異構(gòu)結(jié)構(gòu)的案例
西南交大《IJP》：異構(gòu)層狀材料微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能關(guān)聯(lián)的本構(gòu)建模分析
異構(gòu)層狀材料中相鄰層在成分、厚度、晶粒尺寸、晶體結(jié)構(gòu)、晶體取向等方面均可調(diào)可控，因此微結(jié)構(gòu)優(yōu)化具有巨大的空間。與傳統(tǒng)均勻金屬材料相比，異構(gòu)層狀金屬材料可將各組元材料的優(yōu)勢(shì)協(xié)同發(fā)揮，兼具輕質(zhì)、高強(qiáng)、高韌、熱穩(wěn)定、抗輻照、耐磨損和抗疲勞等性能，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，并有望作為結(jié)構(gòu)材料應(yīng)于汽車工業(yè)、航空航天和核防護(hù)等領(lǐng)域。
由于具備典型的層狀結(jié)構(gòu)，界面主導(dǎo)的變形機(jī)制和力學(xué)響應(yīng)是異構(gòu)層狀材料研究的重中之重。近年來，針對(duì)異構(gòu)層狀材料的制備、表征以及單拉和疲勞性能測(cè)試已經(jīng)有豐富的研究成果報(bào)道，然而，層狀材料的本構(gòu)模型研究還相當(dāng)匱乏，材料中的多尺度界面（晶界、層間界面）對(duì)宏觀力學(xué)性能的定量影響不清楚，導(dǎo)致材料微結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)性能缺乏定量關(guān)聯(lián)，限制了材料進(jìn)一步的性能優(yōu)化。
針對(duì)上述問題，西南交通大學(xué)“材料本構(gòu)關(guān)系和疲勞斷裂”研究團(tuán)隊(duì)“多尺度材料力學(xué)”研究組張旭教授（https://faculty.swjtu.edu.cn/xu_zhang/）與中國工程物理研究院總體工程研究所趙建鋒助理研究員、德國埃爾朗根紐倫堡大學(xué)的MichaelZaiser教授、西南交通大學(xué)康國政教授、四川大學(xué)黃崇湘教授等合作，考慮層狀材料中晶界和層間界面引入的非均勻變形，基于位錯(cuò)塞積理論引入不同層級(jí)的界面對(duì)位錯(cuò)的阻礙效果（如圖1所示），導(dǎo)出了幾何必需位錯(cuò)密度和背應(yīng)力演化模型，最終建立了關(guān)聯(lián)層狀材料的微結(jié)構(gòu)與宏觀力學(xué)響應(yīng)的本構(gòu)模型，并對(duì)層狀Cu/Cu10Zn材料進(jìn)行了模擬。
圖1.層狀材料中晶界和層間界面處位錯(cuò)塞積示意圖
所建立的本構(gòu)模型可以很好地描述不同晶粒尺寸的均勻晶粒材料以及不同層厚的層狀材料的單軸拉伸響應(yīng)，如圖2所示。
圖2.
展開 全合成的意義是什么？
在Woodward之前的時(shí)代，科學(xué)家們分離了天然產(chǎn)物，通過各種非常拙劣的分析手段（相當(dāng)于現(xiàn)今的分析手段）例如紅外、質(zhì)譜、非常低分辨率的NMR確定或猜測(cè)其結(jié)構(gòu)。而該天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)其實(shí)是無法被完全確定的，這個(gè)過程就和盲人摸象一樣。那么一般只有一種辦法確定其結(jié)構(gòu)，就是合成它！換言之，在那個(gè)年代，全合成的意義在于確定物質(zhì)結(jié)構(gòu)。
在Woodward的時(shí)代，各種先進(jìn)的分析儀器也開始嶄露頭角，可以更容易更準(zhǔn)確的知道其具體的結(jié)構(gòu)。Woodward大神告訴大家一件事情：自然里面所有合成的物質(zhì)，人類都可以把它在實(shí)驗(yàn)室里做出來。無非就是多少人力和物力的問題。所以這個(gè)階段的全合成在我看來是證明人類的能力。
在Woodward之后的時(shí)代，是小分子制藥的黃金發(fā)展時(shí)期。全合成技術(shù)變得尤為重要，如何更快更有效率的合成分子？以及如何優(yōu)化分子以達(dá)到更好的藥效？全合成已經(jīng)不單單是合成天然產(chǎn)物，降低提純成本的手段，已經(jīng)變成唯一獲得天然產(chǎn)物類似物的手段。
在小分子黃金時(shí)期過后，也就是當(dāng)下……生物制藥開始大行其道，小分子制藥的市場(chǎng)一再萎縮，大批全合成化學(xué)家失業(yè)。很多的合成化學(xué)家其實(shí)開始思考全合成的意義。很多科學(xué)家仍然沿襲之前的思路。解析確定結(jié)構(gòu)，或者優(yōu)化合成路線，在合成中研究出新的方法學(xué)等。
即時(shí)在今時(shí)今日，也有結(jié)構(gòu)解析錯(cuò)誤，最后通過全合成發(fā)現(xiàn)并修改結(jié)構(gòu)的故事。例如Baran大神的Palau'amine的故事，由于一開始提供的結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤致使第一個(gè)全合成誕生的困難。詳見：The Pursuit of Palau'amine。類似的故事在我之前的組也發(fā)生過，合成一個(gè)化合物的Library A-D, 認(rèn)為ABCD四個(gè)化合物僅僅是手性上的區(qū)別，通過全合成后發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)合成出來的分子無法與天然產(chǎn)物的分子的譜圖匹配，最后發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)并非是手性異構(gòu)還是結(jié)構(gòu)異構(gòu)。
展開 Tyrata推實(shí)時(shí)胎面磨損傳感器 輪胎磨損情況危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出信號(hào)
輪胎是由多種性能迥異的原材料組成的復(fù)雜、異構(gòu)的結(jié)構(gòu)，因此測(cè)量胎面磨損情況非常具有挑戰(zhàn)性。電信號(hào)必須穿透大多數(shù)輪胎的核心鋼帶等輪胎所有層，而且對(duì)胎面幾毫米的深度變化都非常敏感。憑借傳感器在設(shè)計(jì)和操作方面的進(jìn)步以及電子設(shè)備和包裝，Tyrata團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在已經(jīng)在韓泰（Hankook）和凡士通（Firestone）鋼帶子午線輪胎等OEM乘用車輪胎上驗(yàn)證了其技術(shù)。安裝在每個(gè)輪胎各個(gè)部分處的傳感器在每次胎面移除1毫米時(shí)，就會(huì)重復(fù)產(chǎn)生可預(yù)測(cè)的回應(yīng)。隨著Tyrata實(shí)現(xiàn)其IntelliTread技術(shù)的商業(yè)化，這一技術(shù)突破促進(jìn)了該傳感器向產(chǎn)品級(jí)包裝和車載集成測(cè)試發(fā)展。
碳化硅，究竟貴在哪里？
以上碳化硅單晶制備的整個(gè)固-氣-固反應(yīng)過程都處于一個(gè)完整且密閉的生長(zhǎng)腔室內(nèi)，反應(yīng)系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)相互耦合，任意生長(zhǎng)條件的波動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)單晶生長(zhǎng)系統(tǒng)發(fā)生變化，影響碳化硅晶體生長(zhǎng)的穩(wěn)定性；此外，碳化硅單晶在其結(jié)晶取向上的不同密排結(jié)構(gòu)存在多種原子連接鍵合方式，從而形成200多種碳化硅同質(zhì)異構(gòu)結(jié)構(gòu)的晶型，且不同晶型之間的能量轉(zhuǎn)化勢(shì)壘極低。因此，在PVT單晶生長(zhǎng)系統(tǒng)中極易發(fā)生不同晶型的轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致目標(biāo)晶型雜亂以及各種結(jié)晶缺陷等嚴(yán)重質(zhì)量問題。故需采用專用檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)晶錠的晶型和各項(xiàng)缺陷。
由以上可以看出，碳化硅制備的工藝實(shí)現(xiàn)條件要求極高有以下幾點(diǎn)：（1）碳化硅粉料合成過程中的環(huán)境雜質(zhì)多，難以獲得高純度的粉料；作為反應(yīng)源的硅粉和碳粉反應(yīng)不完全易造成 Si/C 比失衡；碳化硅粉料合成后的晶型和顆粒粒度難控制；（2）2,300°C以上高溫、接近真空等在密閉石墨腔室內(nèi)完成“固-氣-固”的轉(zhuǎn)化重結(jié)晶過程，生長(zhǎng)周期長(zhǎng)、控制難度大，易產(chǎn)生微管、包裹物等缺陷；（3）碳化硅包括200多種不同晶型，但生產(chǎn)一般僅需一種晶型，生長(zhǎng)過程中易產(chǎn)生晶型轉(zhuǎn)變?cè)斐啥嘈蛫A雜缺陷，制備過程中單一特定晶型難以穩(wěn)定控制，且不同晶型之間的能量轉(zhuǎn)化勢(shì)壘極低又給控制增加了難度，期間的參數(shù)控制、相關(guān)研究需要巨大的研發(fā)成本，這又是導(dǎo)致合規(guī)的碳化硅成本高昂的又一大原因。
（三）污染處理
眾所周知，在國家加強(qiáng)生態(tài)建設(shè)、碳中和、碳達(dá)峰的大環(huán)境下，材料制備的污染問題無疑會(huì)給材料的成本增加一筆隱形投入。
展開 
投影式光固化生物3D打印應(yīng)用：血管與血管化
《ACS Applied Materials & Interfaces》：基于投影的多尺度通道細(xì)胞圖案化支架3D打印（2018）
該研究報(bào)道了一個(gè)基于投影式光固化的3D打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水凝膠支架的快速、高分辨率制造，其可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜通道及多尺度載細(xì)胞結(jié)構(gòu)的制造。使用該系統(tǒng)可制造各種支架結(jié)構(gòu)，如蛇形、螺旋形和分形，到更復(fù)雜的幾何形狀，如仿生樹狀和毛細(xì)管網(wǎng)絡(luò)，通過穿透分析結(jié)果可知，這些支架適合于代謝和營養(yǎng)運(yùn)輸。基于投影式光固化的3D打印系統(tǒng)在多尺度仿生細(xì)胞模式方面的可能性使其在藥物篩選、器官芯片、細(xì)胞研究等方面具有較大的應(yīng)用潛力。
原文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsami.8b03867
4.《Biomaterials》：脫細(xì)胞基質(zhì)墨水的無掃描連續(xù)光固化生物3D打印（2018）
該研究提出了一種利用光交聯(lián)的dECM生物墨水和投影式光固化生物3D打印技術(shù)的微尺度仿生組織制造新方法。該方法可以在短短的幾秒內(nèi)生成非常復(fù)雜的細(xì)微結(jié)構(gòu)，該研究通過使用DLP打印方法對(duì)hiPSCs衍生的細(xì)胞與組織匹配的dECM生物墨水進(jìn)行制造，構(gòu)建出了具有復(fù)雜分支結(jié)構(gòu)詳細(xì)特征的血管網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，再通過生物物理線索引導(dǎo)自發(fā)的細(xì)胞重組進(jìn)入預(yù)先設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)中去，使細(xì)胞在打印結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)很好地生存和成熟。該方法可用于合并多種細(xì)胞類型，創(chuàng)建基于dECM的異構(gòu)組織結(jié)構(gòu)，可以作為研究生物疾病機(jī)制、開發(fā)個(gè)性化藥物以及診斷藥物篩選應(yīng)用的新途徑。
展開 陳義旺、廖勛凡團(tuán)隊(duì)：計(jì)算化學(xué)助力非富勒烯受體分子的激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移特征研究
目前，高效明星受體分子均由富電子（D）和缺電子（A）單元構(gòu)成，其構(gòu)成的D-A結(jié)構(gòu)可以誘導(dǎo)分子內(nèi)電荷轉(zhuǎn)移 (ICT)，減小帶隙、擴(kuò)寬吸收。此外，A-D-A和A-DA'D-A型電子受體的分子構(gòu)筑被認(rèn)為是最有效的設(shè)計(jì)策略。受體材料的本征性質(zhì)對(duì)器件的光伏性能起著至關(guān)重要的作用，而目前關(guān)于受體分子結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)關(guān)系的理論模擬工作較為缺乏，不利于深入理解高效受體分子的結(jié)構(gòu)特性和高效新型受體的進(jìn)一步開發(fā)。因此，通過密度泛函理論 (DFT) 和含時(shí)的DFT (TD-DFT) 模擬，系統(tǒng)地研究A-D-A和A-DA'D-A型非富勒烯受體的結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系和激發(fā)態(tài)電荷轉(zhuǎn)移特征具有重要的指導(dǎo)意義。
針對(duì)上述問題，陳義旺教授和廖勛凡特聘教授團(tuán)隊(duì)在前期工作中總結(jié)了計(jì)算化學(xué)在有機(jī)太陽能電池應(yīng)用中的研究進(jìn)展，有助于理解分子結(jié)構(gòu)-電子性質(zhì)-器件性能之間的關(guān)系 (J. Mater. Chem. C, 2020, 8, 15920)；團(tuán)隊(duì)采用約化密度梯度函數(shù) (RDG) 方法研究了分子間的弱相互作用，從而為三元體系中雙受體的工作機(jī)理提供新思路以及為第三組分的選擇提供新的匹配方法 (Mater. Chem. Front. 2020, 4, 1507-1518)；通過拓?fù)浞治龊挽o電勢(shì) (ESP) 模擬理解同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)的差異，并與器件性能建立內(nèi)在聯(lián)系 (Macromol. Rapid Commun. 2020, 41, 2000454)。在前期工作基礎(chǔ)上，該團(tuán)隊(duì)選擇A-D-A型電子受體IT-4F、DTPC-DFIC以及A-DA’D-A型電子受體Y6為研究對(duì)象，系統(tǒng)研究?jī)深愂荏w材料的光電特性。該工作中，Y6受體的光吸收范圍和能量損失大小介于IT-4F和DTPC-DFIC之間，但其能量轉(zhuǎn)化效率最佳。
展開 當(dāng)可解釋人工智能遇上知識(shí)圖譜
相比于其他結(jié)構(gòu)知識(shí)庫，知識(shí)圖譜的構(gòu)建以及使用都更加接近人類的認(rèn)知學(xué)習(xí)行為，因此對(duì)于人類閱讀會(huì)更加友好
知識(shí)圖譜的優(yōu)勢(shì)
1.4 決策樹模型 vs 基于知識(shí)圖譜的解釋
在可解釋性角度看來，由于知識(shí)圖譜大多數(shù)屬于異構(gòu)圖結(jié)構(gòu)，對(duì)比其他的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有更強(qiáng)的表達(dá)能力以及對(duì)應(yīng)的更多用途的圖算法。基于知識(shí)圖譜的可解釋性通常比之前的解釋方法更有深度更容易讓人類理解。如左圖，是決策樹中抽出的規(guī)則，總結(jié)食物的健康原因。對(duì)比右圖，人工智能模型借助醫(yī)療生物領(lǐng)域知識(shí)圖譜，例如基于路徑得出的解釋，顯然比左圖更容易理解、更有說服力。
決策樹解釋vs知識(shí)圖譜解釋
對(duì)于知識(shí)圖譜在可解釋人工智能上帶來的優(yōu)勢(shì)，以及它們當(dāng)前方法理論、限制以及機(jī)遇，F(xiàn)reddy Lecue博士在2020年的論文On the role of knowledge graphs in explainable AI[4]。給我們從人工智能的Machine Learning、Knowledge Representation and Reasoning(KRR)、Game Theory、Uncertainty in AI(UAI)、Robotics、Computer Vision 和 Natural Language Processing等分支分析了研究方法、可解釋性面對(duì)的挑戰(zhàn)、限制以及機(jī)遇。而本文主要從兩個(gè)方法-基于路徑的方法以及基于嵌入的方法對(duì)知識(shí)圖譜在人工智能中的研究進(jìn)行一個(gè)概述。
02
基于路徑的方法
基于路徑的解釋方法主要應(yīng)用在推薦系統(tǒng)上較多。下面主要介紹一個(gè)KPRN-基于知識(shí)圖譜路徑推理的可解釋性推薦方法。
展開 智芯研報(bào) | 6G：天地?zé)o疆，萬物無界
空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)的控制架構(gòu)
圖源：Science China Information Sciences
圖譯：撰稿人 Cyan
作為一個(gè)分層的異構(gòu)體結(jié)構(gòu)，在空天地海一體化網(wǎng)絡(luò)中，多維異構(gòu)資源的動(dòng)態(tài)協(xié)作對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸、處理、感知和緩存的效率是至關(guān)重要的。在各種網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)一步融合過程中，還存在許多挑戰(zhàn)和機(jī)遇需要進(jìn)一步研究，包括：
移動(dòng)性管理
傳輸網(wǎng)協(xié)議
路由策略
能量效率
2. 全頻譜
為緩解頻譜這一寶貴資源的稀缺性，6G標(biāo)準(zhǔn)提出全頻譜的概念，即Sub-6 GHz、毫米波、太赫茲以及光頻段的全頻譜資源的充分挖掘。現(xiàn)階段，sub-6 GHz和毫米波頻段已進(jìn)行了廣泛研究，但太赫茲和光頻段的無線信道傳輸特性仍需要進(jìn)一步研究。
傳統(tǒng)上，將26.5-300 GHz頻段定義為毫米波頻段，將300-10000 GHz定義為太赫茲頻段。但是，近年來，已普遍接受將100-10000 GHz（或0.1-10 THz）定義為太赫茲頻段。隨著無線通信中流量的爆炸式增長(zhǎng)，太赫茲頻段被認(rèn)為是為6G提供大帶寬和充足頻譜資源的有希望的候選頻段。在6G無線網(wǎng)絡(luò)中，太赫茲通信典型的應(yīng)用場(chǎng)景包括室內(nèi)通信，無線數(shù)據(jù)中心，安全通信場(chǎng)景(譬如軍用網(wǎng)絡(luò))。但太赫茲是否會(huì)成為6G的關(guān)鍵技術(shù)還存在疑問。根據(jù)當(dāng)前技術(shù)的現(xiàn)狀，仍然需要進(jìn)一步解決一些關(guān)鍵挑戰(zhàn)，包括：太赫茲固態(tài)、超外差發(fā)射、太赫茲調(diào)制器、太赫茲信道模型、太赫茲信道估計(jì)、太赫茲波束成形和波束跟蹤，以及太赫茲信號(hào)產(chǎn)生、檢測(cè)、成本、制造等。
作為全球互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵推動(dòng)力，光纖網(wǎng)絡(luò)連接各大洲，構(gòu)成現(xiàn)代通信骨干網(wǎng)，為大都市、城市、城鎮(zhèn)以及越來越多的家庭提供高速數(shù)據(jù)訪問。
展開 自適應(yīng)計(jì)算：AI與碳中和融合時(shí)代的完美答案
高效而靈活的異構(gòu)計(jì)算體系和邊緣智能應(yīng)用的普及帶來的是新一輪的技術(shù)變革，在適者生存的自然法則下，自適應(yīng)計(jì)算儼然成為促成智能化應(yīng)用與碳中和完美融合的標(biāo)準(zhǔn)答案。
生態(tài)系統(tǒng)，是如今科技圈躲不開的體系組成，正如我們謀求的是多物種共存共繁榮的綠色地球一樣，智能計(jì)算領(lǐng)域也需要多種不同生態(tài)共存才能構(gòu)建繁榮的智能化應(yīng)用未來。只需要細(xì)心留意身邊的諸多應(yīng)用，我們就能發(fā)現(xiàn)，兼顧能源效率和處理能力的先進(jìn)系統(tǒng)中已經(jīng)很少依靠單一處理器架構(gòu)運(yùn)作，比如最近流行的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)因?yàn)橐揽看罅亢?jiǎn)單的矩陣乘法和矩陣加法運(yùn)算，因此在效率方面密度更大的GPU甚至更專業(yè)的NPU的計(jì)算效率都要遠(yuǎn)勝于通用的CPU。基于不同任務(wù)的處理需求去選擇不同的處理結(jié)構(gòu)讓異構(gòu)計(jì)算成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流，無論是板級(jí)異構(gòu)體系還是芯片級(jí)異構(gòu)SoC，都將考驗(yàn)應(yīng)用設(shè)計(jì)者對(duì)多種處理架構(gòu)協(xié)同工作的融合能力。異構(gòu)計(jì)算的出現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的運(yùn)算架構(gòu)差異，選擇更為恰當(dāng)?shù)奶幚砥鬟M(jìn)行針對(duì)性任務(wù)執(zhí)行，能大幅提升計(jì)算效率和能源效率，更充分的實(shí)現(xiàn)能效和處理能力的優(yōu)化融合。
但隨之而來的問題是，器件或微系統(tǒng)的復(fù)雜度大幅度提升，對(duì)應(yīng)用的開發(fā)者提出了更為苛刻的要求，即必須從熟練掌握圍繞單一處理架構(gòu)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)榫ㄖ辽賰煞N處理器架構(gòu)應(yīng)用層設(shè)計(jì)的復(fù)合型人才，而熟練掌控兩種處理器體系所需要的知識(shí)積累并非1+1=2那么簡(jiǎn)單。這個(gè)時(shí)候開發(fā)者最需要的是什么？是可以幫助他們快速跨過不同處理架構(gòu)的基礎(chǔ)硬件設(shè)計(jì)，盡可能縮減不同硬件體系的應(yīng)用程序開發(fā)兼容性，理想狀況下只需要他們針對(duì)自己應(yīng)用開發(fā)上層的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)。能夠快速幫助開發(fā)者消除異構(gòu)計(jì)算中的處理資源分配的選擇問題，實(shí)現(xiàn)充分發(fā)揮異構(gòu)體系不同內(nèi)核的最高任務(wù)執(zhí)行效率，這就是自適應(yīng)計(jì)算出現(xiàn)的價(jià)值。
展開 封偉Chem Soc Rev：偶氮基光熱能的設(shè)計(jì)、性能和應(yīng)用
因此，利用偶氮苯的反式和順式狀態(tài)之間的結(jié)構(gòu)差異來影響相變性質(zhì)和增加偶氮-光熱材料的能量密度的概念是有趣且有希望的。
圖3光致晶體-液相轉(zhuǎn)變及其相關(guān)焓變的示意圖
增加偶氮-光熱材料的能量密度的另一種策略是增加光穩(wěn)態(tài)下順式偶氮的比例。偶氮苯的光穩(wěn)態(tài)不僅含有順式異構(gòu)體，還含有反式異構(gòu)體。這很容易理解，量子產(chǎn)率越高，在光穩(wěn)態(tài)下順式-偶氮分?jǐn)?shù)越大。因此，我們應(yīng)該想辦法去控制光致異構(gòu)化和反異構(gòu)化的程度和速率。然而許多因素都會(huì)影響量子產(chǎn)率和光致異構(gòu)化機(jī)理，包括偶氮苯的狀態(tài)，順式偶氮的熱異構(gòu)化，輻照波長(zhǎng)，溶劑性質(zhì)，偶氮苯苯環(huán)上的取代基，溫度，π-π*之間的能隙和n-π*能級(jí)以及壓力。
4.2長(zhǎng)儲(chǔ)存周期的偶氮基光熱燃料
眾所周知，偶氮苯的半衰期很大程度上取決于順式 - 反式反轉(zhuǎn)的能壘。 在大多數(shù)偶氮苯衍生物中，半衰期約為數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)或數(shù)天。 短壽命的順式 - 偶氮意味著需要強(qiáng)光照射來維持大部分順式異構(gòu)體處于光照狀態(tài); 由于強(qiáng)光源的熱輻射，這將進(jìn)一步縮短半衰期。 對(duì)于偶氮-光熱材料，這種限制是不希望的。 因此，偶氮光熱材料的效用不僅取決于其能量密度，還取決于其半衰期。 增加偶氮苯的半衰期同時(shí)保持偶氮光熱材料的高能量密度是一項(xiàng)非常具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。 在過去幾年中，科學(xué)家開發(fā)了一些新設(shè)計(jì)的偶氮苯光電開關(guān)，可以為這個(gè)問題提供最佳解決方案。
圖4：具有長(zhǎng)半衰期的偶氮苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)
4.3全光譜運(yùn)行的偶氮基光熱燃料
據(jù)報(bào)道，偶氮光熱材料的充電通常需要紫外線照射。 然而，陽光僅含有約5％的紫外線，這嚴(yán)重限制了偶氮光熱材料的效率。
展開 盤點(diǎn)！美國排名前10的芯片公司
目前，它正在研究高級(jí)設(shè)計(jì)流程，異構(gòu)多核體系結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)處理，信號(hào)處理以及嵌入式系統(tǒng)和FPGA中的高級(jí)應(yīng)用程序。
全球市場(chǎng)：Xilinx總部位于美國圣何塞，在8個(gè)國家/地區(qū)擁有12個(gè)辦公地點(diǎn)，擁有5000多名員工。
收入：2020財(cái)年的收入為31.6億美元。
美國的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
全球銷售市場(chǎng)份額的領(lǐng)先地位還使美國半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)能夠從良性循環(huán)的創(chuàng)新中受益。銷售領(lǐng)導(dǎo)地位使美國工業(yè)界可以對(duì)研發(fā)投入更多，這反過來又有助于確保美國繼續(xù)保持銷售領(lǐng)導(dǎo)地位。只要美國半導(dǎo)體行業(yè)在全球市場(chǎng)份額中保持領(lǐng)先地位，它將繼續(xù)從這一良性創(chuàng)新循環(huán)中受益。
美國半導(dǎo)體公司在商業(yè)模式和子產(chǎn)品方面是市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者，但是對(duì)于某些商業(yè)模式細(xì)分市場(chǎng)，美國產(chǎn)業(yè)落后于其亞洲競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。美國半導(dǎo)體行業(yè)在邏輯和模擬半導(dǎo)體的銷售方面保持著市場(chǎng)份額的領(lǐng)導(dǎo)地位。但是，對(duì)于存儲(chǔ)器和分立半導(dǎo)體，其他國家的行業(yè)處于領(lǐng)先地位。
同樣，就商業(yè)模式而言，美國在某些領(lǐng)域領(lǐng)先，但并非全部。
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“萬能芯片”之戰(zhàn)
英特爾的“定制邏輯連續(xù)體”，圖源丨英特爾
走向異構(gòu)計(jì)算
FPGA的確擁有絕佳的性能和時(shí)延優(yōu)勢(shì)，但芯片單價(jià)高、峰值計(jì)算能力較低、上手難度高是未能解決的問題。
邏輯芯片發(fā)展至今，單一計(jì)算體系結(jié)構(gòu)已無法滿足當(dāng)今最流行的應(yīng)用所需性能和功耗要求，F(xiàn)PGA正朝向異構(gòu)計(jì)算的方向發(fā)展[10]。異構(gòu)計(jì)算，是將不同架構(gòu)處理芯片整合到一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)工作的方式。
具體實(shí)施的方向包括兩種：其一為芯片級(jí)集成，即將CPU IP、GPU IP、DSP IP等集成到單一SoC內(nèi)；其二為板級(jí)集成，將CPU、GPU、FPGA、ASIC等放在一個(gè)板上組合。
將這些不同邏輯器件整合起來，用不同架構(gòu)去處理不同類型數(shù)據(jù)，根據(jù)處理速度或帶寬要求進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)揮CPU、GPU、FPGA、ASIC各自的專長(zhǎng)，就能各取所需，打好組合拳。
從巨頭近幾年收購的動(dòng)作就可看出，行業(yè)早已認(rèn)識(shí)到未來計(jì)算不可能憑借單獨(dú)的CPU、GPU、FPGA器件獨(dú)領(lǐng)市場(chǎng)：x86架構(gòu)的英特爾收購Altera FPGA，x86架構(gòu)的AMD計(jì)劃收購賽靈思FPGA，GPU“大王”NVIDIA瞄準(zhǔn)Arm架構(gòu)（旗下?lián)碛蠧PU IP）。
FPGA正在邁向異構(gòu)系統(tǒng)的時(shí)代。
展開 國產(chǎn)仿真軟件的星星之火何以燎原？
ESCAAS強(qiáng)熱流固耦合整體求解框架
（來源：云翼超算）
邁曦軟件
邁曦軟件以湖南大學(xué)多年在CAE算法和單元理論、接觸方法、CPU/GPU異構(gòu)并行技術(shù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化與設(shè)計(jì)、高維建模體系以及工業(yè)知識(shí)軟件化方面的積累為技術(shù)核心，打造了國產(chǎn)自主通用結(jié)構(gòu)CAE分析軟件平臺(tái)Mx.Implicit、國產(chǎn)自主顯式動(dòng)力學(xué)分析軟件Mx.Explicit、國產(chǎn)自主復(fù)雜裝備的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺(tái)MxDesign、智能優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)品NodeFlow等核心產(chǎn)品。
邁曦產(chǎn)品的整體構(gòu)架（來源：邁曦軟件）
中國科學(xué)院電工研究所
中國科學(xué)院電工研究所是我國電氣科學(xué)與工程技術(shù)領(lǐng)域的國家科研機(jī)構(gòu)，旗下工業(yè)仿真計(jì)算技術(shù)研究部主要從事數(shù)值模擬仿真與可視化分析的科學(xué)與工程計(jì)算軟件的研發(fā)，開展面向能源、信息、制造、材料等工業(yè)領(lǐng)域的仿真、設(shè)計(jì)、優(yōu)化和驗(yàn)證。其中，EMPbridge電磁及多物理耦合分析軟件平臺(tái)由工業(yè)仿真計(jì)算技術(shù)研究部資深計(jì)算電磁學(xué)專家任卓翔領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)研發(fā)，具有完全自主可控的底層代碼，涵蓋了從前處理、場(chǎng)求解器到后處理的全流程分析，同時(shí)支持電-熱、磁-機(jī)等多物理耦合建模仿真。
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