研究人员利用核磁共振波谱设计更安全、更高性能的锂电池

摘要：今天（5 月 20 日）发表在《焦耳》（Joule）杂志上的一篇新论文中，哥伦比亚工程公司的一个团队详细介绍了如何利用核磁共振光谱技术设计锂金属电池的阳极表面。这项研究提供了新的数据和解释，说明这些方法如何为这些表面的结构提供了独特的视角，对电池研究界提供帮助。 团队负责人、化学工程副教授劳伦-马贝拉（Lauren Marbella）说："我们相信，有了我们收集到的所有数据，我们就能帮助加快锂金属电池的设计，并帮助消费者安全地使用这些电池。"使用锂金属阳极而不是石墨阳极的电池，就像我们的手机和电动汽车中使用的电池一样，将使包括半挂卡车和小型飞机在内的电气化交通工具更加经济实惠、用途更加广泛。例如，电动汽车电池的价格会降低，同时续航里程会延长（从 400 公里延长到大于 600 公里）。然而，锂金属电池的商业化仍遥遥无期。锂金属是元素周期表中最活跃的元素之一，在正常使用电池的过程中很容易形成钝化层，影响阳极本身的结构。这种钝化层就像银器或珠宝开始褪色时产生的钝化层，但由于锂的活性非常高，电池中的锂金属阳极一接触电解液就会开始"褪色"。钝化层的化学成分会影响锂离子在电池充电/放电过程中的移动方式，并最终影响系统内部是否会长出导致电池性能不佳的金属丝。迄今为止，测量钝化层（电池界称之为固体电解质相间层（SEI））的化学成分，同时捕捉位于该层中的锂离子如何移动的信息几乎是不可能的。Marbella指出："如果我们掌握了这些信息，就可以开始将特定的 SEI 结构和特性与高性能电池联系起来。"新研究提炼了近期的研究成果，其中大部分是Marbella小组领导或参与的，并提出了利用核磁共振 (NMR) 光谱方法将锂钝化层的结构与其在电池中的实际功能联系起来的案例。NMR 使研究人员能够直接探测锂离子在锂金属阳极与其钝化层之间的界面上移动的速度，同时还能读出该表面上存在的化合物。虽然电子显微镜等其他表征方法可以提供锂金属表面 SEI 层的清晰图像，但它们无法精确定位无序物种的确切化学成分，也无法"看到"离子传输。其他可以探测锂在界面上传输的技术，如电化学分析，也不能提供化学信息。通过研究Marbella实验室在过去六年中收集的数据，研究小组发现核磁共振可以独特地感知锂金属上 SEI 中化合物结构的变化，这是解释锂金属一些难以捉摸的结构-性能关系的关键。研究人员认为，将核磁共振、其他光谱学、显微镜、计算机模拟和电化学方法等多种技术结合起来，对开发和推进锂金属电池的发展十分必要。当研究人员将锂金属暴露在不同的电解质中时，往往会观察到不同的性能指标。Marbella的核磁共振实验表明，这些性能变化的产生是因为不同的电解质成分会产生不同的 SEI 成分，并以不同的速率将锂离子输送到阳极表面。具体来说，当锂电池性能提高时，锂与表面的交换率也会增加。他们现在还能看到钝化层应该如何布置。为了达到最佳性能，不同的化合物必须在 SEI 中层层叠加，而不是随机分布。新研究中展示的交换实验可被材料科学家用于帮助筛选高性能锂金属电池的电解质配方，以及确定高性能所需的 SEI 表面化合物。Marbella 补充说，核磁共振是唯一能探测 SEI 中化合物局部结构变化的技术之一（如果不是唯一的话），它能解决离子绝缘材料如何在 SEI 中实现快速锂离子传输的问题。一旦知道发生了哪些结构变化--例如，氟化锂等是否变得无定形、有缺陷、纳米大小--那么我们就可以有意识地对这些变化进行工程设计，并设计出符合商业化所需的性能指标的锂金属电池。核磁共振实验是为数不多的能够完成这项任务的实验之一，它为我们提供了推动负极表面设计向前发展所必需的信息。展望未来，Marbella 的研究小组将继续把核磁共振与电化学结合起来，加深对锂金属电池不同电解质中 SEI 成分和特性的了解。他们还在开发各种方法，以确定单个化学成分在促进锂离子通过 SEI 传输方面的作用。编译来源：ScitechDaily 原文：研究人员利用核磁共振波谱设计更安全、更高性能的锂电池

三星晶圆代工厂正采取积极措施 希望赢得NVIDIA下一代GPU的3nm订单

摘要：韩国新闻媒体FN News 报道称，三星已将获得NVIDIA的芯片订单作为今年的首要任务。长期以来，NVIDIA公司一直使用台积电的先进工艺节点开发 GPU，无论是面向消费者还是数据中心市场。包括 Ada Lovelace、Hopper 和 Blackwell 在内的最新系列均采用台积电的 5 纳米（4N）工艺制造。 三星晶圆代工厂意识到台积电的领先地位，并希望重新赢得NVIDIA这个大客户。为此，他们正竭尽全力确保其采用GAA（Gate-All-Around）架构的 3 纳米工艺节点能够胜任任务，满足NVIDIA的要求。为此，三星在内部实施了一项代号为"Nemo"的战略，意指NVIDIA，每个部门都在努力确保能从芯片制造商那里获得订单。NVIDIA上一次利用三星的代工厂（8 纳米）生产 GeForce RTX 30"Ampere"GPU是专为游戏（客户端）市场设计的，Ampere 的后续产品 Ada Lovelace"GeForce RTX 40"则转向台积电（5 纳米工艺）。到目前为止，三星代工厂预计在 2024 年上半年实现 3 纳米 GAA 工艺的量产。GAA 技术将消除旧式 FinFET 工艺的一些主要瓶颈，但该工艺是否足以赢得NVIDIA的青睐还有待观察。最近有报道称，该公司未能通过NVIDIA的 HBM3E 内存认证程序，这可能会导致业务出现重大挫折，但三星正在确保能够完善其 HBM 内存，并已计划开发下一代 HBM4 架构，预计将于 2025-2026 年间亮相。NVIDIA未来的芯片业务是否会重新选择三星，我们只需拭目以待。在全面转向三星代工之前，我们很可能会看到一些半定制产品。鉴于NVIDIA GPU 的需求量，这家芯片制造商很可能会从所有能拿到手的半导体工厂双源采购芯片，就像过去双源采购 HBM 和封装材料一样。 原文：三星晶圆代工厂正采取积极措施 希望赢得NVIDIA下一代GPU的3nm订单

泄露的官方壁纸暗示了谷歌 Pixel 9 系列的机身颜色

摘要：关于即将发布的Google Pixel 9 系列，我们已经可以把颜色选项添加到我们已知的信息列表中。这些颜色是从Google的一个消息来源直接泄露的一批官方设备壁纸中曝光的。这些壁纸以"漩涡花瓣"为主题，被描述为"抽象花朵的漩涡展示"。 预计Google Pixel 9 将有翡翠色（绿色）、黑曜石色（黑色）、牡丹色（粉红色）和瓷色（金色）。小巧的 Pixel 9 Pro 和更大的 Pixel 9 Pro XL 将有榛色、曜石色、瓷白色和玫瑰色。尽管颜色相同，但它们还是有所不同的。最后，Google Pixel 9 Pro Fold（预计将成为 Pixel Fold 的新名称）将采用更低调的曜石色和瓷色。Google通常会与艺术家或代理机构合作制作新款 Pixels 的官方壁纸，但据报道，这些壁纸是由Google内部自行制作的。今年秋天，Google将推出四款全新的 Pixel 手机--配备两个摄像头的小巧型 Pixel 9 和配备三个摄像头的 Pixel 9 Pro，以及配备三个摄像头的大型 Pixel 9 Pro XL 和 Pixel 9 Pro Fold。 原文：泄露的官方壁纸暗示了谷歌 Pixel 9 系列的机身颜色

在推出GPT-4o之后 ChatGPT移动应用的收入出现了迄今为止最大的飙升

摘要：消费者对最新人工智能技术的需求正在升温。尽管OpenAI 的最新旗舰机型 GPT-4o 在网络上免费提供，但它的推出使该公司在移动领域的收入达到了有史以来最大的峰值。GPT-4o 于上周一推出，可以处理文本、语音和视频，并提供实时响应和一系列情感化语音选项，功能远比以前强大。根据应用智能公司Appfigures的最新数据，这一技术创新也促使更多用户升级为OpenAI的付费订阅用户。 尽管 OpenAI 表示将向免费用户提供 GPT-4o，但这一承诺并没有延伸到其移动版 ChatGPT 应用程序的用户。相反，如果移动用户想体验 OpenAI 最新推出的 ChatGPT Plus，就必须升级到 19.99 美元的包月套餐。这一战略决策增加了移动用户的订阅需求，使 OpenAI 在移动设备上的收入达到有史以来最大的峰值。Appfigures 指出，ChatGPT 移动应用程序的净收入在 GPT-4o 发布当天首次跃升 22%，并在随后几天持续增长。本周二，净收入达到 90 万美元，接近该应用日均收入 49.1 万美元的两倍。(净收入数字是在苹果和Google收取佣金后计算得出的）。该公司发现，上周周一至周五，ChatGPT 移动应用在 App Store 和 Google Play 上的净收入达到了 420 万美元，这是该应用迄今为止最大的一次收入飙升。收入的飙升表明，消费者对尝试最新的人工智能实验有真实的需求，尤其是在移动端，即使它的费用比订阅 Netflix 还要昂贵。更重要的是，数据显示，这一趋势似乎还没有放缓，事实上可能还在持续，甚至有增无减。 原文：在推出GPT-4o之后 ChatGPT移动应用的收入出现了迄今为止最大的飙升

三星推出全球首款QD-LED显示屏 未来可能取代OLED

摘要：三星显示器公司（Samsung Display）在 Display Week 2024 上展示了几款产品，其中包括一款采用了一些业内人士认为可能最终取代 OLED 技术的显示器原型。这家韩国巨头展示了全球首款 18 英寸 QD-LED 显示器，该公司称其为下一代自发光技术。 最近，我们看到 QD-OLED 面板出现在多款电视和显示器上，包括华硕 PG32UCDM。虽然 QD-LED（又名 NanoLED、QDEL 或量子点电致发光）也是自发光技术，但它是直接向量子点供电。该公司解释说："这种下一代自发光技术的特点是 QD RGB 像素通过电流驱动直接发光，而无需 OLED。"三星表示，QD-LED 具有广色域和高色彩准确度的特点，可带来卓越的观看体验。由于不含任何有机材料，QD-LED 不容易出现 OLED 面板常见的长期使用后会出现像素点烧毁的情况。QD-LED 的另一个优势是，面板的稳定材料特性使其可以使用喷墨打印（IJP）技术制造，TCL 已将这种技术用于其 OLED 电视。这提高了制造效率，降低了大批量生产的成本。QD-LED 面板还使用环保的无镉量子点。三星展出的 QD-LED 显示屏并没有最令人印象深刻的规格。它的尺寸为 18.2 英寸，分辨率为 3200 x 1800（202 PPI），亮度仅为 250 尼特。但这是一台原型机，也是三星迄今为止展示的最大的一台，此前曾展示过12.3 英寸和 14 英寸的版本。日本 Shoei Chemical 公司是生产 QD-LED 的 Nanosys 公司的新东家，它表示已计划加速开发这种显示技术，最早可在 2025 年或 2026 年全面投产。FlatpanelsHD指出，QD-LED面临的主要挑战是蓝色量子点的寿命较短。活动期间，三星还展示了其他产品，包括超薄 OLED 面板、裸眼 3D OLED 面板和用于 XR 耳机的 OLEDoS 显示屏。今天早些时候有报道称，TCL 子公司 TCL CSOT 在 Display Week 2024 上展示了一款刷新率为 1000Hz的 4K 显示器。据推测，首款 1000Hz 面板的分辨率为 1080p 或 1440p。 原文：三星推出全球首款QD-LED显示屏 未来可能取代OLED

她，60 岁踏入营养学，却让中国学生有了自己的营养午餐......

摘要：今天是 5 月 20 日。在大众语境中，“520”是一个与爱有关的日子。其实，今天还是一个节日：第 35 个中国学生营养日。1989 年，在营养学家于若木的主持下，中国学生营养促进会制定了 1991 年至 2000 年十年学生营养工作计划，这一计划命名为“护苗系统工程”，其中确定每年 5 月 20 日为中国学生营养日。2001 年 5 月开始，“中国学生营养日”成为法定节日。 这个节日的背后，是一群营养学家为主的科技工作者团结协作、服务人民的大爱。在 1981 年，于若木跟几位同事到大学调研，结果发现大学生不仅营养摄入不够，对营养学的知识也知之甚少。今天，我们都知道膳食营养至少包括：蛋白质、碳水化合物、脂肪、维生素、纤维这几大类。但在四十多年前，很少有人能意识到要全面、均衡地摄入这几类营养。在学校食堂，于若木看到有的人只吃鱼肉，有的又只吃白菜加米饭。中学生的情况更严重。我国几次全国营养普查的结果显示，中学生的营养状况最差。这是因为当时中学很少有食堂，学生父母又大多都要上班，孩子中午只能用冷食凑合，或者在一些不正规的私营“小餐桌”吃饭。过去，在一些偏远山区的学校由于卫生条件差，不少学生都感染过钩虫、蛔虫等肠道寄生虫。这些肠道寄生虫会大量消耗营养，不仅会导致学生营养不良，还会引发缺铁性或者蛋白质缺乏性贫血。60岁，从头学起20 世纪 80 年代，年逾花甲的老太太坚持骑自行车上班，被撞到脚部，骨折了。此后家人不再准许她骑车上班，她就调到离家近的中央书记处研究室的科技组，由此开始踏入营养学的大门。对于若木来说，营养学的重要性，已经在调研结果中不言而喻。但要想改变现状，她亟需大量的、前沿的知识，而这一切，都要从 60 岁从头学起。她向当时的营养学界的泰斗周启源、沈治平、金大勋教授请教。周启源和沈治平都是著名的生物化学家和营养学家，就职于中央卫生研究院营养系，专攻食物营养成分研究。以他们为代表的一批科研工作者们，编制了我国第一部《食物成分表》。从此，中国人常食用的食物中含有哪些营养元素，才有据可依。金大勋是全国营养普查的开创者之一。早在1959年，他就组织并参与了全国第一次营养调查，在实验条件、仪器设备有限的情况下，获取了50万人的四季膳食数据，2万人的生化检查，为后续的营养学工作奠定了重要基础。营养学家金大勋在这些营养学专业人士的引领下，于若木开始深入、系统地学习营养学。据于若木的女儿陈伟兰回忆，为了阅读前沿文献，母亲重新学起了英文。因为涉及到专业知识，于若木在家中到处贴满了卡片，上面都是营养学相关的英文单词。短短几年时间，于若木就能在营养学的国际研讨会上用英文发言了。于若木在显微镜下观察营养元素护苗系统工程然而，即使有了对学生营养现状的了解，也有了相应的专业知识，想推动整个社会改变，也并非易事。于若木心下清楚：这不是一个人能解决的问题，需要政府、学界、业界和整个社会的力量。1988 年，于若木牵头年轻一代的营养学家施承斌、高影君、邓书读，筹备组织了中国学生营养促进会，并于 1989 年 1 月 15 日在中南海怀仁堂举行了成立大会。在专家、政府及各界社会力量的共同协作下，中国学生营养促进会制定了我国九十年代学生营养工作计划，命名为“护苗系统工程”。护苗系统工程主要围绕四个方面开展：营养宣传教育、编纂营养食谱、学生营养调查、营养不良及寄生虫感染防治。在工作中，于若木深刻地感受到，公众对营养学的认识严重不足。根据1982的全国营养调查，我国居民的热量摄入已经基本达标，但蛋白质、维生素的摄入量却不足，这说明大家的饮食结构不合理。有些家长不懂得膳食平衡，长期给孩子吃大量高热量、低营养的食物，导致当时出现了一些超重儿童。为此，“护苗系统工程”将每年的 5 月 20 日定为“中国学生营养日”，并开展为期一周的营养与饮食卫生知识宣传活动，利用多样化的形式，包括报刊、小册子、广播、电视等等途径宣传。此外，根据不同地区的学生，“护苗系统工程”还编制了不同的膳食建议。这要归功于以金大勋为代表的营养学家们做的全国营养普查。他们发现，我国一些地方病和营养状况有关。比如，西北地区的“癞皮病”，实际上是因为缺乏尼克酸（维生素）和色氨酸（氨基酸）。这是因为当地食用的主食玉米中，缺乏这两种人体所需的营养元素。为了摸清楚学生营养不良、肠道寄生虫感染以及贫血的情况，“护苗系统工程”还开展了长期学生营养调查和监测。针对那些已经出现营养不良、寄生虫感染和贫血的学生，也制定了矫正方案。实施学生营养午餐对于学生在学校用餐困难的问题，于若木在和沈治平的一次谈话中，得到了灵感。1983年，沈治平曾受邀去印度参加联合国教科文组织的“学校供膳与教育”的国际研讨会。在研讨会中，他了解到印度有一个邦，为学生提供营养午餐，从而解决了学生的营养不良问题，国际上也不乏类似做法。营养学家沈治平在于若木看来，实施学生营养午餐，不失为一个好办法。但资金来源、原料供应、管理机制，以及涉及到各部门之间的配合，都是复杂的问题。于是，于若木在杭州开展了学生营养午餐的试点。请浙江医科大学营养系朱寿民教授，给学生定制平衡膳食食谱，并在一所学校设置了试验组和对照组。一年后，他们邀请了全国的营养学专家对两组学生进行测定，发现营养餐对学生的身体素质提高益处极大。此后，在杭州总结的经验迅速推广到全国许多城市。1990年，于若木在浙江平湖百花小学指导营养餐工作到如今，学生营养午餐对我们来说，已经成为稀松平常的事了。什么样的饮食才是健康平衡的，每个人都有几分心得。但我们要记得，这背后离不开一代代营养学家的不懈努力。是他们，从一份简单的食物营养成分研究做起，到调查全国人民的营养状况，再到推动整个社会对营养学的观念改变，让中国学生的身体素质得以加强，为国家的未来注入了新的活力与希望。参考文献[1]《于若木画传》，上海社会科学院出版社，出版日期：2014-11-01 原文：她，60 岁踏入营养学，却让中国学生有了自己的营养午餐......