為什麼科學家如此熱衷研究新材料？

縱觀人類發展的歷史，可以清楚地看到，材料和人類社會的發展密切相關。至少從前三輪技術（產業）革命看，從蒸汽機到化石能源再到電力，都是能源利用的轉變，也是材料的基礎之變。

以此看今朝，雖然新能源如太陽能等佔比已經快速上升，但尚未形成供應方式的革命性變化，加上，能源革命遭遇材料壁壘，因此，新一輪科技和產業變革無疑將以新材料的技術突破為前提。

8月23日-25日，一場新材料的盛宴將悄然開場。伴隨原子基因之變，新材料開始上演魔術般的奇蹟，或讓量子計算機落地成為可能，或將太陽光變為燃料......美國加州，圓石灘，我們邀您正式開啟材料科學的潘多拉魔盒！

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張首晟：

「天使粒子」 將顛覆基礎物理

美國國家科學院院士、斯坦福大學物理系教授張首晟，同時也是首屆G-Summit 矽谷 的主席。一個月前，張首晟及其團隊發現了 「馬約拉納費米子」 （Majorana fermion）的存在。張院士將這一新發現成為 「天使粒子」。

這個神奇粒子的發現，驗證了由義大利理論物理學家Ettore Majorana在80年前提出的預測——存在一類沒有反粒子的粒子。同時也證明了存在一種比量子還小的單位，這將對現在的量子理論帶來巨大的改變。「天使粒子」 最重要的意義是改變了基礎物理，因為它改變了人們一直認知的正反對立的世界觀。

「天使粒子」 的獨特之處在於，它是一個沒有反粒子，或者說反粒子就是其自身的粒子。這個神奇粒子的發現，使開發穩定的量子計算機成為可能，有望加快量子計算在商業的應用。

量子世界本質上是平行的，一個量子粒子能夠同時穿過兩個狹縫。所以量子計算機能夠進行高度並行的量子計算，遠比經典計算機有效。這也是為什麼包括谷歌、IBM、微軟、阿里巴巴在內的互聯網服務巨頭都布局量子計算研發，越來越多的公司認為，通過以數百萬倍的速度處理重要的任務，這將最終改變整個計算格局。

「天使粒子」作為新材料，其深遠意義才露出冰山一角。張院士將親臨G-Summit全球科學創新峰會圓石灘站，分享神奇的 「天使粒子」 和它撬動的世界。

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楊培東：

納米技術將改變世界

納米技術正迅速進入智能材料的世界，並極大地推動著新材料的升級。

美國國家科學院院士、加州大學伯克利分校化學教授楊培東，憑藉在納米材料領域中的突出貢獻和精彩的創造力，2015年獲得美國跨領域最高獎項之一的 「麥克阿瑟天才獎」。此次峰會上，楊院士將帶來他的實驗室研究和產業結合經驗，分享納米科技如何走出實驗室，改變人類世界。

針對過去電熱材料的技術瓶頸，楊院士首創性地提出了納米導線硅做熱電材料的概念，第一次將導電和導熱分開，大大地提高了效率。這個發現，開啟了利用納米線進行廢熱回收利用的研究。由於硅很穩定且價格便宜，使用納米導線硅做熱電材料，適合大規模量產，可以大幅度減少能源消耗，對於能源的回收和利用具有革命性的意義。

該項目目前已經成功實現商業化，在美國和加拿大的很多油田利用他的這一技術，將廢熱轉化為電能。數據顯示，回收1%的廢熱，可以為全世界貢獻10%左右的能源；目前，一兆瓦的發電機組，可以通過設備回收2.5%，也就是25千瓦的電力。從全球變暖的角度來說，相當於省下2.5%的廢熱，25%左右的能源。

除了提升能源利用效率，半導體納米導線還能重新構建人類的能源架構，這也是楊院士的 「人工光合作用」 研究項目。通過模仿植物的光合作用，研究團隊將半導體納米線用作光催化，高效率地將二氧化碳、水、太陽能轉化為我們需要的燃料及氧氣，使人類 「火星移民」 的設想真正變成可能。

這個系統有著從根本上改變化學和石油工業的潛力，將成為一個真正解決全球暖化的技術。

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張翔：

《哈利波特》中的 「隱形斗篷」 或將問世

美國國家工程院院士、中國科學院外籍院士加州大學伯克利分校機械工程系教授張翔， 因超薄外層的發明而聞名。該超薄外層類似魔法小說《哈利波特》中主角哈利擁有的 「隱形斗篷」，雖然還不能讓人隱形，可是利用數千個納米點，可以令立體的對象看起來平坦，甚至可變成不同的形狀。

人之所以能看到物體，是因為物體阻擋了光波通過。如果有一種具有負折射率的材料覆蓋在物體表面，能引著被物體阻擋的光線彎曲並 「繞著走」，那麼光線就似乎沒有受到任何阻擋。在觀察者看來，物體就似乎變得 「不存在」 了，也就實現了視覺隱形。

張翔所在的科研小組在《科學》和《自然》雜誌上報告說，他們開發出一種新型材料，可在納米尺度上讓可見光和近紅外光彎曲，假如下一步能在正常尺度上實現這一奇觀，科幻世界中的神奇隱形效果就有望成為現實。

藉助負折射材料製作的透鏡，研發人員就可以在極小的尺度上工作，製造出更小的電路，這將意味著晶元的存儲能力、集成能力會向前大大推進。高性能計算機的納米級集成電路、更高存儲量的DVD等可能也將接踵而來。

另外，隱身技術，以及相反的技術，在國防上的應用也十分廣闊。

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G-Summit全球科學創新峰會圓石灘站

2017.8.23 – 2017.8.25

西班牙灣假日酒店 | 蒙特雷半島圓石灘 | 美國加州

本屆峰會將以 「新科學復興」 為主題，聚焦 「AI First」 趨勢下人工智慧在醫療健康、交通出行、金融科技以及新材料四個領域的最新突破和變現潛能。150位享有世界級聲譽的頂尖科學家、創新企業領袖及前瞻投資人將匯聚圓石灘，以 「科學」 之名，聚焦人工智慧，跨界交鋒，展開對下一個百年的暢想。

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