融合忆阻器和数字内存计算处理助力高效边缘计算

人工智能（AI）边缘设备更倾向于采用高容量非易失性内存计算（CIM）来实现高能效和足够准确的快速唤醒响应。大多数先前的工作要么依据基于忆阻器的CIM，要么依据数字静态随机存取存储器（SRAM）的CIM。但前者耐用性有限并出现精度损失且不支持训练，而后者受限于大面积制造需求和易失性存储。

研究组报道了一种使用忆阻器-SRAM CIM融合方案的AI边缘处理器，可同时利用数字SRAM CIM的高精度和电阻式随机存取存储器忆阻器CIM的高能效与存储密度。这也使自适应本地训练能够适应个性化特征和用户环境。

该融合处理器实现了高CIM容量、短唤醒-响应延迟（392微秒）、高峰值能效（77.64 TOPS/W）和稳健的精度（精度损失<0.5%）。该研究表明，忆阻器技术已经超越了实验室开发阶段，现已具备用于AI边缘处理器的可制造性。

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https://doi.org/10.1126/science.adf5538

用陨石测定太阳系巨行星轨道不稳定期

太阳系的巨行星最初在紧凑轨道上形成，由于轨道不稳定，所以过渡成了目前更宽的结构。这种不稳定发生的时机很难确定。

研究组通过动力学模拟来证明轨道不稳定将类地行星区域的星子碎片植入小行星主带。数据表明，植入发生在太阳系诞生后超6000万年。

将这一约束条件与先前从木星特洛伊小行星中得出的上限相结合，研究组得出结论，轨道不稳定发生在太阳系诞生后6000万年至1亿年。

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https://doi.org/10.1126/science.adg8092

恢复力更强的聚酯膜有助高性能反渗透海水淡化

近半个世纪以来，薄膜复合反渗透膜一直是海水淡化和水净化的黄金标准技术。聚酰胺膜具有优异的透水性和拒盐性，但也有耐氯性差、结垢倾向高和拒硼率低的缺点。

研究组通过分子设计聚酯膜复合反渗透膜来解决这些问题，使用共溶剂辅助界面聚合法使3,5-二羟基-4-甲基苯甲酸与均苯三甲酰氯反应。这种聚酯膜具有优异的透水性，对氯化钠和硼高截留，并完全耐氯。

与聚酰胺膜相比，该膜的超光滑、低能量表面还可防止污垢和矿物结垢。通过进一步优化水盐选择性，该膜有望超越聚酰胺膜，为大大减少海水淡化的预处理步骤提供新途径。

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https://doi.org/10.1126/science.adk0632

调制弛豫时间实现人工异质结构高能量密度

静电电容器因其超快的充放电能力成为先进电子器件和大功率电气系统的基础元件。铁电材料具有较高的最大极化，但高残余极化阻碍了其在储能应用中的有效部署。此前的一些研究方法由于铁电材料结晶度退化而遭遇瓶颈。

在该研究中，研究人员介绍了一种利用2D材料控制弛豫时间的方法，同时通过使用2D/3D/2D异质结构使能量损失最小化，并保持铁电3D材料的结晶度。使用该方法可实现191.7 J/cm3的能量密度，效率超过90%。

这种对弛豫时间的精确控制有望得到广泛应用，并有潜力加速高效储能系统的发展。

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https://doi.org/10.1126/science.adl2835

（未玖编译）