，每月都有变化。指发展或进步迅速，不断出现新事物、新气象。

2、一日千里[ yī rì qiān lǐ ]：原形容马跑得很快。后比喻进展极快。

3、突飞猛进[ tū fēi měng jìn ]：突、猛：形容急速。 形容进步和发展特别迅速。

4、竿头直上[ gān tóu zhí shàng ]：比喻进步很快。

5、瞬息万变[ shùn xī wàn biàn ]：瞬：一眨眼；息：呼吸。在极短的时间内就有很多变化。形容变化很多很快。

七、中国科技前沿城市？

中国科研实力城市哪家强？

综合科研实力：北京，上海，南京，武汉。

科教实力水平: 北京，上海，南京，武汉。

基础前沿科学：北京，上海，南京，合肥。

四大科学中心：北京，上海，合肥，深圳。

科学实力最强的应该属北京，上海，南京，武汉了，科学中心虽然不能决定科研实力的绝对实力和排名，就像四大直辖市一样，天津掉队，重庆是大才强，但是也是很多城市力争的，下一个科学中心按实力应该是南京，但是周边已经有两个科学中心了。

所以武汉，成都的概率要高一些，西安也有一定的可能。

八、高科技科普:探索前沿科技的奥秘

在这个科技飞速发展的时代,高科技已经渗透到我们生活的方方面面。从智能手机到人工智能,从虚拟现实到量子计算,这些前沿科技不仅令人兴奋,更是推动人类文明进步的重要力量。那么,高科技科普到底包含哪些内容呢?让我们一起来探索这个充满魅力的领域。

信息技术

信息技术无疑是高科技科普中最重要的一个分支。它包括:

信息技术的发展为我们带来了无与伦比的便利,也孕育出了诸如互联网、智能手机等颠覆性创新。了解信息技术的原理和发展趋势,有助于我们更好地运用和掌握这些科技成果。

生命科学

生命科学探索生命的奥秘,包括:

生命科学的突破性进展不仅有助于我们更好地理解生命的本质,还可以应用于医疗卫生、农业、环境保护等诸多领域,造福全人类。

新兴科技

除了上述两大传统领域,还有一些新兴科技也备受关注,例如:

这些新兴科技代表了科学前沿,具有巨大的发展潜力。了解它们的原理和应用前景,有助于我们把握未来科技发展的趋势。

总之,高科技科普内容丰富多彩,涵盖了信息技术、生命科学、新兴科技等多个领域。通过科普读物和活动,我们可以增进对这些前沿科技的认识,开阔视野,激发好奇心,为未来的科技发展做好准备。感谢您阅读本文,希望这篇文章能够帮助您对高科技科普有一个初步的了解。

九、科普 化学是什么？

生命科学中，化学与生物学共同研究生命体系的物质组成、存在形式及生命过程中的化学变化。

生命过程实际上是一个复杂的化学过程;生物学与医学均是以化学为基础的,因此,只有生命过程中化学基本问题的突破才能导致生物学和医学的突破.

十、化学科普书？

《趣味化学体验书》是中国纺织出版社2017年出版的一本化学科普书，适合小学高年级及初中生阅读。

在日常生活中，充满了各种令人感到神奇的化学现象。趣味化学体验书通过对这些化学现象的剖析，并结合了许多小实验，向广大小读者们解释了其中蕴涵的科学道理。趣味化学体验书将带领小读者们进入看似神秘的化学世界，了解各种生动、有趣的化学知识。并且，通过读这本书，小读者们可以成为让周围朋友羡慕的“小科学家”。