今年刚刚颁布的三个诺贝尔科学奖项
两项均与人工智能相关
人工智能可以得物理和化学诺贝尔奖
也可以用于医学研究
近日，广州地区高校
科研成果上新
通过人工智能技术，助力病毒鉴定
借助小小一张薄膜，可实现大幅降温
一起来看看
人工智能助力RNA病毒研究
10月9日，中山大学医学院施莽教授团队与阿里云李兆融团队在《细胞》杂志发表论文，报告了全球范围的180个超群、16万余种的RNA病毒发现，大幅扩展全球RNA病毒的多样性。该研究将人工智能技术应用于病毒鉴定，探索了病毒学研究的新路径。
传统的病毒发现方法高度依赖既有知识，面对RNA病毒这种高度分化、种类繁多且容易变异的病毒识别效率低。在该研究中，研究团队开发了一种人工智能算法，其能对病毒和非病毒基因组序列深度学习，并自主判断病毒序列。利用这套算法，研究团队在来自全球生物环境样本的10487份RNA测序数据中发现了超过51万条病毒基因组，代表超过16万个潜在病毒种及180个RNA病毒超群。其中23个超群无法通过序列同源方法识别，被称为病毒圈的“暗物质”。
使用人工智能对全球病毒圈深度挖掘并分类。
“人工智能的算法模型能够挖掘出我们之前忽略或根本不知道的病毒，这在疾病防控和新病原的快速识别中尤为重要。”施莽说。
通过进一步分析，研究团队报告了迄今最长的RNA病毒基因组，长度达到47250个核苷酸；发现了超出以往认知的基因组结构，展现出RNA病毒基因组进化的灵活性；识别到多种病毒功能蛋白，特别是与细菌相关的功能蛋白，进一步表明还有更多类型的RNA噬菌体亟待探索；发现在南极底泥、深海热泉、活性污泥和盐碱滩等极端环境中，RNA病毒的数量和多样性仍然较高。
新发现病毒的遗传多样性（黄色部分）。
“面对远源的新病毒，现有的病毒分类体系已经显得力不从心。未来，这一体系在门、纲等更深层次的分类上，可能会有大规模的调整。”施莽说，“我们的研究展示了病毒多样性的深度，但广度仍有待更多样本的补充。病毒的多样性远超人类想象，我们目前所看到的仍是冰山一角。”
施莽表示，这项研究与阿里云飞天实验室的AI4S-生物计算团队合作开展，希望未来继续通过跨领域科研合作，充分利用云计算和人工智能的优势，解决生命科学领域的重要问题。
华南理工一项新型制冷技术研究取得突破
近日，华南理工大学科研团队报道了一种具有微三明治结构的聚合物基多孔膜，可用于户外持久高效的被动辐射冷却。这种特殊的孔结构对太阳光有更强的散射效率，表现出超高的太阳光反射率和优异的综合性能，有望将辐射冷却技术推向工业化应用。该项成果由聚合物新型成型装备国家工程研究中心瞿金平院士和张桂珍教授团队取得，相关成果已在《Matter》上发表。
具有微三明治结构的UHMWPE基多孔膜（MAMS）的制备流程。
当前，全球约10%的电量用于室内空调，预计空调制冷需求到2050年将增加两倍。因此，开发绿色清洁、高效、低能耗的新型制冷技术具有迫切需求。其中，基于Mie散射理论、利用多孔结构进行辐射制冷，是一种不需要额外能量输入的被动辐射制冷方法，具有优异的制冷效率和柔性、轻质等特点，是最有希望满足未来制冷需求的技术之一。
要在聚合物基多孔膜上实现高太阳光反射率，就需要开发具备优异机械性能和环境稳定性的材料，这是一项极具挑战性的工作。为了实现大于95％的高太阳光反射率，多孔结构的高孔隙率会不可避免地降低聚合物基底膜的机械稳定性，尤其是在紫外线长期照射的情况下，会导致聚合物的性能减弱。此外，由于大多数孔结构的形状不可控，也阻碍了该类材料在反射性能上的进一步突破。
具有微三明治结构的UHMWPE基多孔膜（MAMS）的环境稳定性。
在本项研究中，学校团队在“聚合物（超高分子量聚乙烯，UHMWPE）-致孔剂（液态石蜡，LP）”体系中战略性地引入球状无机颗粒（SiO2微球），开发出了一种简单且可连续化的“相分离-双向拉伸”技术，在聚合物膜上创新性地实现了一种微三明治多孔结构（MAMS）。该结构利用UHMWPE分子链高度缠结的特性，所形成的紧密聚合物骨架可以有效包裹SiO2微球和LP微滴。其中，SiO2微球在双向拉伸过程中起到关键的支撑作用，使得LP微滴在UHMWPE骨架挤压下形成椭球状。
在双向拉伸作用下，UHMWPE的片晶发生显著滑移并逐渐被取向的纤维晶取代，形成交错的网状结构，UHMWPE的结晶度也得到提升。由于SiO2微球的支撑作用，这一过程还伴随着类椭球状的微三明治结构的形成。高度取向的纤维晶和高结晶度显著提升了聚合物多孔膜的力学强度，即使在60wt%的无机颗粒和68%的孔隙率下，多孔膜也表现出优异的机械性能，拉伸强度达到25MPa，撕裂强度达到88.9N/mm。
具有微三明治结构的UHMWPE基多孔膜（MAMS）的光学性能。
相比传统的球状孔，这种特殊的微三明治多孔结构表现出更为强烈的光散射效率，并在横纵尺寸比≈1.9时达到峰值，为有效太阳光反射提供了充足的界面。最终，MAMS表现出高达99.1%的超高太阳光反射率和92.6的高中红外发射率，并在实际测试中对密闭空腔实现高达10.7℃的大幅降温效果。
具有微三明治结构的UHMWPE基多孔膜（MAMS）的实际降温性能。
得益于UHMWPE基体优异的稳定性和微三明治孔结构对紫外区太阳光的全反射，MAMS还表现出强大的环境稳定性。即使在61.6W/m2紫外灯下辐照240小时（相当于广州市7年的辐照量），以及在强酸或高温环境下，其光学性能和机械性能也几乎没有改变。作为一种新型绿色制冷技术材料，在轻质膜式建筑、车辆、食品保鲜等领域，有着巨大的实际应用潜力。
瞄准方向
紧跟国家重大需求潜心笃行
为广州科研工作者们点赞
资料参考：华南理工大学、中山大学、光明日报、羊城派
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