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速度和精確性均超越人類AI僅用17天獨(dú)自創(chuàng)作41種新材料

《自然》2023 年11 月30 日發(fā)表了兩項(xiàng)重磅研究：最新由人工智能驅(qū)動(dòng)的平臺(tái)GNoME（材料探索圖形網(wǎng)絡(luò)），已可以自行發(fā)現(xiàn)和合成新無機(jī)化合物，包括發(fā)現(xiàn)了超220 萬個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)、17 天便獨(dú)自創(chuàng)作41種新材料，其速度和精確性均遠(yuǎn)超人類。

“深度思維”團(tuán)隊(duì)此次提出了一個(gè)計(jì)算模型，能夠通過大規(guī)模主動(dòng)學(xué)習(xí)，提高材料發(fā)現(xiàn)的效率。這個(gè)程序使用現(xiàn)有的文獻(xiàn)訓(xùn)練，生成多樣的潛在化合物候選結(jié)構(gòu)，然后通過一系列學(xué)習(xí)不斷改進(jìn)這些結(jié)構(gòu)。GNoME 發(fā)現(xiàn)了超過220萬個(gè)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，將結(jié)構(gòu)穩(wěn)定預(yù)測(cè)的精確性提高到80%以上，在預(yù)測(cè)成分時(shí)，每100次試驗(yàn)的精確度提高到33%。

在第二項(xiàng)研究中，加州大學(xué)伯克利分校團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種自動(dòng)實(shí)驗(yàn)室（A-Lab）系統(tǒng)。這種ALab 根據(jù)現(xiàn)存科學(xué)文獻(xiàn)訓(xùn)練，結(jié)合主動(dòng)學(xué)習(xí)，可對(duì)擬定化合物創(chuàng)造最多5 個(gè)初始合成配方。隨后它可以用機(jī)器臂執(zhí)行實(shí)驗(yàn)，合成粉末形態(tài)的化合物。如果一個(gè)配方產(chǎn)量低于50%，A-Lab 會(huì)調(diào)整配方繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，在成功達(dá)到目標(biāo)或窮盡所有可能配方后結(jié)束。經(jīng)過17 天的連續(xù)實(shí)驗(yàn)，A-Lab 進(jìn)行了355次實(shí)驗(yàn)，產(chǎn)生了58 個(gè)擬定化合物中的41 個(gè)（71%）。相比之下，人類研究員需要花費(fèi)數(shù)月去猜測(cè)和實(shí)驗(yàn)。

兩項(xiàng)研究所展示的對(duì)AI 的訓(xùn)練，結(jié)合了計(jì)算力的飛速發(fā)展和現(xiàn)有文獻(xiàn)，其證明使用學(xué)習(xí)算法輔助發(fā)現(xiàn)和合成無機(jī)化合物有著極其廣闊的前景，未來的自主實(shí)驗(yàn)室將能夠以最少的人力、最快的速度去發(fā)掘新材料。

（來源：科技日?qǐng)?bào)）

世界首創(chuàng)技術(shù)為納米金屬材料拍出3D照片

2023年12月1日，《科學(xué)》雜志刊登了重慶大學(xué)科學(xué)家的重要成果：該校材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、電子顯微鏡中心主任黃曉旭及其團(tuán)隊(duì)，利用自主研發(fā)的三維透射電鏡技術(shù)，在世界上首次實(shí)現(xiàn)對(duì)納米金屬塑性變形的研究，并發(fā)現(xiàn)納米金屬塑性變形后其內(nèi)部晶體取向可回轉(zhuǎn)這一反?，F(xiàn)象。

這一重大發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著黃曉旭團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的三維透射電鏡技術(shù)，經(jīng)過十多年的發(fā)展，正式從原理進(jìn)入成熟應(yīng)用階段，實(shí)現(xiàn)了納米材料研究從二維到三維的跨越。

納米金屬材料由于強(qiáng)度高、耐磨性好等特點(diǎn)，應(yīng)用廣泛且影響深遠(yuǎn)。不過材料微觀結(jié)構(gòu)的變化與其宏觀性能上的改變之間有什么樣的因果關(guān)系，還有待科學(xué)研究去揭示。而傳統(tǒng)的透射電鏡技術(shù)，只能觀察材料內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的二維投影?？茖W(xué)家們一直在尋求一種能夠?qū){米材料三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度表征的新技術(shù)。

黃曉旭團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于先進(jìn)表征技術(shù)和納米金屬的研究，并在10 多年前提出了一種利用透射電子顯微鏡對(duì)納米晶體材料進(jìn)行直接三維定量表征的新方法——透射電鏡三維取向重構(gòu)技術(shù)，這一首創(chuàng)性技術(shù)的相關(guān)原理還于2011 年在《科學(xué)》雜志上發(fā)表。

為了讓這項(xiàng)技術(shù)高效、準(zhǔn)確、實(shí)用，黃曉旭團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了原創(chuàng)性技術(shù)研發(fā)，在硬件上研制出電鏡電子光學(xué)與圖像采集控制系統(tǒng)，提升了電鏡的高質(zhì)量數(shù)據(jù)采集速度；在軟件上開發(fā)出高效的數(shù)據(jù)處理分析和三維重構(gòu)系統(tǒng)，從而將納米材料的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從二維圖片變成了三維圖譜。利用這些原創(chuàng)技術(shù)，他們成功開發(fā)了一系列基于電子衍射的三維透射電鏡技術(shù)，其中透射電鏡三維取向重構(gòu)技術(shù)的空間分辨率達(dá)1 納米（1 納米相當(dāng)于百萬分之一毫米）。這些技術(shù)填補(bǔ)了納米級(jí)三維取向重構(gòu)技術(shù)的空白，將大大促進(jìn)三維材料科學(xué)的發(fā)展。

三維透射電鏡技術(shù)可以對(duì)組成納米材料的各個(gè)小晶體進(jìn)行精確描述。這不僅可為建立微觀結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系的新理論模型奠定基礎(chǔ)，還能為開發(fā)控制和優(yōu)化納米材料結(jié)構(gòu)與性能的新途徑提供指導(dǎo)。同時(shí)，相比已經(jīng)在材料科學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用的X 射線三維表征技術(shù)，透射電鏡三維取向重構(gòu)技術(shù)將空間分辨率從微米級(jí)提高到納米級(jí)。

黃曉旭團(tuán)隊(duì)還利用透射電鏡三維取向重構(gòu)技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)對(duì)納米金屬塑性變形研究并發(fā)現(xiàn)納米金屬塑性應(yīng)變可恢復(fù)的反常現(xiàn)象。這一新發(fā)現(xiàn)豐富了納米金屬塑性變形理論，將為先進(jìn)納米結(jié)構(gòu)材料研發(fā)、納米材料使役行為的預(yù)測(cè)和控制，以及微納器件功能優(yōu)化提供指導(dǎo)。

黃曉旭表示，他們計(jì)劃將開發(fā)的相關(guān)硬件和軟件技術(shù)有機(jī)整合，讓整合后的集成技術(shù)能直接安裝到傳統(tǒng)透射電鏡上，賦予傳統(tǒng)透射電鏡三維表征功能，從而助力汽車制造、航空航天及微電子器件等領(lǐng)域的材料研究。

（來源：科技日?qǐng)?bào)）

我國(guó)首款電力電子仿真測(cè)試平臺(tái)規(guī)?；瘧?yīng)用

記者2023年11月26日從中國(guó)電力科學(xué)研究院獲悉，該院歷時(shí)3 年成功開發(fā)出我國(guó)首套電力電子小步長(zhǎng)仿真測(cè)試平臺(tái)（REsim），解決了大規(guī)模新能源并網(wǎng)電力電子裝備小步長(zhǎng)實(shí)時(shí)仿真測(cè)試的難題。

電力電子設(shè)備暫態(tài)特性準(zhǔn)確模擬是解決大規(guī)模新能源基地精準(zhǔn)仿真分析的重要手段之一。據(jù)了解，該平臺(tái)可模擬光伏/儲(chǔ)能自定義拓?fù)渑c電網(wǎng)典型故障工況，支持各類并網(wǎng)變流器模型一鍵導(dǎo)入，可滿足單機(jī)和機(jī)群仿真測(cè)試，最小仿真步長(zhǎng)優(yōu)于1微秒。REsim 從模型精度、仿真精度、電網(wǎng)模型和自動(dòng)化測(cè)試等多個(gè)方面實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破，具備了自主可控的新能源“模型—測(cè)試—分析—報(bào)告”一體化測(cè)試能力。

2023年5月25日，在第十六屆（2023）國(guó)際太陽能光伏與智慧能源大會(huì)暨展覽會(huì)（SENC）上，中國(guó)電力科學(xué)研究院與上能電氣股份有限公司舉行了REsim 的授權(quán)交接儀式，代表著我國(guó)首套全國(guó)產(chǎn)化電力電子小步長(zhǎng)仿真測(cè)試平臺(tái)完成交付。

據(jù)介紹，該平臺(tái)目前已在多個(gè)省級(jí)電科院、光伏儲(chǔ)能逆變器廠家開展應(yīng)用，為新能源弱電網(wǎng)適應(yīng)能力測(cè)試、構(gòu)網(wǎng)型控制技術(shù)開發(fā)和模型參數(shù)一致性校驗(yàn)，提供國(guó)產(chǎn)化替代方案，為我國(guó)新能源并網(wǎng)仿真驗(yàn)證提供了有效支撐。

（來源：科技日?qǐng)?bào)）

我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)海上風(fēng)電研究與試驗(yàn)檢測(cè)基地開工建設(shè)

2023年12月1日，我國(guó)首個(gè)國(guó)家級(jí)海上風(fēng)電研究與試驗(yàn)檢測(cè)基地（以下簡(jiǎn)稱海上風(fēng)電試驗(yàn)基地）在福建省開工建設(shè)。海上風(fēng)電試驗(yàn)基地建成后，將填補(bǔ)我國(guó)尚無大功率全尺寸地面試驗(yàn)平臺(tái)的空白，進(jìn)一步提升我國(guó)海上風(fēng)電設(shè)備的研究與試驗(yàn)驗(yàn)證能力。

海上風(fēng)電試驗(yàn)基地是國(guó)家“十四五”規(guī)劃重大項(xiàng)目，包括陸上檢測(cè)中心和試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)兩部分，主要功能是開展風(fēng)電機(jī)組全尺寸地面試驗(yàn)六自由度加載、超大容量復(fù)雜電網(wǎng)模擬、超長(zhǎng)葉片雙軸高頻加載試驗(yàn)及科學(xué)研究。陸上檢測(cè)中心選址于福建省福清市江陰產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，靠近江陰港碼頭，毗鄰三峽風(fēng)電產(chǎn)業(yè)園，主要建設(shè)25 兆瓦六自由度加載、全尺寸地面試驗(yàn)平臺(tái)和150 米級(jí)葉片試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃建設(shè)6個(gè)陸上試驗(yàn)機(jī)位和20～40個(gè)海上試驗(yàn)機(jī)位，首批20 個(gè)海上試驗(yàn)機(jī)位選址于福建省長(zhǎng)樂外海區(qū)。

據(jù)悉，海上風(fēng)電試驗(yàn)基地建成后，將形成覆蓋最新IEC 及相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的全部海上風(fēng)電性能試驗(yàn)驗(yàn)證能力，試驗(yàn)平臺(tái)拖動(dòng)能力、加載能力、電網(wǎng)模擬能力等多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均為當(dāng)前世界第一，可開展世界上最大容量的風(fēng)電機(jī)組和最長(zhǎng)尺寸的葉片試驗(yàn)及目前國(guó)際上無法開展的海上風(fēng)電機(jī)組全頻率阻抗掃描等試驗(yàn)項(xiàng)目。

記者了解到，海上風(fēng)電試驗(yàn)基地以建成國(guó)際一流的海上風(fēng)電研究平臺(tái)、試驗(yàn)平臺(tái)、交流合作平臺(tái)為目標(biāo)，致力于打造集“技術(shù)研究、檢測(cè)認(rèn)證、設(shè)備制造、建設(shè)安裝、運(yùn)行維護(hù)”為一體的產(chǎn)業(yè)生態(tài)?；亟ǔ珊?，將進(jìn)一步完善海上風(fēng)電技術(shù)創(chuàng)新及服務(wù)體系，為我國(guó)海上風(fēng)電裝備制造企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、運(yùn)營(yíng)單位等產(chǎn)業(yè)鏈上下游提供科研攻關(guān)、試驗(yàn)驗(yàn)證、交流共享全方位的服務(wù)，推動(dòng)形成完整產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

（來源：科技日?qǐng)?bào)）

世界首個(gè)300兆瓦級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目完成廠用受電

2023 年12 月1 日，湖北應(yīng)城，由中能建數(shù)字科技集團(tuán)有限公司和國(guó)網(wǎng)湖北綜合能源服務(wù)有限公司投資，中國(guó)能建中電工程中南院總承包、中國(guó)能建湖南火電承建的世界首臺(tái)（套）300MW 級(jí)壓縮空氣儲(chǔ)能電站示范工程廠用系統(tǒng)成功完成受電。高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量帶電，標(biāo)志著該工程將全面進(jìn)入調(diào)試階段，為后續(xù)機(jī)組整啟和并網(wǎng)發(fā)電提供了有力保障。

中國(guó)能建依托“中國(guó)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟”“中國(guó)能建壓縮空氣儲(chǔ)能研究院”等平臺(tái)，秉持“全自主化、全產(chǎn)業(yè)鏈、全國(guó)產(chǎn)化、全開放式”的合作理念，聯(lián)合行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)、裝備龍頭企業(yè)，以及高校、科研院所，率先啟動(dòng)研發(fā)300MW 大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)。這也是我國(guó)第三批能源領(lǐng)域首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備，在湖北應(yīng)城實(shí)現(xiàn)工程化落地。

該300MW/1500MWh 壓縮空氣儲(chǔ)能發(fā)電機(jī)組及配套設(shè)施，集全綠色、非補(bǔ)燃、高效率、低成本于一體。工程建成后，有望在非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)單機(jī)功率、儲(chǔ)能規(guī)模、轉(zhuǎn)換效率等三個(gè)世界領(lǐng)先。預(yù)計(jì)工程建成后，年發(fā)電量可達(dá)5 億千瓦時(shí)，能源轉(zhuǎn)換效率有望達(dá)70%。而項(xiàng)目投產(chǎn)后，也有望成為世界首個(gè)投入商業(yè)運(yùn)行的300 兆瓦級(jí)非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能電站。

中國(guó)能建湖南火電項(xiàng)目負(fù)責(zé)人龍航介紹，該項(xiàng)目建設(shè)無可借鑒經(jīng)驗(yàn)，團(tuán)隊(duì)專門成立QC課題小組，不斷和設(shè)計(jì)單位共同優(yōu)化方案。項(xiàng)目開工建設(shè)以來，中國(guó)能建湖南火電還成立了壓縮空氣儲(chǔ)能工程技術(shù)攻關(guān)小組，針對(duì)透平機(jī)等主機(jī)設(shè)備安裝、自動(dòng)焊技術(shù)實(shí)施以及儲(chǔ)換熱系統(tǒng)吹掃等工程難點(diǎn)和重點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)。此次，中國(guó)能建湖南火電應(yīng)城項(xiàng)目部編制了詳細(xì)的施工計(jì)劃，積極完善質(zhì)量及安全管理體系和監(jiān)督體系，并按照創(chuàng)優(yōu)目標(biāo)控制施工工藝質(zhì)量，確保了受電的一次成功。

國(guó)網(wǎng)湖北綜合能源公司相關(guān)負(fù)責(zé)人王俊表示，該項(xiàng)目也是國(guó)網(wǎng)湖北電力第一批新型電力系統(tǒng)試點(diǎn)示范項(xiàng)目，項(xiàng)目建成后有望極大緩解該省調(diào)峰能力不足問題，促進(jìn)周邊地區(qū)新能源消納，為電網(wǎng)提供備用和動(dòng)態(tài)無功支撐。

（來源：科技日?qǐng)?bào)）

自主研制！我國(guó)首臺(tái)船舶甲醇燃料供給系統(tǒng)完成驗(yàn)收

2023年12月1日，由中國(guó)船舶集團(tuán)廣東廣船國(guó)際海洋科技研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱廣船國(guó)際?？圃海┳灾餮邪l(fā)制造的國(guó)產(chǎn)首臺(tái)船舶甲醇燃料供給系統(tǒng)完成驗(yàn)收。驗(yàn)收儀式上，廣船國(guó)際和子公司廣船國(guó)際海科院簽訂了10 臺(tái)甲醇燃料供給系統(tǒng)采購(gòu)協(xié)議。

甲醇作為船用清潔燃料，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、安全性和可獲得性，受到全球航運(yùn)市場(chǎng)的廣泛青睞。廣船國(guó)際海科院研發(fā)團(tuán)隊(duì)先后攻克了船舶甲醇燃料供給系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)、供給系統(tǒng)原理及工藝技術(shù)、基于多變量自適應(yīng)反饋控制技術(shù)、高集成撬塊化設(shè)計(jì)技術(shù)、供給系統(tǒng)樣機(jī)研制及實(shí)船應(yīng)用等諸多技術(shù)難點(diǎn)，完成了國(guó)產(chǎn)首臺(tái)甲醇燃料供給系統(tǒng)的自主研制及調(diào)試。經(jīng)測(cè)試，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先水平。2023 年6 月2 日成功獲得由DNV 船級(jí)社頒發(fā)的AIP 原則性認(rèn)可證書，打破了國(guó)外企業(yè)的技術(shù)壟斷。

廣船國(guó)際海科院是粵港澳大灣區(qū)成立的首家高端海洋科技研究院，成立于2021 年12 月。研究院主要聚焦船舶研發(fā)、裝備產(chǎn)業(yè)研發(fā)等重大科學(xué)問題，致力于解決海洋高端船舶研發(fā)和關(guān)鍵技術(shù)“卡脖子”問題，推動(dòng)高端海洋裝備核心配套自主可控，實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化替代。目前，已在MR 成品油/化學(xué)品船、氨燃料、LNG+氫燃料雙燃料項(xiàng)目等新型綠色船舶研發(fā)領(lǐng)域取得了一定成果。

（來源：科技日?qǐng)?bào)）