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今日科技话题神威E级超算原型机用稻壳制

1神威E级超算原型机正式启用

▲8月5日,在国家超级计算济南中心,工作人员在巡视存储设备运转情况。

运算速度达每秒百亿亿次的E级计算机,被称作“超级计算机界的下一顶皇冠”。8月5日,国产超算研制向着这一皇冠又迈进了一步:神威E级超算原型机在国家超级计算济南中心完成部署,并正式启用。

神威E级超算原型机,由国家并行计算机工程技术研究中心联合国家超级计算济南中心等团队,经过两年多的关键技术攻关与突破,最终成功研制并部署投用。这一原型机系统,主要由硬件、软件和应用三大系统组成。其处理器、网络芯片组、存储和管理系统等核心器件全部为国产化。

这一原型机的系统软件,由完全自主研发的神威睿思操作系统、神威睿智编译器等构建。运算系统全部采用“神威+”众核处理器,高速互连网络系统全部采用申威网络交换芯片、申威消息处理芯片,这些关键部件均具备完全自主知识产权。存储和管理系统由申威多核处理器构建,实现对该领域产品的国产化替代。

据研制团队介绍,在多态融合计算体系结构、新一代申威众核处理器、软件定义海量存储、高效供电和强化相变冷却等方面,神威E级超算原型机均实现了重大突破。同时,研制团队在国产超算上构建了人工智能软件生态链,开展多个大规模人工智能应用。

此前,国家超级计算济南中心已部署有“神威·蓝光”超算系统。作为我国首台全部采用国产CPU和系统软件构建的千万亿次计算机,“神威·蓝光”已运行7年。神威E级超算原型机的运算能力已达到“神威·蓝光”的三倍,体积仅为后者的九分之一,能耗同比下降75%。

截至目前,神威E级超算原型机已完成包括全球气候变化、海洋数值模拟、生物医药仿真、大数据处理和类脑智能等12个领域的35项重大计算任务,未来应用前景非常广阔。

——新华网

2我国科学家率先用稻壳制备出铅炭电池

从吉林大学了解到,吉林大学化学学院林海波团队在国际上率先用稻壳制备成高性能的电池级碳材料,并用这种材料开发出高性价比的铅炭电池,其性能达到国际先进水平。日前,该科研成果已建成百吨级超级电容炭和千吨级电池碳生产线。

林海波介绍,稻壳中含有二氧化硅与碳元素,将二氧化硅除去后可以形成多孔炭,再经进一步活化,就变成极有应用价值的活性炭材料。“这种活性炭拥有大孔、介孔、微孔的多级孔道结构,具有优异的电化学性能。”他说,只有稻壳能带来这样奇妙的效果,其他比如椰壳、棕榈壳等经过处理后获得的碳材料就没有这种多级孔道结构。

经过10余年努力,团队攻克了生物质稻壳基电容炭的绿色制备工艺、稻壳基电池碳添加剂以及铅炭电池负极等关键技术,开发出高性价比的铅炭电池。相较于普通铅酸电池,铅炭电池的循环寿命提高6倍、充电速度提高8倍、放电功率提高3倍,同时具有成本低的优势。

该铅炭电池已经通过国家化学电源产品质量监督检验中心第三方权威机构的测试。该成果已经在国际核心期刊上发表论文50多篇,申请发明专利20多项。

该项成果实现了稻壳基电池碳材料、铅炭电池以及产品应用的完整产业链,主要用于汽车启停电源、汽车混合动力以及储能领域。

——新华社

3癌基因敲除可完全抑制肺癌发生

肺癌是所有肿瘤病症中致死率最高的恶魔。日前,从中科院昆明动物研究所传来了好消息,该所肿瘤干细胞生物学学科组已成功揭示癌基因维持肺癌的发生机制。该成果已在线发表于国际期刊《治疗诊断学》。

据介绍,HUWE1基因是一种泛素化连接酶,它可通过调节底物的稳定性,控制着细胞内大量与肿瘤发生密切相关的生物学过程,例如DNA损伤修复、细胞增殖、凋亡、分化以及细胞内稳态等。大量文献均表明HUWE1在肺癌中过表达,并且HUWE1的过表达可能导致更差的预后,这意味着HUWE1在肺癌中具有癌基因的功能。

为了研究HUWE1在肺癌中的作用机制,赵旭东研究组利用基因操作技术,在肺腺癌细胞系将其敲除,发现HUWE1缺失显著抑制肿瘤细胞的增殖、克隆形成以及致瘤能力。检测HUWE1敲除后其主要底物表达,发现人体抑癌基因P53变化最为显著。进一步的研究显示,HUWE1敲除导致人体抑癌基因P53累积,可抑制肿瘤的发生。这不仅抑制了细胞周期控制复合物活性,从而使肺癌细胞发生阻滞,还下调了缺氧诱导因子,阻止肿瘤内血管生成。为了更深入阐述这种癌基因的作用,他们利用遗传工程小鼠构建了小鼠肺癌模型,发现这种癌基因敲除完全抑制肺癌的发生。结果证明,癌基因HUWE1在肺癌发生发展中充当着必要的角色。

此外,癌基因MDM2也被认为是标记P53人体抑癌基因并促使其降解的主要连接酶;已有结果显示大量抑制癌基因活性激活P53的小分子化合物,都具有明显的抗肿瘤活性。通过分析肺癌数据,研究人员发现MDM2在肺癌和癌旁组织中的表达差异远不及HUWE1显著,并且生存曲线显示MDM2的表达与病人预后没有直接关联。因此在肺癌中HUWE1可能比MDM2更适合作为治疗靶点。

——《科技日报》

4钙的补充对乳母尤为重要

8月1日至7日是第27个“世界母乳喂养周”,为响应其“母乳哺育:生命之根”的主题。7月31日,中国营养学会携手达能纽迪希亚在北京举办了母乳喂养研究发布会暨母乳喂养倡导论坛。会上,中国营养学会妇幼营养分会主任委员汪之顼分享了“乳母膳食与母乳成分及行为研究”,并强调,乳母平均每天通过乳汁分泌而损失的钙多达mg,因此钙的补充对乳母尤为重要。

在两代母亲中的月子期间膳食行为研究发现,两代母亲的牛奶食用频率仅为23.5%,且仍有部分认为蔬菜水果是禁忌食物,这项发现也与纽迪希亚Muru研究的结果不谋而合——在上海乳母产后42天内的调查中,牛奶、蔬菜及水果的摄入均远低于膳食指南推荐,致使乳母钙及其他多种微量营养素摄入不足。

与此同时,从纽迪希亚最新发表的一项中国两城市母乳喂养障碍定性调查中发现,女性长辈对乳母膳食行为及母乳喂养行为产生强大影响力。医护人员、网络的专业科普是支持乳母科学喂养重要的途径,但从研究中可以发现,其影响力有待提高,对于女性长辈的宣教有待加强。

“母乳喂养是生命早期天中非常关键的时期,对于母亲与婴儿都具有短期及长期的健康效应。”中国营养学会理事长杨月欣强调,母乳喂养不应该是妈妈们的个人战斗,而应该成为整个家庭乃至社会共同努力的任务,只有共同携手,才能提高全国的母乳喂养率,以达到《国民营养计划》0~6个月纯母乳喂养的目标。

——《中国科学报》

5科学家找到了天然蓝钻的诞生地

天然蓝钻也许是地球“藏”得最“深”的秘密。一个国际科研团队发现,这种稀有钻石诞生于地幔深处,而使它们呈现蓝色的硼元素可能是板块运动从地壳运送到地幔中的。

美国宝石学院主导的这项研究显示,蓝色钻石可能成为一种独特工具,帮助研究地壳与深层地幔之间的物质流动。

研究人员分析了46块蓝色钻石内部的杂质,发现了一些特殊的矿物组合,它们只有在地幔下层才能形成。迄今发现的其他钻石大多来自地幔上层。

地球表面是厚几十千米的地壳,往下是厚约千米的地幔。地幔分为上下两层,分界线位于约千米深处。天然钻石都是在地幔中的高温高压下形成的,由火山活动运送到地表,其中包裹的杂质是研究地幔物质的“窗口”。

研究小组在新一期英国《自然》杂志上发表论文说,光谱分析显示,蓝钻里最常见的杂质是瓦硅钙钡石结构的硅酸钙,有时伴生着斜硅钙石,还有镁铁硫石和布氏岩在高温高压下退化而成的物质等。杂质特征显示,部分蓝钻诞生于千米至千米深处,即下地幔的上层。

——新华社

6大型强子对撞机首次加速电离铅原子

欧洲核子研究中心日前发布新闻公报称,大型强子对撞机(LHC)首次被用于加速电离的铅原子。此次试验是为检验“伽马射线工厂”设想的可行性,将来希望用LHC产生高强度伽马射线,以进行物理学前沿研究。

资料显示,LHC是世界最大的粒子加速器,此前从未处理过带有电子的原子核,其日常工作是加速质子即氢原子核,有时用于加速不带电子的其他原子核。

铅原子正常情况下有82个电子,将81个电子“剥离”后,只剩1个电子,这使得铅原子变成了带正电荷的离子。7月下旬开展的试验中,LHC使6束这样的铅离子稳定运行了两个小时。

伽马射线是一种波长极短的高能电磁波。根据设想,LHC将原子加速到接近光速,再用激光将其中的电子激发到较高能态,电子回落到低能态时就会释放出伽马射线。

虽然已经有用电子束产生伽马射线的手段,不过LHC产生的伽马射线强度会更高,可用于新型粒子物理学实验,还能帮助探索暗物质。

——《科技日报》




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