Year: 2025

面向机器学习的未来（从左上角顺时针）：Jay Lee、Jimeng Sun、Pierre Gentine 和 Kyle Cranmer。   IOP 出版社旗下的机器学习期刊系列（Machine Learning Series）是全球首个专注于机器学习及人工智能在科学领域中的应用与发展的开放获取期刊系列。 该系列的重要组成部分包括创刊于2019年的 Machine Learning: Science and Technology期刊，该刊致力于连接机器学习在各类科学领域中的应用与前沿进展。Machine Learning: Earth期刊聚焦机器学习和人工智能在地球、环境与气候科学中的广泛应用；Machine Learning: Health期刊涵盖医疗、医学、生物、临床及健康科学；Machine Learning: Engineering期刊则关注应用型人工智能和非传统机器学习在复杂工程问题中的创新实践。 在本文中，四本期刊的主编将共同探讨机器学习日益增长的重要性，以及他们对未来发展的思考。 Kyle Cranmer是美国威斯康星大学麦迪逊分校的粒子物理学家和数据科学家，同时担任 Machine Learning: Science and Technology（MLST）的主编。Pierre Gentine是美国哥伦比亚大学的地球物理学家，担任Machine Learning: Earth主编。Jimeng Sun是美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的生物物理学家，担任Machine Learning: Health主编。机械工程专家Jay Lee来自美国马里兰大学，担任 Machine Learning: Engineering主编。 访谈详情 访谈问题：过去十年中，机器学习研究为何呈现爆发式增长？ Kyle Cranmer：这是多重因素共同作用的结果。深度学习最初的成功得益于基准数据集、GPU计算的发展以及一系列算法创新。此后，强大且易用的工具不断涌现，大幅降低了入门门槛，并推动了惊人的进步。 Pierre Gentine：机器学习正在改变许多物理学领域，它能够加速物理模拟，处理多模态数据，并帮助我们作出更好的预测。 Jimeng Sun：过去十年，机器学习模型在现实任务中不断达到甚至超越人类水平，不仅是在基准数据集上，更在医疗影像、临床文档、语音识别等直接影响效率与准确性的关键场景中。当 机器学习被证明能够稳定地表现出“人类级”水平后，各领域开始意识到它在重塑高劳动强度流程方面的潜力。 Jay Lee：传统上，机器学习的发展依赖算法、大数据和计算能力三大支柱。过去十年的高速增长，则源于数据激增、计算力提升、开放工具普及、商业驱动与突破性研究在全球互联生态中形成的完美风暴。   访谈问题：在机器学习领域，哪些方向最令你们期待？为什么？ Kyle Cranmer：生成式AI与自监督学习的发展令人振奋。我这里指的生成式AI更多是概率机器学习模型，它们在大量科学应用中具有巨大潜力。自监督学习的进步也让我们能够想象更广阔的机器学习应用场景，而不仅限于监督学习任务。 Pierre...

特刊详情 客座编辑 Sin Jin Tan 马来西亚伍伦贡大学 Sin Jin is currently serving as the Programme Leader for Bachelor of Electrical and Electronics Engineering Honours in School of Engineering, University of Wollongong Malaysia. She worked in the semiconductor industry before embarking her career in education. She is a registered Professional Engineer with Board of Engineers Malaysia. Her...

Engineering Research Express (ERX)是一本涵盖工程科学所有领域的多学科期刊，致力于发表新的实验和理论研究。近日，我们采访了ERX期刊编委之一，来自孟加拉国拉吉沙希大学的Jaker Hossain教授，让我们一起来看看他对期刊以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 您为什么选择从事相关的领域研究？ My choice to work in this field is driven by a fascination with the intersection of energy, materials science, and photonic technologies. I focus on semiconductor physics and high-efficiency energy conversion technologies, including solar cells and thermophotovoltaics (TPV). My research involves exploring various photovoltaic device architectures to...

特刊详情 客座编辑 王建禄，复旦大学 黄海，复旦大学 王旭东，中国科学院上海技术物理研究所 梁佳，复旦大学 张旭涛，西北工业大学 李文武，复旦大学 张鸿，复旦大学   主题范围 As conventional semiconductor technologies near their physical scaling limits, there is an urgent demand for novel materials and device architectures to sustain innovation in electronics and optoelectronics. Low-dimensional nanomaterials—such as two-dimensional (2D) layered crystals, one-dimensional (1D) nanowires, and nanoscale heterostructures—exhibit unique electrical, optical, and...

本研究来自东北林业大学姜大伟、许苗军课题组。本研究系统综述水凝胶在柔性传感领域的前沿进展。文章从材料构筑、导电机制到多功能系统集成进行了全链条分析，揭示了水凝胶传感器在健康监测、环境检测等方向的创新应用。研究指出机械稳定性与导电性能的平衡是关键瓶颈，并提出“多响应智能水凝胶+软硬件融合”是未来发展的核心方向。 文章介绍 Advances and Future Perspectives in Hydrogel-Based Sensing Technologies: A Comprehensive ReviewMeiling Qi (齐美玲), Yuhang Han（韩宇航）, Wanyi Zhang（张琬依）, Yande Liu（刘颜德）, Dawei Jiang（姜大伟） Zijian Wu （吴子剑）, Miaojun Xu（许苗军）, Jiayu Fu（付佳玉）, Bin Li（李斌） 通讯作者： 姜大伟，东北林业大学化学化工与资源利用学院 许苗军，东北林业大学化学化工与资源利用学院   研究背景： 随着可穿戴电子、个性化医疗与软体机器人技术的快速发展，传统刚性传感器难以满足对柔性、舒适性与多参数实时检测的需求。水凝胶因其高含水量、生物相容性及可设计响应性，被认为是构筑柔性传感器的理想材料。通过导电聚合物复合、碳纳米材料填充及离子导电策略，可显著提升其信号灵敏度与机械强度。同时，双网络结构与多重交联设计进一步优化了其韧性与耐久性。然而，如何在高导电性与柔韧性之间取得平衡、实现多功能协同响应，仍是当前研究的核心挑战。本研究旨在系统总结该领域的材料创新、性能调控及应用进展，为下一代智能柔性传感系统提供理论依据与技术思路。   研究内容： 本综述全面梳理了水凝胶传感器的材料设计与功能拓展，从“材料—结构—性能—应用”四个层面构建了系统框架。首先，对天然、合成与混合型水凝胶的结构特征及交联机制进行了比较，揭示了聚合物浓度、交联密度、pH与温度等参数对力学性能与响应行为的影响。通过双网络、双交联及拓扑结构设计，可显著提升水凝胶的强度、韧性与可恢复性。 在导电增强方面，文章系统总结了三大策略：（1）导电聚合物型水凝胶，如PANI、PPy、PEDOT体系，实现高导电性与自修复性能；（2）碳纳米填料型水凝胶（CNTs、rGO等），具备优异机械强度和电子传输能力；（3）离子导电型水凝胶，兼具柔性、生物相容性与环境适应性，适用于极端条件下的传感。作者通过对比分析，指出在高导电性与可拉伸性之间的权衡是关键科学问题。 应用层面，水凝胶传感器已在多领域展现突破： 健康监测：用于实时捕捉人体运动、脉搏与呼吸信号，实现无线传输与可穿戴感知； 医学诊疗：开发基于SERS-AI的汗液分析与ROS响应型诊疗系统，实现癌症无创监测与术中治疗； 环境检测：构建颜色-电阻双模式紫外传感器，实现皮肤与环境辐射的可视化监测。 本研究不仅为水凝胶柔性传感提供了系统化综述，也为实现多响应、自修复、环境适应的“智能水凝胶系统”提供了科学路径，对推动个性化医疗与智能材料融合发展具有重要意义。 作者介绍 姜大伟  教授 东北林业大学 姜大伟教授，东北林业大学化学化工与资源利用学院，博士生导师，主要研究新型阻燃材料分子构筑与性能调控、功能高分子材料设计、高性能复合材料界面增强及柔性可穿戴传感器制备。曾任Advanced Composites and Hybrid...

📢 探索材料科学最新进展，全面开放获取！   我们很高兴向您介绍Materials Futures（MF）期刊最新一期内容。这是一本涵盖基础与应用材料科学与技术各领域的高水平期刊，重点发布突破性研究与专家综述。 🔍 无论您关注能源材料、纳米技术、结构合金，还是TENGs等新兴应用，MF期刊都将为您带来高影响力的科研洞见。 💎 值得一提的是，MF是钻石开放获取期刊：作者无需支付文章出版费用，读者也可免费获取所有文章。 🔬 MF由世界一流的材料研究机构——松山湖材料实验室提供合作支持，致力于推动材料科学前沿发展。   👨‍🔬 期刊编辑团队包括： 汪卫华院士：非晶合金与极端条件材料专家 赵金奎研究员：中子散射与量子材料领域的知名学者 Torsten Brezesinski研究员：电池材料与纳米技术创新者   👉欢迎点击此处链接，阅读完整内容。 文章介绍 Topical Reviews Energy Materials Fundamental theory and cutting-edge applications of TENGs Xilong Kang, Pengbo Li, Daniil Yurchenko, Shuge Dai and Junlei Wang   Electrocatalytic CO2/CO reduction to propanol: a critical review Toshali Bhoyar, Dohee Kim, Md...

2025年11月9日，由华中师范大学化学学院主办的“丹桂论坛——环境化学前沿暨第二期可持续发展科学与技术（SSTECH）论坛”在武汉东湖宾馆南山乙所成功举办。论坛聚焦环境化学与可持续发展科技的前沿议题，以“线上+线下”相结合的方式，汇聚了众多学界专家，围绕大气污染控制、水环境修复、催化材料、人工智能融合等热点方向展开深入交流，为推动我国绿色低碳发展与环境污染防治注入新动能。 论坛开幕式由华中师范大学化学学院党委书记邱宝国致欢迎辞。他指出，环境化学作为支撑可持续发展的重要学科，正迎来前所未有的发展机遇，希望本次论坛能够促进学科交叉与创新融合，为推动生态文明建设贡献智慧。 随后，上海交通大学环境科学与工程学院特聘教授、SSTECH期刊执行编委张礼知教授介绍了IOP出版社旗下Sustainability Science and Technology(SSTECH)期刊的创刊宗旨与发展愿景。他强调，该期刊致力于打造跨学科、高水平的国际学术平台，为推动联合国可持续发展目标提供科技支撑，并欢迎国内外学者踊跃投稿。 论坛核心演讲环节，五位专家学者围绕环境化学与可持续发展技术前沿分享了最新研究成果： 三峡大学黄应平教授以《水力空化介导下的水体自净作用与机制》为题，从物理—化学耦合角度出发，系统阐述了水力空化技术在强化水体自净过程中的作用机制，为湖泊、河流等水体的生态修复提供了创新思路与技术路径。 电子科技大学董帆教授在《大气光化学与环境催化界面过程及其与AI的融合探索》报告中，展示了如何利用人工智能技术解析大气污染物在表界面的转化机制。他通过大量原位光谱数据构建机器学习模型，实现了对NO₃⁻光解行为、CO₂还原路径等的精准预测与机制挖掘，为大气化学研究提供了“AI+环境”的交叉研究新范式。 北京大学陆克定教授在《城市臭氧污染防治的新视角》中指出，除传统NOx和VOCs控制外，应加强对自由基初级来源（如HONO、HCHO等）的靶向调控。他提出构建“大气自由基观测网”与“AI模拟系统”，以实现臭氧与前体物的精准溯源与动态预警。 北京工业大学邓积光教授则从催化材料设计出发，系统介绍了《VOCs和NOx协同催化净化研究》。他通过构建超低担载量贵金属催化剂、双单原子催化剂等新材料，实现了在宽温度范围内VOCs与NOx的高效协同净化，为解决复合大气污染问题提供了可行的技术方案。 大连理工大学谢宏彬教授在《大气碘化合物驱动的多组分成核机制》中，揭示了碘酸（HIO₃）、亚碘酸（HIO₂）与硫酸等前体物在大气新粒子生成中的协同成核机制。该研究不仅修正了传统硫酸-氨气成核模型的不足，也为理解海洋与沿海城市大气颗粒物的来源与气候效应提供了关键科学依据。 作为SSTECH期刊支持的第二期学术论坛，本次活动紧密围绕“环境—社会—经济”三大可持续支柱，聚焦污染控制、资源循环、能源转化、智能融合等关键方向，展现了我国环境化学与可持续发展科技领域的前沿动态与创新能力。论坛通过推动多学科深度融合与技术落地，不仅为研究者搭建了高水平交流平台，也为深入打好污染防治攻坚战、实现“双碳”目标提供了坚实的科学基础与路径支撑。 期刊介绍 Sustainability Science and Technology Sustainability Science and Technology（SSTECH）是一本跨学科的开放获取期刊，旨在介绍推动地球更可持续发展的科学、技术和工程进展。SSTECH期刊重点关注各科学和工程学科在环境、社会和经济这三大可持续发展支柱中取得的重要突破。

本期内容来自Environmental Research Letters (ERL) 与 Environmental Research: Climate (ERCL)，涵盖中国焦化行业淘汰转型路径、气候研究中的知识权力结构、不稳定的喜马拉雅洪水风险、白云杉生长同步性驱动因素，以及净零排放情景下的未来热浪趋势等热点议题。 >>点击此处链接，订阅环境研究领域最新资讯。 精选文章 Strategic phase-down of China’s coking plants unlocks major climate and environmental co-benefits Hao Li, Xiaolong Lu, Linman Li, Bin Lu, Jing Meng, Leong Wai Hin Calvin, Xizhen Lu, Caiquan Bai and Zhaohua Wang This research Letter outlines a strategic phase-down of China’s coking plants, which dominate...

Journal of Micromechanics and Microengineering（JMM）是该领域的领军期刊，涵盖了微型机电结构、设备和系统，以及微观力学与微机电的各个方面。近日，我们采访了JMM期刊执行编委之一，来自华中科技大学的吴志刚教授，让我们一起来看看他对期刊以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 您目前从事的研究工作有哪些？ 我目前主要从事AI辅助的传感器设计、软体机器人和具身智能相关方面的研究.   2. 您认为五年后该领域的研究重点将会是什么？ 作为一个使能工具，深度学习和AI相关方法会渗透到我们研究的方方面面，加速我们研究范式的改变、变革我们的生活、生产方式。具体地讲，一，数字驱动的建模或者分析将会是一个重点，我们研究生活中产生的大量数据是一个很大宝库，其中有很多我们没有发掘的规律再新的工具方法会被显示化，很多过去依赖经验的学习方法会被系统化，这个有助于依赖实验试错的“硬”学科在新时代的传承与发展。二，刚柔软的耦合设计将是软体机器人发展的重要方向。无论AGI的实现是否需要具身智能的充分发展，具身智能中强调的与人和环境的交互能力是人类发展AI的重大驱动力，而刚柔软耦合的机构在交互中有明显的优势，必将成为软体机器人和具身智能的重大研究方向。三，高精度宏微观设计、加工和表征方法。伴随着，科学技术的飞速发展，预期精准智能的方法、仪器的研发也会成为一个重点。   3. 是什么吸引您加入JMM期刊编委团队? 我读博士期间好多前辈的工作都发表在JMM上，是他引导我走向了学术的道路。多年来，JMM良好的学术声誉、开放的胸怀坚守基础研究是我加入编委团队的重要因素。   4. 您认为像JMM这样的期刊对领域的发展有什么重要影响？ 传承优良的学术品味、融入时代的脉搏、探索发展遇到问题，JMM将会对领域发展起到重要的促进和引领作用，在加速变革的时代勇立潮头、破浪而行。 编委介绍 吴志刚  教授 华中科技大学 吴志刚，华中科技大学机械科学与工程学院教授，深圳河套学院双聘教授。2001年本科毕业于华中科技大学机械工程专业，2005年获新加坡南洋理工大学工学博士学位。在任当前职位之前，曾长期在瑞典乌普萨拉大学从事科研教学工作。在微观流体可视化、细胞分选、微流体电子学、软体机器人的一体化设计制造等方向开展了广泛而深入的研究，在Lab Chip、Adv. Mater.、Sci. Robot.、Nat. Commun.、Natl. Sci. Rev.等国际权威期刊共发表学术论文100余篇。目前主要从事AI辅助的传感器设计、软体机器人和具身智能相关方面的研究。 期刊介绍 Journal of Micromechanics and Microengineering 2024年影响因子：2.1  Citescore：5.0 Journal of Micromechanics and Microengineering（JMM）是该领域的领军期刊，涵盖了微型机电结构、设备和系统，以及微观力学与微机电的各个方面。JMM专注于制造和集成技术方面的原创性研究，推广新的制造技术及设备。该期刊的研究范围包括微型工程和纳米工程学，涉及物理、化学、电子和生物等领域，也发表关于硅和非硅材料的制造和集成方面的最新研究。

近期，我们邀请了曾在IOP出版社发表文章的研究人员，回顾他们首次看到自己的研究成果正式出版时的难忘瞬间。通过了解他们的故事，我们希望向更多科研人员传递鼓励与启发。 如果您也愿意分享自己“文章发表的特别时刻”，欢迎将您的文字及图片发送至pr@ioppublishing.org。我们期待聆听更多来自中国作者的独特经历与心声，并期待在IOP出版社平台上呈现您的故事。 文章发表的特别时刻 Emanuel Carlos and João Coelho “Seeing our work published was incredibly rewarding. It marked the culmination of months of effort, experimentation, and collaboration.” 已发表文章：Graphene exfoliation in cyrene for the sustainable production of microsupercapacitors   Hema Brindha “This publication holds a special place in my heart. It’s not only a key step toward...

特刊详情 客座编辑 欧阳礼亮，清华大学 吴成铁，中国科学院上海硅酸盐研究所 边黎明，华南理工大学   主题范围 Multifunctionalised hydrogels and composites have emerged as advanced biomaterials designed to overcome the limitations of traditional hydrogels. While basic hydrogels provide a hydrating 3D environment, they often lack the structural integrity and biochemical complexity of native tissues. This has driven the development of composite systems, where hydrogels are...

本研究来自西湖大学崔维成实验室。尽管非平衡临界现象的研究已发现多个动力学普适类，但在描述多个普适标度间的转变时仍面临挑战。该研究建立了一个系统描述反应-扩散系统中标度转变的唯象模型——具有含时系数的伯努利微分方程。普适解准确描述了湍动液晶和激子复合中的标度转变的实验观察，为理解临界动力学提供了新工具。 文章介绍 Scaling crossovers in non-equilibrium critical dynamics Rong Li（李荣）, Qirui Ding（丁启睿） and Weicheng Cui（崔维成） 通讯作者： 李荣，西湖大学工学院电子与信息工程系 崔维成，西湖大学工学院电子与信息工程系   研究背景： 标度律和普适性是理解相变和临界现象的核心概念，揭示了不同微观系统如何表现出相似的临界行为。在远离平衡条件下，已确立了Kardar-Parisi-Zhang动态标度、扩散限制动力学以及定向渗流等几个重要的动力学普适类。 然而，实验研究揭示真实系统的演化往往超越单一动力学普适类，表现为多个不同标度之间的转换。例如，碳纳米管中激子-激子复合显示从反应限制衰减（1/t）到扩散限制标度（t-1/2）的转换；湍动液晶中吸收相变也展现多阶段弛豫过程。 目前对反应-扩散转变和多步弛豫已有定性描述，但解析精确的定量描述仍存在理论空白。传统单一标度假设在早期发散，且两步模型预测的反应-扩散转变远比实际观察更加缓慢，表明标度转变的解析描述需要更准确的理论工具。   研究内容： 本研究发展了一种描述非平衡临界动力学中标度转变的唯象方法。从反应-扩散系统的基本方程出发，我们导出了控制空间平均场演化的含时Bernoulli微分方程。其中反应系数的时间依赖主要源于空间涨落。研究团队提出了反应系数的标度不变性假设，并基于此推导出了方程的五类标度转变的严格解析解。 研究团队将理论应用于两个重要的非平衡实验系统。对于湍动液晶中的吸收相变，标度转变函数精确地描述了从早期缓慢衰减、中间的临界幂律衰减到末期的稳定或指数衰减的整个过程，解决了单一标度描述的早期发散问题和常反应系数系统的非幂律行为。对于碳纳米管中的激子-激子复合，研究揭示了一个新的双组分模型，精确刻画了实验观察到的突然转变现象，可能源于激子在高密度团簇和低密度区域之间的二象性存在。 该研究的创新意义在于：提供了一个系统描述动力学标度转变的解析理论，拓展了动力学普适性的唯象理论框架，为理解其他复杂非平衡系统的多阶段动力学演化提供了有力的工具。例如，本文的附录和讨论分别探讨了模型对描述Couette湍流和生物生长的可行性。 作者介绍 李荣  副研究员 西湖大学 李荣，西湖大学工学院电子与信息工程系，副研究员。长期从事复杂系统的数理模型研究，特别是超导材料的输运理论和非平衡相变方程，生物体系的非线性动力学方程研究。在Communications Physics, New Journal of Physics, Journal of Physics A, Royal Society Open Science等国际期刊发表论文10余篇，部分研究工作获得业内同行的赞誉和社会关注。   崔维成  教授 西湖大学 崔维成，西湖大学工学院讲席教授。长期从事大型复杂工程系统的多学科设计优化理论及应用研究，曾任“蛟龙”号载人潜水器总体与集成项目负责人，第一副总设计师，“百千万人才工程”一二层次首批人选,“长江学者奖励计划”首批特聘教授。2018年加盟西湖大学后，致力于基于东方二元共存哲学构建复杂系统统一理论的前沿基础研究。 期刊介绍 Journal of Physics...