欧洲展示首款速率高达25Gbs的全石墨烯光通信链路

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信息

俄罗斯黑客组织APT28入侵德国政府网络长达一年

据Hackernews网站3月3日消息，俄罗斯黑客组织APT28攻破了德国外交部和内政部的计算机网络，并在其中植入了恶意软件。有关安全专家认为，APT28在这些部门的潜伏时间可能长达一年。截至目前，黑客组织APT28窃取了约17GB的数据。

三星平泽建新厂，扩大DRAM、NAND Flash快闪存储器产能

据全球半导体观察3月5日消息，三星确认正在韩国平泽市兴建一座新的半导体工厂，用于扩大DRAM、NAND Flash快闪存储器的产能。目前，新厂已经开始建设，投资额已达30万亿韩元（约27.6亿美元）。根据规划，新厂将于2019年底完工。未来，新厂能够同时生产DRAM、NAND Flash快闪存储器。

俄罗斯科学家计划在5年内研制出50量子比特的量子计算机

据俄罗斯卫星通讯社3月5日消息，俄罗斯对外经济银行、前景研究基金会和莫斯科大学成立特别财团，计划在5年内研制出一款50量子比特的量子计算机。据悉，特别财团将向该项目投资9亿卢布（约1550万美元）。

德国研究人员开发出可应对新型黑客攻击的处理器智能热监控系统

据战略前沿技术3月5日消息，德国卡尔斯鲁厄理工学院的研究人员研发出新型智能热监控系统。该系统可在处理器运行期间识别热图像，进而通过最小的温度变化重现出控制例程中的变化。研究人员表示，该系统可用于应对未来的新型黑客攻击和安全威胁。

谷歌发布全球首个72量子比特芯片，加速“量子霸权”时代到来

据cnBeta网站3月6日消息，谷歌宣布推出一款名为Bristlecone的72量子比特芯片。谷歌Bristlecone量子芯片基于超导系统并采用全新架构，实现了单个阵列上72个量子比特的重叠排列。据悉，Bristlecone沿用了谷歌9量子比特芯片的线性阵列技术，其数据读取和逻辑运算的错误率低至1%，单量子比特门错误率为0.1％，双量子比特门错误率为0.6％。谷歌表示，Bristlecone可以加速“量子霸权”时代的到来。

生物

美国拟将堪萨斯生物农业防御实验中心管理权从国土安全部调整到美国农业部

据Kcur网3月2日消息，美国2019财年预算提出，将隶属于美国国土安全部的堪萨斯生物和农业防御实验中心（NBAF）调整到美国农业部，并由其管理。NBAF耗资12.5亿建成，设有一个生物安全4级实验室，被称为美国国土安全部最重要的动物疾病研究机构。据报道，美国农业部将与国土安全部保持密切合作，直到2022年该中心正式投入运营后再进行接收。

美国国家科学院发布《审视加强美国卫生安全的挑战及对策》报告

据美国国家科学院官网3月2日消息，美国国家科学院发布《审视加强美国卫生安全的挑战及对策》报告，阐述了美国公共卫生领域面临的挑战和优先事项、美国应及时认清的问题以及加强美国卫生安全环境的对策。该报告收录了美国国家科学、工程和医学院2017年所举办的“公共卫生挑战防备论坛”的论文。参与该报告撰写及评审的机构包括美国土安全部、美国防部、美国立卫生研究院、美食品药品监督管理局和美生物医学高级研究与发展局等。

美国研究人员研发出升级版Cas9酶xCas9，可提高基因编辑的效率和精度

据生物探索3月6日消息，美国博德研究所科学家研发出升级版Cas9酶xCas9。相比于Cas9，xCas9能够更广泛地识别多种PAM序列（该序列是CRISPR系统启动切割程序的关键），将基因组的编辑范围增加4倍。与此同时，研究人员通过多种测试还发现，xCas9酶的编辑准确率更高。相关研究成果发表于《自然》期刊。

能源

日本11家企业共同创建新公司，推进燃料电池车加氢站建设

据中国能源网3月6日消息，日本11家企业宣布共同创建一家负责燃料电池车加氢站建设和运营的新公司，以推动燃料电池车普及。这11家企业包括丰田、日产、本田、JXTG能源、东京燃气、丰田通商以及日本政策投资银行等。据悉，新公司名为“日本氢站有限责任公司”，第一期工程计划到2021财年完成约80座加氢站建设。

海洋

美军考虑为“朱姆沃尔特”级驱逐舰配备新型核巡航导弹

据国防科技要闻3月5日消息，美军战略司令部根据新出台的《核态势审议》报告，考虑为海军的“朱姆沃尔特”级驱逐舰配备新型的、搭载低当量核弹头的海基巡航导弹（SLCM）。“朱姆沃尔特”级驱逐舰的隐身外形和对地攻击能力使其成为搭载核巡航导弹的理想平台。该新型核武器将对中国与俄罗斯的战术和战略核能力产生一定的威慑力。

美国航母“卡尔·文森”号抵达越南进行历史性访问

据Ocean News 3月5日消息，美国航母“卡尔·文森”号抵达越南，将停靠岘港市并开始为期4天的访问，这也是自1975年越战结束后，美国大规模军舰首次访越。“卡尔·文森”号是美国的第三艘尼米兹级航空母舰，拥有5000名水兵，能够执行海上支援和空中作战任务。美国驻越南大使表示，这次访问是美越双边关系发展中具有深远意义的里程碑，并表明美国支持一个强大、繁荣和独立的越南。

航空

俄罗斯披露高超声速空射巡航导弹部分细节

据航空简报3月6日消息，近日俄国防部在发布的视频中，披露了“长手套”高超声速空射巡航导弹的部分细节。该弹可由“米格-31”战斗机投放，最大飞行速度约为10倍音速（约1224千米/小时），最大攻击距离约为2000千米。该导弹是俄继“锆石”和Kh-32之后推出的又一种新型空射武器。

DARPA局长呼吁启动国家级高超声速规划，补齐高超声速试验设施短板

据空天防务观察3月6日消息，近日DARPA局长史蒂芬·沃克表示，DARPA在2019财年预算中申请的高超声速科研经费比2018财年增长了136%。同时，DARPA正在国防部层面推动一项名为“国家高超声速倡议”的国家级规划文件。沃克认为，目前美国高超声速风洞设施数量不足，不能满足未来开展大量高超声速试验的需求。

法国达索启动“猎鹰”6X双发大客舱远程喷气公务机项目

据装备参考3月5日消息，法国达索航空公司宣布启动“猎鹰”6X双发大客舱远程喷气公务机项目。“猎鹰”6X客舱最大宽度2.58米，最大高度1.98米，长度近12.3米，可搭乘16名乘客。该公务机换装了加拿大普惠公司的PW812D发动机，提高了飞机的可靠性，预计于2021年首飞，2022年开始交付。

航天

SpaceX公司“猎鹰-9”火箭发射西班牙通信卫星

据航小宇3月6日消息，SpaceX公司“猎鹰-9”运载火箭发射了西班牙卫星公司的“西班牙卫星30W-6”通信卫星。该卫星是一颗多用途通信卫星，由劳拉空间系统公司采用1300系列平台建造，发射重量6092千克，配备48路Ku波段转发器以及6个Ka波段、1个Ka-BSS波段和1个C波段波束。该卫星将接替“西班牙卫星1D”，为欧洲、北非、北美和南美提供电视、宽带、企业网络和其它通信服务，设计寿命15年以上。

新材料

欧洲展示首款速率高达25Gb/s的全石墨烯光通信链路

据战略前沿技术3月5日消息，近日欧洲石墨烯旗舰项目展示了首款速率高达25Gb/s的全石墨烯光通信链路，有望为下一代数据通信提供强大支持。该款基于石墨烯的光子器件是下一代移动网络的潜在构建模块，可带来极高带宽的超高速数据流。

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由国际技术经济研究所整编

石墨烯热：“热”在今天，更要关注未来

图为石墨烯示意图。 光明图片/视觉中国

石墨烯柔性透明键盘 新华社发

石墨烯发热羽绒马甲和石墨烯发热围巾。新华社发

6月6日是国际石墨烯日。在这一天，关于石墨烯的研究与应用再次成为科学界讨论的热点。作为目前世界上已知最薄、最强、导电导热性能最高的一种新型纳米材料，石墨烯的发展前景被众多科学家所看好，石墨烯也因此被称为“黑金”。正如诺贝尔物理学奖得主弗兰克·维尔泽克所说，石墨烯可能是唯一一个从量子理论到应用的实例。

石墨烯是如何被发现的？应用前景如何？从研究到应用，我们还要越过哪些障碍？

1、发现石墨烯：颠覆了物理学界传统思维定式

我们经常谈及的“石墨烯”，究竟是什么？

“石墨跟石墨烯只有一字之差，实际上，严格意义上的石墨烯就是单层石墨片。把单层石墨片垒起来，垒到足够厚就可以得到石墨。而把石墨一层一层地剥下来，剥出的单层就是石墨烯。”根据北京大学化学与分子工程学院教授彭海琳的描述，石墨烯就是一种纯碳材料，百分之百的碳材料，是具有代表性的二维材料，其形状表现为碳原子构成的蜂窝状、六角形结构的二维平面。

石墨烯曾一度被认为是一种假设性结构，无法单独稳定存在。北京理工大学化学与化工学院特别研究员赵扬介绍，改变发生在2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫等人首次成功利用微机械剥离法从石墨中分离得到石墨烯，颠覆了物理学界“二维原子晶体不可能在有限温度下稳定存在”的传统思维定式，两人也因“二维石墨烯材料的开创性实验”而获得2010年诺贝尔物理学奖。

“虽然这次发现意义非凡，但其采用的制备方法却很简单——利用透明胶带黏住高定向热解石墨，把有黏性的一面对折，再把胶带撕开，石墨薄片就会被一分为二。”彭海琳告诉记者，不断重复这个解离过程，石墨片就会越来越薄，最终得到只有一层碳原子厚度的二维晶体材料石墨烯。当然，现在制备石墨烯的方法更多了——经过数年发展，科研人员发现了更多制备石墨烯的方法，这种新材料由此进入工业化生产领域。

2、探索石墨烯：很大程度改变人类生活

石墨烯，能用来干什么？

“石墨烯是目前世界上已知的最薄、最坚硬、导电性最好的纳米材料，几乎完全透明，具有很大的应用前景，可以应用到储能、医疗、电子等各个领域。”赵扬举例说，石墨烯由于其高导电性、良好的电容性能和散热性能等，被广泛应用于电容器、电池的电极材料中。其高导电性还尤其适合于高频电路，因此石墨烯有望成为硅的替代品，进而提升未来计算机的运行速度，减少能耗。

南开大学物理科学学院教授蔡卫补充说，石墨烯能替代活性炭等，提高储能器件的容量与效率。“石墨烯复合材料有望取代传统的碳纤维，用于制造更加轻型的飞机和航天器等。具体到光学领域，石墨烯目前的应用方向包括柔性透明电极、光伏器件、光源、光探测器、超快激光器、光频转换器及太赫兹器件等。”

“更值得一提的是，石墨烯可以用来做柔性触摸屏、触控屏。目前，市场上一般是用ITO（氧化铟锡）玻璃做触摸屏，ITO玻璃比较脆，不能来回弯折。而石墨烯的柔性特质则决定其可以来回掰。”彭海琳说。

蔡卫表示，石墨烯的广泛应用将很大程度上改变我们目前的生活，提供一个信息沟通更通畅、生活更加便利及更加环保的生活环境。

3、研究石墨烯：不能囿于低端应用，要关注未来核心技术

“目前，我们对石墨烯的研究主要集中在三个方面：一是石墨烯及其复合材料的制备与其性能研究；二是基于石墨烯的基础物理研究，如量子物理、极化激元物理等；三是石墨烯光电子器件及其应用等。”蔡卫介绍，目前，石墨烯研究逐渐走出实验室，如2020年5月，华为发布的国内首款5G平板华为MatePadPro5G搭载了超厚3D石墨烯散热技术，总厚度达到400微米。

但从研究到应用，石墨烯还要越过诸多障碍。

赵扬说，“现阶段，若想将石墨烯直接应用到实际还存在一些困难，主要原因在于石墨烯的生产工艺还不太成熟，导致石墨烯价格较高、质量差、产量少。虽然很多公司的产业化正在紧锣密鼓进行，部分石墨烯产品也已推向市场，但石墨烯还无法满足高质量生产和大批量应用的需求。”

彭海琳从国内实际情况出发，给记者列举了一系列数字——据统计，从2011年起，我国关于石墨烯的文章数量已经位居世界第一，接近六万篇，远远超过第二名美国的两万多篇；我国申请的石墨烯专利占了全球的54%以上，也是遥遥领先。目前，我国涉及石墨烯业务的公司已超5000家，并且呈现迅速增加之势。

但数字背后也隐藏着危机。“我国石墨烯研究与国外不完全在一个频道上。”彭海琳坦陈，“我们更关注马上能赚到钱的商品。我们有七百多家石墨烯涂料企业，还有众多的石墨烯电热器和大健康企业，以及越来越多的石墨烯内衣、石墨烯袜子、石墨烯护腰、石墨烯口罩等。反观国外，他们更多关注的是未来，是石墨烯核心技术和高大上的产品开发，如柔性石墨烯电子器件、石墨烯光通信器件、石墨烯太赫兹探测器等各类传感器、石墨烯分离膜及海水淡化技术等。显而易见，这些东西不可能立即变现，不能期待几年之内就有多么大的产业，但它们可能代表石墨烯材料与器件的未来方向。”

这样的观点值得注意。北京石墨烯研究院院长、中国科学院院士刘忠范就曾多次指出，我国的石墨烯研究仍处在产业化前夜，至多是起步阶段，我们不能过于急功近利，既要关注今天的产品，更要关注未来的核心技术。只有拥有这些核心技术，才能拥有石墨烯产业的未来。

4、应用石墨烯：更广泛的应用将把人类带入“碳时代”

发展石墨烯，前路在哪？

“未来，石墨烯应该朝着产业化方向发展，其用途可体现在可穿戴的智能化手机手表、电动汽车等设备的电池电极材料、军用防弹衣、航空装置的机械保护材料，以及一些柔性电子显示屏和电子元件等方面。”赵扬认为。

蔡卫表示，从更长远的发展来看，石墨烯要推动基础物理的发展，目前石墨烯已推动整个二维材料领域的发展，为探索范德瓦尔斯二维异质材料的基础物理与应用提供了可能，如转角双层石墨烯可实现超导、石墨烯中的元激发能实现极端强的光—物质相互作用等。“当然，石墨烯要在新场景下实现应用。如基于石墨烯的超灵敏光探测器可应用在航空航天、无人驾驶、生物检测等领域，又如石墨烯与其他二维材料或者现有硅基纳米系统集成，出现在6G通讯器件中等。”

“刘忠范院士曾给石墨烯材料勾画了三种前途。第一种前途类似于碳纤维材料，在某些领域找到不可或缺的用途，成为“撒手锏”级的应用。第二种前途类似于塑料，一百年前人们发明塑料，极大便利了人类生活，已经渗透在日常生活的方方面面。石墨烯材料也有这种潜质，在未来也可能像塑料一样进入我们的日常生活。第三种前途类似于硅材料。没有硅材料，就没有集成电路，自然也就无法进入信息化时代。甚至可以讲，我们现在生活在‘硅时代’。完美的石墨烯材料拥有远优于硅材料的光学和电学等特性，可用来制造未来的信息器件。”彭海琳表示，首先需要解决的是石墨烯材料的制备问题，在未来，高质量石墨烯材料可以考虑先和传统硅技术结合或融合发展，最终找到“杀手锏”级用途，有可能替代硅基材料，制造“碳基电子器件及集成电路”，从而把人类带入“碳时代”。

（本报记者 晋浩天 本报通讯员 韩芳）

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