近期科研成果选编（第6期）
跟踪科研成果，掌握最新动态！
1
核电厂复杂系统智能故障诊断方法获进展
中国科学家在核电厂复杂系统智能故障诊断方法研究方面获进展。该研究基于数据驱动的方法建立了核电厂复杂系统的故障诊断模型，发展出一套基于带精英保留策略的非支配遗传算法和卷积神经网络算法相结合的自适应故障诊断方法，为核电厂复杂系统的故障诊断提供了理论和方法支持。
故障诊断技术是核电厂运行支持系统的重要组成部分，有助于核能生产的安全性和可靠性。目前用于核电厂复杂系统故障诊断的网络结构需要专业人员设计，消耗时间长，诊断效率低。因此，如何优化故障诊断的网络结构、提高诊断的效率和准确性是一项具有工程意义的研究工作。
论文链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0306454921002024?via%3Dihub#!
2
20纳秒写入/擦除时间超快非易失存储器
发展高性能存储器件在现代电子学的革新中扮演关键角色。在海量数据存储和超快数据处理的需求驱动下，发展超快非易失性存储器件势在必行。当前，存储领域面临的主要问题有：操作速度慢、数据保持时间短、数据维持性差、擦除/写入比低等。随着器件尺寸的进一步缩微化，为了满足日益增长的存储容量的需求，硅基技术很快便会达到极限。其中，关键挑战在于超薄硅体材表面不可避免地存在大量的界面悬挂键，从而造成器件性能的严重退化。因此，亟须寻找原子级锐利的界面，并能将其无缝地集成到器件层级结构中。
中国科学家利用二维范德瓦尔斯异质结的原子级锐利界面及增强的界面耦合特性，无须修改商用的器件结构，首次构筑了超快、非易失浮栅存储器件，实现了其纳秒级（~20 ns）的读写时间（商用闪存器件为百微秒）、极高的擦除/写入比（~1010）和极长的存储时间（10年以上）。这对于发展未来高性能非易失存储器具有重要意义，也为进一步开发基于范德瓦尔斯异质结构的高性能电子器件提供了一种创新思路。未来在应用上的挑战主要是高质量、大面积hBN和二维原子晶体沟道材料的外延生长及其集成器件的构筑。
论文链接：
https://dx.doi.org/10.1038/s41565-021-00904-5
3
杂化铁电半导体研究取得进展
铁电半导体的自发极化与光生载流子相互作用，孕育产生了具有重要应用前景的物理特性，成为发展新型光电器件的有力候选材料。近年来，二维RP-型钙钛矿在该领域崭露头角，然而，其晶体结构中相邻的有机离子层之间通过范德华弱相互作用连接，不利于维持自身结构的稳定性。在实现RP-型晶格铁电性的前提下，如何消除或降低层间能隙、增强结构稳定性是该方向面临的一项挑战性课题。
在前期工作基础上，中国科学院研究人员提出了一种新颖的结构组装策略，通过引入柔性羧酸胺基元，利用氢键作用来消除/降低晶体结构中的能隙，从而增强铁电化合物的结构稳定性。该研究首次利用同构型反式异构体的结构基元设计二维RP-型铁电体，通过氢键作用消除/降低范德华能隙的策略为设计合成新颖铁电材料提供了重要参考。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c12513
4
中国科学家提出光催化多元醇制合成气新方法
近日，中国科学家在光催化生物质多元醇制备H2和C1产物研究中取得进展，利用表面硫酸根修饰的CdS催化剂（[SO4]/CdS），实现了室温可见光下将生物质多元醇转化为合成气。从生物质制备合成气主要通过高温（400至700°C）气化方法，该方法反应条件苛刻。因此，采用光催化方法实现常温条件下的生物质制备合成气过程具有广阔前景。
科研人员利用等离子体氧化法制备出表面具有硫酸根的[SO4]/CdS催化剂，[SO4]可以作为质子受体，有效缩短质子传输的距离，促进质子耦合电子转移过程（PCET）。该催化剂在光催化生物质多元醇制合成气反应中，一氧化碳和氢气的产生速率分别是CdS的9倍和3倍。该研究为光催化剂活性调控提供了新思路。
论文链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c00830
5
中美科学家破解噬菌体特殊DNA
近日，中国科学家与美国科学家一起，在生命科学领域取得突破性研究成果：解析了一种特殊DNA的合成机制，并发现了这种特殊DNA遍布全球，大量能感染细菌的病毒（这种病毒也称为噬菌体）都含有这种DNA。
这项重大发现对生命起源、物种进化、系统生物学的研究具有重要理论意义。该成果潜在应用价值广阔，包括超级耐药菌感染的治疗、绿色无抗生素畜牧饲料和食品保存技术开发、新型纳米材料制备、DNA信息存贮等。
