最新科学研究成果

不管你愿不愿意相信，2020年的你正在见证一系列前所未有的挑战，你是否知道中国正在用全世界7%的耕地面积养活着全世界22%的人口。以袁隆平为首的水稻育种团队依然奔波在青岛的滩涂和迪拜的沙漠中，钻研海水稻，为解决水稻生长环境问题而努力着，而就在前段时间更是传来了海水稻在迪拜种植成功的好消息，这意味着一旦海水稻在国内推广，中国2.8亿亩盐碱地将变成希望的田野。除了海水稻以外，作为粮食作物之一的马铃薯也同样重要，为此一位名叫金黎萍的专家专门携带早熟马铃薯新品种踏遍了国内所有地区。过去为了运送粮食，我们看到了京杭大运河，而且我们追求更高的速度，但在追求速度的初期，我们一度被外方在技术问题上为难。巨人的肩膀必须让自己成为巨人主导，研制了5款高速动车组的梁建英工程师曾这样说过，正是因为这种不服输的精神才有了今天的复兴号，高铁如今值得我们骄傲的除了中国速度，还有中国质量。如学者刘家坪就攻克了混凝土收缩开裂的国际难题。其成果运用到港珠澳大桥等重大工程中，并顺利成为了中国高铁建设的基石，而作为高速列车牵引与控制专家的房江骅则拉住了中国高铁的生命。5月27日，你可能正在复兴号上打开手机和看珠峰工程测量登山队成功登顶的新闻，但你或许会像大家一样发出疑问，为什么非要登上珠峰进行测量，实际上除了展现我国地质勘探的实力外，当地珠峰测量高度还可以验证了移动系统的精确度和可用性，从而把科技成果变成可以走进我们生活的产品。中国共有普通成人高等学校共2880所，而美国却高达5300所，所以我国的科研工作者队伍依旧亟待补充，科技的进步不仅仅需要依靠尖端人才的突破，更需要技术扎实的团队推动，每一滴水汇聚成汪洋大海才能掀起更大的浪花。5月30日，全国科技工作者日，向每一位奋斗在一线的科研工作者致以最崇高的敬意。

进化，又称演化（evolution），指的是生物的可遗传性状在世代间的改变，操作定义是种群内基因频率的改变。基因在繁殖过程中，会经复制并传递到子代。而基因的突变可使性状改变，进而造成个体之间的遗传变异。新性状又会因为物种迁徙或是物种之间的水平基因转移，而随着基因在种群中传递。当这些遗传变异受到非随机的自然选择或随机的遗传漂变影响，而在种群中变得较为普遍或稀有时，就是进化。进化会引起生物各个层次的多样性，包括物种、生物个体和分子 。自20世纪20年代以来，形成了这样一个进化理论，建立在基因突变理论基础之上，形成普遍适用于生物学任何分支的统一理论。也就是说，进化和自然选择发生在DNA层面，随着基因的变异和遗传特性随时间推移而进化。但是现在，科学家发现了一种不依赖DNA的自然选择形式，科学家们认为进化可能会在整个其它尺度上发生，而不是通过基因，而是通过粘附在其表面的分子传递。这些被称为甲基的分子会改变DNA的结构，并可以打开和关闭基因。甲基（英语：Methyl group），指一种和甲烷对应的疏水性烷基官能团，化学式为-CH3。甲基常见于许多的有机化合物中，多半是相当稳定的官能团。甲基多半是较大化学分子中的一部分。遗传不是通过基因，而是通过粘附在其表面的分子传递，这样的改变被称为“表观遗传修饰”（epigenetic modifications）。这意味着它们出现在基因组的“上方”或“顶部”。表观遗传学（Epigenetics），其字面意思是遗传学“之上”，是指对DNA的外部修饰，可以使基因“打开”或“关闭”。这些修饰不会改变DNA序列，而是会影响细胞“读取”基因的方式。表观遗传学改变改变了DNA的物理结构。表观遗传变化的一个例子如DNA甲基化，在DNA分子的一部分上添加甲基或“化学帽”，这阻止了某些基因的表达。另一例子如组蛋白修饰。组蛋白是DNA包裹的蛋白质。 如果组蛋白紧紧挤压DNA，则细胞将无法“读取” DNA。放松组蛋白的修饰可以使DNA被“读取”基因的蛋白质所接近。表观遗传学是皮肤细胞看起来不同于脑细胞或肌肉细胞的原因。所有三个细胞都包含相同的DNA，但是它们的基因表达不同（“打开”或“关闭”），从而产生了不同的细胞类型。另一生物，即新型隐球菌酵母，也在白垩纪约50至1.5亿年前的某个时期丢失了甲基化的关键基因。但值得注意的是，以目前的形式，这种真菌在其基因组上仍然具有甲基。这一最新研究发现发表在最近的《细胞》杂志上，由于新发现的进化模式，科学家们认为新孢梭菌能够继续进行表观遗传编辑长达数千万年。研究人员开初并未期望揭示进化的秘密。该小组通常研究新孢梭菌，以更好地了解酵母如何导致人类真菌性脑膜炎。这种真菌易于感染免疫系统较弱的人，并导致所有与艾滋病毒/艾滋病相关的死亡中约有20％死亡。研究人员花了很多时间来研究新孢梭菌的遗传密码，寻找帮助酵母菌入侵人类细胞的关键基因。但是，当有报道称遗传物质带有甲基时，研究小组感到惊讶。科学家们研究了现有的进化树，以追踪随着时间变化的新孢子虫的历史，发现在白垩纪，酵母的祖先同时具有DNA甲基化所需的两种酶。但是沿着这条线的某个地方，新孢子虫失去了进行从头甲基转移酶所需的基因。没有这种酶，生物就无法再向其DNA添加新的甲基-它只能使用其维持酶复制现有的甲基。从理论上讲，即使单独工作，维持酶也可以无限期地将DNA覆盖在甲基中，如果它每次都能产生完美的拷贝。研究小组发现，实际上，每次细胞分裂时，这种酶都会犯错并失去对甲基的追踪。当在培养皿中培养时，新孢梭菌细胞偶尔会偶然获得新的甲基，这与DNA中随机突变的产生相似。然而，细胞失去甲基的速度比获得新细胞快约20倍。研究小组估计，在大约7500代内，每个最后一个甲基都将消失，从而使维持酶无法复制。考虑到新孢梭菌的繁殖速度，酵母应该在大约130年内失去了所有甲基。相反，它保留了数千万年的表观遗传编辑。在新孢梭菌中，许多谜团仍然围绕着DNA甲基化。根据2008年的一项研究，除了在DNA链之间复制甲基外，维持甲基转移酶似乎在酵母如何引起人类感染方面也很重要。没有完整的酶，生物就无法有效地侵入细胞。该酶还需要大量的化学能才能起作用，并且只能将甲基复制到复制的DNA链的空白部分上。相比之下，根据所发布的报告，其他生物体中的同等酶不需要额外的能量即可发挥功能，有时甚至可以与裸露的DNA相互作用，不含任何甲基基团。进一步的研究将准确揭示甲基化在新孢子虫中的作用，以及这种新发现的进化形式是否出现在其他生物中。

这个”神“，并不是客观上宗教里面固定的某个神，它可能是一种能量，也可能是一个远超我们的高等文明，甚至是人类根本理解不了的高纬度生命形态！几千年前，人们的意识中，我们的世界就是全宇宙的中心。几百年前，天圆地方的观念深入人心，敢说地球是圆的，就要面对被烧死的命运。到了现代，科技飞速发展，人们以为自己了解了宇宙，可是最新发现的这几项科学成果让我们意识到：我们可能连这个世界5%的真相，都了解不到！之前的科学理论中，各个星球都因为引力互相吸引，卫星绕着行星转，行星绕着恒星转。后来科学家经过计算，这种说法似乎漏洞百出，因为计算出来的能量远远达不到维持一个星系的稳定运行。于是这时候，”暗物质“被发现了！这是一种我们看不见的超级能量，广泛的存在于这个宇宙之中，维系着各大星系的运行。比所有星系的质量加一起还要多出五倍！现在所有的国家都有团队在寻找”暗物质“的真相。一旦发现它们，我们的科学理论又要改写!如果说”暗物质“是”引力“的能量来源，那么”暗能量“就是”斥力“的能量！宇宙的加速膨胀就是”暗能量“在作怪。这个”暗“字，就代表着它们目前只是科学家的猜测，人类目前的任何射线、电磁波、红外等等设备都检测不到它们，可是它们又着实的在影响着这个世界。打个比方：在你和一盏台灯之间，放一团”暗能量“，你看不见这种能量，还是只能看到面前的台灯。但是如果”暗能量“足够的大，改变了”引力场“，就会出现诡异的”光线折弯“现象。这些现象在宇宙中比比皆是。科学家只能给这些”黑暗能量“给予一个大概的定义，以此来说明为什么宇宙星系的实际运行能量要比观测到的大的多的原因！而可能要改写物理学理论的一项伟大发现，就是”量子纠缠“的发现了。它打破了爱因斯坦光速不可超越的理论，不论在遥远，两个毫无关联的量子也能同时发生相同的变化。这种发现让科学家们为止疯狂。距离不再是不可逾越的！而薛定谔更是拿一只猫来证明：我们的宇宙并不是唯一，多重宇宙很可能存在！我们原来坚信的东西，几千年来，被不断的推翻和重建，发现了一个真相，却看到了更多的未解之谜........人死之后就会结束了吗？”庞加莱重现“会告诉你，在无数亿年后，一个一模一样的你会重新出现，一样的生活轨迹，在无限轮回！宇宙中只有人类一种生物吗？”波尔兹曼大脑“会告诉你，宇宙中不仅还会出现其他形式的生命，甚至连一个星系，都有可能是一种意识形态！宏观宇宙和微观宇宙会告诉你，佛教说的百亿须弥，百亿日月，构成一个三千大千世界，那只是一佛之化土而已。一沙一世界，我们的宇宙是无限的，无限大的宇宙和无限小的宇宙组成了我们的看到的一切，人类不过是其中一个宇宙中微不足道的存在！科学研究的越来越深，疑惑却越来越多。当自己的世界观崩塌的时候，越来越多的人去相信”神学“和研究“哲学”，毕竟我们才了解到仅仅5%的真相，另外的95%是什么呢？也许“神”真的存在，也许有一种奇幻的魔法世界，也许“神仙、妖怪、魔王甚至灵魂”都是以另外的一种形式存在。人类总是愚昧的坚信自己的发现是正确的，到面对浩瀚的宇宙的时候，却心生一种空洞的无力感。世界如此复杂，大可不必为一些小事情难以释怀了！

当今人工智能领域飞速发展，过去各种匪夷所思的事情现在每天都在发生着，各种新科技如雨后春笋般涌现，大有让人应接不暇之势，而中国在该领域更是扮演着重要角色。日前，在重庆智博会上便有大量的黑科技亮相，甚至有些技术让人震惊，下面小编就就选择了7个科技新贵做一介绍，他们分别来自于顶尖高校、顶尖企业。可被人体吸收的电子器件该产品来于浙江大学，是利用纯天然鸡蛋白材料和可降解金属研制出生物兼容的可降解存储器。该存储器核心材料是一层30纳米的蛋白，上下曾分别由镁和钨薄膜金属构成，该器件可被植入人体内，执行体征检测、疾病预警、伤口愈合跟踪等，并能够将信息无线传送给医生或者患者，该器件在干燥的环境下能够存储信息3个月而不变，当被放入水中时，不到3天时间就基本上完全溶解，在人体能能够被、吸收、排出体外，可以说是无任何副作用。石墨烯人工喉该技术研发自清华大学，基于激光直写多孔石墨烯实现声音收发一体化，该人工喉具有平坦宽广的发声频谱，灵敏的声音震动识别能力。因为多数聋哑人是具备喉咙震动能力的，只要能辨别喉咙的振动规律，就可以知道聋哑人想要表达的想法，若器件能够发出可控声音，则可以实现收发同体，因此该集成技术有望给聋哑人带来福音，让他们能够开口讲话。ET工业大脑该技术来源于阿里云，其实去年阿里云就曾推出了ET大脑，其整合了城市管理、工业优化、辅助医疗、环境治理、航空调度等全局能力为一体的ET大脑，全面布局产业AI。阿里云ET大脑将AI技术、云计算、大数据能力与垂直领域行业知识相结合，基于类脑神经元网络物理架构及模糊认知反演理论，实现了从点智能到多体智能的技术跨越，打造出具备多维感知、全局洞察、实施决策、持续进化等类脑认知能力的超级智能体。癌症早筛AI——腾讯觅影该技术来源于腾讯，是一款将人工智能技术运用在医学领域的AI 产品，该产品将图像识别、大数据处理、深度学习应用到医学领域，辅助医生对食管癌、肺癌、糖尿病性视网膜病变、乳腺癌、直肠癌、宫颈癌等疾病的早期筛查，有效提高筛查准确度。这也是腾讯在人工智能医疗领域的一项展示，前文我们提到过百度的无人驾驶技术，阿里的城市大脑，科大讯飞的语音识别。多功能集成电子皮肤该技术来源于中国科学院北京纳米能源与系统研究所，该研究团队提出一种柔性可拉伸拓展的多功能集成传感器，成功将电子皮肤探测能力拓展到感知温度、湿度、紫外线、磁、应变、压力和接近等多种外界刺激。意念可控假肢该技术中国科学院深圳先进技术研究院，该技术是针对上肢截肢者的多自由度的控制系统，原理是当使用者“想象”做某一肢体动作时，大脑产生的神经信号通过臂丛上肢神经传输到功能替代肌肉中，引起肌肉收缩，产生电信号。从体表采集产生的肌电信号，通过“解码”，可以预测使用者想要执行的动作，通过控制器控制假肢完成相应的动作，目前能够帮助截肢者实现简单的喝水、吃东西等动作。L4级自动驾驶新能源汽车该产品来自于长安汽车，我们解释下常常听到的L4是什么意思，L4意味着驾驶员只要输入出发地和目的地就可以去睡觉的技术水平，如果出现系统无法解决，驾驶员又睡着了的情况下，车子会自动靠边停车，等待驾驶员醒来。我们最先听到的L4量产车是不久前的百度全球首发的阿波龙，日前长安汽车也展示了该智能等级的新能源车。小编列举了认为可以颠覆想象的一些国产黑科技技术，希望引起大家对国产技术进步的认可，也希望有志者更多创造出我们大众认为的“不可能”的新技术

新京报讯（记者 樊朔）12月20日，学术期刊《科学》（Science）公布2019年度十大科学突破（2019 breakthrough of the year），人类历史上首张黑洞照片、对抗营养不良的补充剂等科研成果入选。其中，中国科学院青藏高原研究所研究员陈发虎团队和兰州大学资源环境学院副教授张东菊领衔的夏河丹尼索瓦人研究成果也位列其中。科学家利用基因技术，艺术化重建了一个7.5万年前居住在俄罗斯西伯利亚的年轻丹尼索瓦人女孩的面容。 图源：《科学》杂志官网丹尼索瓦人是曾在亚洲广泛存在的神秘古代人种。《科学》杂志评论称，丹尼索瓦人已经困扰了研究人类进化的科学家们十年之久，研究丹尼索瓦人预示着“理解古代生活中基于蛋白质的革命”。今年以来，多项科学研究成果揭开了丹尼索瓦人的“面纱”。这些成果中包括中科院青藏高原研究所研究员陈发虎团队和兰州大学资源环境学院副教授张东菊通过从骨骼中提取出一种胶原蛋白，最终确认一块下颌骨属于丹尼索瓦人。而另一组科学家则利用基因技术，重建了一个7.5万年前居住在俄罗斯西伯利亚的年轻丹尼索瓦人女孩的面容。中科院青藏高原研究所官网显示，自2010年开始，陈发虎带领团队多次对甘肃省夏河县白石崖溶洞所在的甘加盆地进行考古调查，在该盆地内发现多处旷野型旧石器考古遗址。2018年，张东菊带队对化石出土地——白石崖溶洞进行小面积正式考古发掘，发现较厚的文化层堆积，发掘出土1400多件石制品和600多件动物骨骼化石，显示古人类在该遗址曾较长时间生活。通过对夏河人化石开展年代学、体质形态学、分子考古学、生存环境、人类适应等多学科综合分析，发现该化石是除阿尔泰山地区丹尼索瓦洞外发现的首例丹尼索瓦人化石。夏河丹尼索瓦人化石的发现，将青藏高原史前人类活动时间由距今4万年推早至距今16万年。此前，该成果还入选了《Archaeology》杂志2019年度世界十大考古发现。此外，位列“2019年度十大科学突破”第一位的“人类历史上首张黑洞照片”亦有中国科学家的参与。今年4月，人类历史上首张黑洞照片由事件视界望远镜（EHT）捕获。EHT是一个通过国际合作而实现的、由八个地面射电望远镜组成的观测阵列，全球200多名科学家参与该观测计划，其中有16名科学家来自中国。新京报记者 樊朔 校对 危卓

据中新社5月19日电国际学术期刊《自然》最新发表的一篇免疫学研究成果论文称，从SARS(严重急性呼吸系统综合征)治愈者体内分离出的抗体，可以有效阻断新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的传染性。据悉，该项研究所采用的毒株，是从一名2003年SARS治愈者的体内分离出来的。据信这种毒株结构可以抑制人类和动物体内SARS冠状病毒的单克隆抗体，当然也包括新冠肺炎病毒。他们研究了其中25株抗体抑制新冠病毒的潜力，并发现有8株可以与脱毒和感染的细胞结合，其中有一个成为S309的抗体对新冠病毒表现出尤其强烈的中和活性。医疗专家解释称，因为SARS毒株和新冠病毒的毒株在基因序列上属“近亲”关系，此前一直有研究人员提出将SARS冠状病毒纳入新冠肺炎结合研究中去，探究两者的联系。但因为根据DNA数据表明，似乎没有可靠证据可以支撑SARS冠状病毒和新冠肺炎病毒有某种意义上的互通性，研究这种病毒目前来看对解决新冠疫情的帮助可能不大，所以在该课题方面投入的研究力量比较少。但SARS被重新提及是源于一个“偶然”的发现，即《卫报》于五月上旬公布的新冠肺炎病毒变异事件。研究人员在全球发现了其他至少两种其他类型的变异中的新冠肺炎病毒。科学家们担心一旦其他两种或者多种病毒变异成功，那么即使新发明的疫苗遏制住了当前这种大流行病毒，也没有实际意义，其余变异过的病毒还是可以免疫疫苗继续传播，发展为新的大流行病毒。为了预防病毒可能发生的变异，研究人员们重新重视新冠肺炎病毒的“表亲”即SARS病毒（此前有证据表明很可能新冠肺炎病毒是由SARS进化而来的）。试图从中找到与新冠病毒的共通性，在将来新冠病毒以其他变异体流行时，也能根据SARS冠状病毒和新冠病毒（SARS-Cov-2）的关系，控制并消灭掉例如（SARS-Cov-3）之类的变异病毒。自然科研日前发稿称，此次发现的这种S309这一抗体在概念上可以混合使用单克隆抗体，来对病毒实行阻断抑制传播，这是一种全新的控制新冠肺炎病毒的方法。但同时因为发现是最新的，所以新闻稿提醒，它未经过任何人体试验，没有实际试验效果可以佐证该理论的。科学家认为，不管是否能根据最新发现研制出抑制疫苗（实际上需要从零开始，进度比非常落后），但至少来说这一发现的重大意义还在于，我们可以逐步开展对新冠肺炎可能出现的变异病毒的进攻方式了。在之前，我们应对变异只能是束手无策的，甚至世卫组织都因为新冠肺炎的多种变异形态而悲观的认为，最后这种病毒可能无法消灭和人类长期共存。科研人员称，此次发现的新型抗体是很振奋人心的发现，深入研究正在一步步揭示更多这两种病毒间存在的联系，或许在不久后我们不必争分夺秒的和病毒变异来抢时间，而是可以制造出一种将SARS家族一网打尽的手段，届时人类才是真正的战胜了这种病毒，而目前，人类也正在一步步攻克这种危害全人类的病毒。

新华社北京9月15日电题：面向未来做研究——聚焦2020未来科学大奖获奖科研成果新华社记者温竞华、萧海川日前，备受业界关注的2020未来科学大奖揭晓，其中哈尔滨医科大学第一附属医院教授张亭栋、上海交通大学教授王振义院士获“生命科学奖”，山东大学教授彭实戈院士获“数学与计算机科学奖”。因发现三氧化二砷和全反式维甲酸对急性早幼粒细胞白血病的治疗作用，张亭栋和王振义共同获得了2020未来科学大奖的“生命科学奖”。急性早幼粒细胞白血病（APL）曾经是最凶险和致命的白血病之一，化疗曾经是国际上的主流治疗方法，患者的5年存活率只有10％到15％。而近30年来，由于张亭栋和王振义的研究，APL治愈率已达到90%。上世纪70到80年代，王振义首创用诱导分化理论让癌细胞分化为正常细胞的方法，并最终发现全反式维甲酸可以在体外将急性早幼粒细胞白血病细胞诱导分化为正常细胞。几乎在同一时期，上世纪70年代初，张亭栋开启了他使用砒霜（三氧化二砷）治疗白血病的研究。那时，黑龙江省林甸县一个卫生院采用砒霜、轻粉、蟾酥几味剧毒中药配置的药物医治癌症，因效果好引得不少患者前往求治。这引起了时任黑龙江省中西医结合学会理事长、哈医大一院中医科主任张亭栋的注意。作为中西医结合的血液病医生，张亭栋很想在“血癌”上打开缺口，便开始对这一民间中医药方进行探索研究。在经过多次试验论证后，他和同事首次明确三氧化二砷可以治疗APL。在此基础上，王振义等人在上世纪90年代又创造性地提出“全反式维甲酸联合三氧化二砷”的治疗方法，使急性早幼粒细胞白血病的5年生存率从10%提高到95%。张亭栋和王振义的工作在国际上得到了验证和推广，三氧化二砷和全反式维甲酸成为当今全球治疗APL的标准药物，拯救了众多患者的生命。今年的“数学与计算机科学奖”授予山东大学教授彭实戈院士，则是为表彰他在倒向随机微分方程理论、非线性Feynman-Kac公式和非线性数学期望理论中的开创性贡献。三个令人“望而生畏”的研究项目，在金融数学学科领域却有着相当厚重的分量，成为学科的理论基础。它们在金融领域的应用和作用，引领了金融风险控制的潮流。彭实戈也被视作中国金融数学的开拓者。在彭实戈看来，许多科学研究都是立足现在、向未来演化，那么为什么不可以从未来开始、向现在演化呢？他顺着这一思路，在随机控制研究领域形成了倒向随机微分方程理论。开拓金融数学，则源于1992年法国同行的一句提醒。经过查证比较，倒向随机微分方程确实与金融领域关系密切，在量化投资、有价证券、金融衍生品等方面大有可为。而后彭实戈在金融数学和经济学的相关领域获得重要应用，为我国进一步开放和规范金融市场提供了理论和技术支持。如今，彭实戈依然在金融数学领域孜孜以求。他希望自己的理论能为所有的投资者提供风险保护，但在实践中却总会发现新的问题、新的变量需要纳入计算。“一支智能手表，收集再多心跳数据，也无法预测下一秒的心跳情况。”彭实戈说，非线性数学期望理论，就是希望帮助人们在大数据时代，从不确定性中寻找确定性。“科学进展本身就带有很强的不确定性。科学的未来，就在于人们保持对科学的向往。这本身就会推动科学的发展，也是设置未来科学大奖的初衷。”彭实戈说。（完）

2019年度高等学校科技工作会议于2019年12月20日在北京京召开。会上隆重举行了“2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）”颁奖仪式，并2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）获奖代表颁奖。2019年度高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术）授奖项目共315项(人)，其中，特等奖1项（第一完成单位为清华大学）、一等奖116项。在全部授奖项目中，自然科学奖120项，技术发明奖49项，科学进步奖136项，青年科学奖10人。No.1自然科学奖授奖项目情况自然科学奖授奖项目共计120项：一等奖40项、二等奖80项。No.2技术发明奖授奖项目情况技术发明奖授奖项目共计49项：一等奖27项、二等奖22项。No.3科学技术进步奖授奖项目情况科学技术进步奖授奖项目共计136项：特等奖1项、一等奖49项、二等奖86项（含科普类1项）。No.4青年科学奖授奖情况2019年10名青年科学奖获奖者，分别来自清华大学、大连理工大学、复旦大学、北京大学、浙江大学、湖南大学、西安电子科技大学、苏州大学。其中，大连理工大学伊廷华教授、赵珺两位教授获奖，这是大连理工大学首次在该奖项获得突破，并在全国仅10人获此奖项的情况下占据两席，与清华大学并列全国最多。新闻来源：高校科技进展

二维结构范德华半导体InSe在单晶块体形态下，具有超常规的塑性和巨大的变形能力。既拥有传统无机非金属半导体的优异物理性能，又能像金属一样进行塑性变形和机械加工，在柔性和可变形热电能量转换，在光电传感等领域有着广阔的应用前景。近日，西安交通大学材料学院单智伟教授团队与上海交通大学、中国科学院上海硅酸盐研究所等单位合作，在无机塑性半导体领域取得重大突破。相关成果以“Exceptional plasticity in the bulk single crystalline van der Waals semiconctor InSe”为题发表在《科学》（Science）上。研究背景当前，柔性电子领域蓬勃发展，推动着社会的信息化和智能化进程。作为柔性电子器件的核心，半导体材料期望具有良好的电学性能与优异的可加工和变形能力。然而，现有的无机半导体尽管电学性能优异，但通常具有本征脆性，其机械加工和变形能力较差；而有机半导体虽具有良好的变形能力，但电学性能普遍低于无机材料。开发兼具良好电学和力学性能的新型半导体有望推动柔性电子的迅速发展。InSe单晶二维材料对二维材料而言，单层或薄层样品很容易发生弹性变形，表现出一定的柔性；然而，当厚度增大时，二维材料通常因其较弱的层间作用力极易发生解理，因此块体形态下的变形能力很差。图1. InSe单晶块体的超常塑性。（A）晶体结构；（B-D）样品可折叠或弯曲成“纸飞机”、莫比乌斯环、螺旋圈等各种形状而不破裂；（E）沿c轴与（F）垂直c轴方向压缩的应力-应变曲线及压缩前后样品照片。研究发现，不同于多晶形态下的脆性行为，InSe单晶二维材料在块体形态下可以弯折、扭曲而不破碎，甚至能够折成“纸飞机”、弯成莫比乌斯环，表现出罕见的大变形能力。非标力学试验结果进一步证实了材料的超常塑性，其压缩工程应变可达80%，特定方向的弯曲和拉伸工程应变也高于10%。图2. InSe塑性变形机制与机理。（A）刃位错的反傅里叶变换扫描透射暗场像（IFT-DF-STEM）；（B-C）扫描电镜（SEM）下原位压缩实验，揭示了层间滑动与跨层滑移；（D）常见六方结构二维材料的面内杨氏模量；（E）滑移能与解理能；（F）差分电荷密度与（G）晶体轨道哈密顿分布密度（COHP），间接佐证了层间长程作用力的存在。该工作的微观力学测试与表征部分是由西安交大完成：材料学院单智伟教授团队的王悦存副教授为该工作的共同第一作者，单智伟教授为作者之一。史迅教授/研究员、Jian He教授、陈立东研究员为本文通讯作者；上海交大魏天然助理教授、上海电机学院金敏教授为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目的支持。单智伟，主要研究领域为多场耦合条件下微纳尺度材料的结构与性能，主要集中于应用和发展定量的原位电镜变形技术（压痕/压缩/弯曲/拉伸/疲劳+电/热/气氛等）对目前材料研究中的一些焦点问题进行探索。同时致力于通过政产学研用的通力协作，打造具备先进技术和高附加值的陕西镁业精品产业链。2008年开始与西安交通大学开展合作，2010年正式加入西安交通大学。国家杰出青年基金获得者，百千万人才工程入选者，亚太材料科学院院士。现任西安交通大学材料科学与工程学院院长。相关研究成果荣获国家自然科学二等奖、陕西省科学技术奖一等奖、国家级教学成果二等奖，陕西省高等教育教学成果特等奖、美国TMS学会轻金属分会基础研究最佳论文奖、中国百篇最具影响国际学术论文、中国高等学校十大科技进展。王悦存，研究方向:微纳尺度半导体材料力学性能研究；基于原位透射电镜技术的金属表面增强与防护机理研究；金属镁及其合金的腐蚀与防护研究。西安交通大学材料科学与工程学院博士研究生，西安交通大学材料科学与工程学院副教授。素材来源：西安交通大学官微