神奇材料“家族”聪明机器“头脑” 工博会中科院展区魅力十足

既有“颜值”又具智慧，“才貌双全”素来是人们追求的目标。事实上，新材料和人工智能始终是现代高科技的两大“永恒的主题”。在第20届中国国际工业博览会现场，新民晚报记者在中国科学院展区深刻领略了神奇材料“家族”和聪明的机器“头脑”的巨大魅力。

中科院向公众集中展示了来自全国各地25支科研“国家队”的100余项参展项目，其中3项自主创新技术和产品获得嘉奖。由上海航天技术研究院和中科院上海技术物理研究所等共同研制的中国首颗高光谱综合观测卫星“高分五号”，荣获特别荣誉奖。其中，上海技物所承担“高分五号”核心载荷——红外地平仪和可见短波红外高光谱相机研制工作。上海技物所的另一成果——“风云四号”静止轨道干涉式大气垂直探测仪，荣获本届工博会创新银奖。同样荣获创新银奖的，是中科院上海微系统与信息技术研究所的“世界最快相变存储材料与嵌入式相变存储器”项目。

材料“家族”故事多

世界最快相变存储材料，为何能如此神速地读写芯片？科研人员告诉记者，这是用晶体和非晶体两种材料来“演绎”计算机“二进制”，再经过光刻机的精细刻画，便可以将存储芯片的读写速度显著提升。采用上海微系统所发现的新相变材料锗锑碲合金（Ge-Sb-Te）来打造芯片，不仅读写速度大幅提高，读写次数明显增加，功耗大幅降低，而且即使意外断电，存储数据也不会丢失。这一新材料目前已被成功打磨成一系列芯片产品。其中，包括国际上第一款量产的嵌入式相变存储器芯片产品，已应用于打印机墨盒，仅去年便已生产1600万颗；世界上最小单位尺寸的只读存储器芯片，单元面积只有头发丝截面十八万分之一左右，存储容量却可达到16兆字节，可让存储器的成本下降80%。

上海微系统所近20年在新型相变材料研发上可谓厚积薄发，后续发现的“世界上速度最快的钪锑碲（Sc-Sb-Te）相变材料”，获得世界著名学术期刊《科学》（Science）的高度肯定，后者的评论文章认为这一相变存储技术的新发现预示着下一代存储器的到来。如果在神经网络计算中使用这种存储器，功耗会进一步大大降低，速度也会再提升几个数量级。记者在工博会现场了解到，用最新相变材料钪锑碲制造芯片，目前正处于工程化验证阶段。而已成功开发的锗锑碲芯片，则将努力扩大存储能力。所有这些，未来很有可能在计算机存储领域掀起一场革命。

让“纸能包住火”成为现实的上海硅酸盐所原创发明——生物相容性多用途耐火纸，城市环境研究所出品的“好清洗的膜”——在上海、北京、广东、贵州、湖南和福建等地已成功应用的耐污染平板膜组件……记者在本届工博会中科院展区，还见识了各种各样神奇的新材料。其中，尤其让人印象深刻的关键词是——金属。

图说：液态金属打印机董纯蕾摄（下同）

金属，大家习以为常的状态是固态，其实液态金属也好用。曾经在科幻电影里才会出现的液态金属，正经过科学家的研究，走入可穿戴设备、智能服饰、软体机器人、医疗康复等领域。中科院理化技术研究所的“梦之墨”液态金属电子电路打印机，能直接打印既精美又实用的电路图，有效避免了传统电路制作的工艺复杂、制作周期长、对环境有腐蚀等缺点，实现了低成本的电路板“DIY”。中宣液态金属科技有限公司研制的“梦之墨”液态技术电子油墨，可打印电子标签、集成电路、发光二极管、复杂大面积柔性电路、个性化电子电路。它长得和水银颇有几分相似，科研人员用它开发出液态金属无汞体温计，已获多国药监部门认证。

机器“头脑”本领大

各式各样的机械臂，是中科院展区的另一大吸睛之处。沈阳自动化研究所，在本届工博会上展示了多项智能杰作。双臂机器人智能冲压生产线，依据仿生原理，将双臂机器人植入压力机中，实现自动化冲压。机器人能像人一样用两只手协同工作，一手上料一手下料，动作协调，效率大增。另一种双臂机器人，每个手臂均包含6个自由度，也就是说可模拟6个“关节”，动作更灵活，可胜任分拣、搬运、紧固、包装等多种作业，目前已应用于餐饮拎手、装配检测、包装码垛等多个行业。

图说：废旧金属智能分选装置

不仅有灵活的双手，还有火眼金睛，中科院沈阳自动化研究所展示了机器自动化装置的十八般武艺。废旧金属智能分选装置，采用激光诱导击穿光谱（LIBS）技术，将上料、视觉定位、激光检测、拣出、分析控制等功能集于一个机器中，只消几分钟便能实现废旧金属的全自动分类；便携式元素成分分析仪同样采用LIBS原理，通过一个轻巧的手持终端，便能准确识别分析金属的元素成分。