2025年3月28日,中核集团核工业西南物理研究院研发的新一代人造太阳装置“中国环流三号”取得突破,首次实现原子核温度和电子温度“双亿度”(1.17亿度和1.6亿度),综合参数聚变三乘积显著提升,标志着中国可控核聚变研究正式进入燃烧实验阶段。聚变燃烧实验是可控核聚变工程化应用的核心环节,是实现未来清洁能源商业化的重要基础。
2025年3月26日,中国科学院院士窦科峰带领西京医院等机构的研究团队在《Nature》报告了全球首例基因编辑猪肝脏移植至脑死亡人体的案例。术后10天,移植肝脏成功分泌胆汁,血供及病理指标正常,未出现超急性排斥反应或猪内源性逆转录病毒传播。
2025年3月22日,上海交通大学洪亮教授团队发布全球规模最大的蛋白质功能预测与设计大模型“Venus”(启明星)。该团队构建的蛋白质序列数据集VenusPod包含近90亿条序列及数亿功能标签,覆盖陆地和海洋微生物、抗体及病毒等,为迄今全球最大、功能标注最完善的蛋白质数据库。
中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志团队成功研制105比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”,该成果于2025年3月3日登上《Physical Review Letters》封面。研究显示,“祖冲之三号”执行“量子随机线路采样”(RCS)任务的速度比当前最快超级计算机快千万亿倍,成为当前超导体系量子计算优越性的新标杆。
人们普遍无法回忆起3岁前的经历,这一现象被称为“婴儿期遗忘”。传统理论认为,这源于婴儿海马体发育不全,无法形成长期记忆。然而,《Science》在2025年3月21日发表的一项研究表明,人类婴儿在1岁时即可通过海马体编码记忆,颠覆了此前的观点。
2025年3月21日,中国科学院南京地理与湖泊研究所联合南京大学、英国班戈大学等团队在《Science Advanc-es》发表研究,揭示全球湖泊溶解氧(DO)浓度正以每10年0.049 mg/L的速度下降,脱氧速率远超海洋(-0.022 mg/L)和河流(-0.038 mg/L)。研究通过整合卫星遥感、机器学习模型及全球15535个湖泊的实测数据,发现过去20年中83%的湖泊出现脱氧现象,其中气候变暖通过降低氧气溶解度贡献了55%,富营养化则损失约10%的氧气。此外,热浪事件会进一步加剧脱氧,使DO浓度在高温期间较平均值下降7.7%。
美国国家航空航天局(NASA)的“好奇号”火星车在火星古湖床岩石样本中发现了3种长链烷烃分子——癸烷、十一烷和十二烷。科学家推测,这些分子可能是脂肪酸的热解产物,而脂肪酸是地球生命细胞膜的重要组成部分。相关研究发表在3月24日的《Pro-ceedings of the National Acade-my of Sciences》上。
1963年,坦桑尼亚学生姆潘巴发现:热水竟比冷水更快结冰。这一现象被称为“姆潘巴效应”。半个多世纪以来,科学界围绕其真实性争论不休,实验复现不稳定、非平衡态热力学体系不完善等问题始终困扰着研究者。近7年,科学家先后通过模拟实验证明该效应存在,2025年3月10日,《Physi-cal Review Letters》刊发的论文为其提供了严格的数学证明。
美国国立卫生研究院(NIH)拨款阻碍被缓解。特朗普政府于2025年3月底解除此前对NIH顾问委员会会议的冻结,这项冻结曾延迟NIH的拨款进程。NIH下属的27个研究所通常每年召开3次委员会会议,但在之前的“通信暂停期”内,政府暂停了这些会议的安排。目前,至少已有13场会议确定将于4月和5月举行。暂停期间,大量项目提案积压,并导致超过15亿美元的拨款被延后发放——这些资金原本应该在3月底已经拨付完毕。
自20世纪60年代“莫霍计划”因资金缺乏被迫中止后,搁置了人类钻透完整海洋地壳,进入地幔的科学使命。尽管全球科学家力图尝试,但至今远未真正钻穿“莫霍面”——地壳与地幔的分界线。如今,这个任务即将由中国新一代深海钻探船“梦想号”接力完成。它在2024年正式服役,是目前全球唯一有望钻穿洋壳的最先进的科研钻探平台。
在新生儿的脐带里,潜藏着“父系基因”的秘密,它或许正默默塑造着孩子未来的生长轨迹。
氧气是绝大多数生命体赖以生存的基本要素。因此,为调控血液循环与组织中的氧含量,大多数动物进化出了复杂精密的生存机制。然而,有观点认为,哺乳动物和鸟类无法直接感知血氧浓度,而是以二氧化碳作为替代指标。对于一生中大部分时间需屏气潜水的动物而言,这一特征为生存带来了严峻挑战。屏气潜水会导致二氧化碳浓度增加(高碳酸血症)和氧气不足(缺氧)。在《Science》(2025年3月21日)第1276页的研究报告中,McKnight等指出,灰海豹(Halichoerus gry-pus)可通过直接感知血氧水平而非依赖于二氧化碳浓度来调整潜水行为。这一发现引发了关于其他动物能否直接感知血氧水平的深度思考。
2024年年底,科学家Emma看到一则密西西比大学药学院教职招聘信息,以为如愿找到了理想工作。当初,这位事业刚起步的化学家(本文采用化名)从欧洲背井离乡,远赴美国开展学术生涯,并决心扎根于此。
挖掘了新时代高质量发展背景下推动科研机构加速数字化转型的深层次动因。分析了科研机构的独特运营模式和业务特点,以此为基础,构建了推进科研机构数字化转型快速落地的工作思路,即“全在线”工作体系,以及为实现“全在线”工作体系落地的V模型理论。梳理了科研机构在数字化转型进程中可能遭遇的业务整合困难、价值效益不显性、指导和引领缺乏、科研进度制约的各类挑战,并针对此提出助力科研机构推进转型工作,全面提升创新能力的建议:明确转型规划,均衡能力建设;制定评价体系,开展价值宣传;建立合作机制,强化指导交流;制定协同机制,保障科研进展。
简要回顾2024年原子核物理科技发展的前沿与热点,放射性核束物理,相对论重离子碰撞物理,中低能与高能的交叉、无中微子双贝塔衰变、超精细结构、核钟、核物质状态方程与核天体物理等交叉学科及核医学等方向,其中有涉及理论的拓展也有实验的突破,这些原子核物理学的发展不断地推动我们对物质基本构成和宇宙演化的深入理解。
随着风、光伏发电在中国的快速发展,其调峰、消纳和储能问题日益尖锐。调峰离不开煤电,而煤电的低碳化改造主要依靠生物质能;提出了当前物理和电化学储能方式远不能满足风、光伏发电大容量、长时段储能的需要,而生物质是天然的物质化储能物。依靠电能,可以通过气化与合成转化出可长时段储存和方便长距离运输的各种气、液态生物质能;又能在需要为风、光伏发电调峰和调频时,随时驱动蒸气轮机发电。是就地、就近消纳风、光伏发电和长时储能的理想途径。此外,生物质气化技术的突破,又为发展类似现代煤化工和石油化工,但碳排放为零的“生物质化工”提供前提,能生产出多种化石基化学品的替代物。可再生能源和合成材料是生物质新的重要利用方向,准确定位的生物质应用将在中国的能源转型中起到越来越重要的作用。
近年来,随着能源自主和低碳转型成为全球关注的核心议题,欧盟国家,尤其是德国,提出了在交通领域发展电子燃料(E-Fuels)的战略构想。综述了E-Fuels的概念、物理特性及生产流程,详细分析了其生命周期的碳排放及生产成本。研究表明,E-Fuels在欧盟能源转型中具有提升能源自主性、支持现有汽车产业、保持经济稳定以及参与碳市场交易的重要作用。然而,E-Fuels也面临高昂的生产成本和较低的能源转换效率等挑战。通过总结欧盟当前E-Fuels产业的发展现状,分析了非政府企业联盟为推动该产业所采取的积极举措,同时介绍欧盟官方对E-Fuels的中立立场。进一步探讨了E-Fuels与混合动力汽车协同发展的潜在路径。最后,展望了中国在E-Fuels领域的未来发展机遇,提出了以创新为驱动、因地制宜发展、兼容多种技术路线的建议,以期为中国能源转型提供参考和借鉴。
重点分析了固态储氢、有机液态储氢、甲醇储氢和氨储氢等多种新型储运氢技术特点、发展现状、经济成本及关键技术瓶颈,探讨了其未来发展方向,并横向对比了不同氢储运技术的经济性水平与应用前景。当前,固态储氢技术已在部分领域实现示范应用,但其大规模产业化仍面临高成本和高能耗等挑战。有机液态储氢技术虽然操作便捷,但受限于脱氢温度高、释氢速率低及对贵金属催化剂的依赖。绿色甲醇和绿氨储氢技术在能耗、安全性和经济性方面仍存在一定制约。不同储运技术各具优势与局限,需要综合考虑氢储运量、运输距离、安全性、碳排放及具体应用场景,以确定最优的技术路径和应用方案。
清洁能源转型是一项应对全球气候变化,牵动全球供应链的工程,而关键矿产则是实现净零碳排放目标和发展清洁能源技术不可缺少的物质基础。在沙特试图摆脱对石油经济依赖的前提下,如何保障能源转型过程中所亟需的关键矿产供给、快速发展清洁能源产业是沙特调整经济结构多元化、实现“2030愿景”的重点。当前,中国“一带一路”倡议与沙特“2030愿景”目标高度契合,双方在清洁能源领域合作可以充分实现资源禀赋互补、技术经验共享、产业市场互通。因此,应在社会、供应链等多维度下梳理和分析中沙两国在清洁能源领域的合作基础与发展潜力,在双方的利益视角下提出合作建议,推动沙特能源转型、促进沙特“2030愿景”实现的同时,进一步释放双方资源共享、技术创新、市场开拓等潜力,推进中国与沙特周边地区建立合作伙伴关系,构建“一带一路”中国国际合作发展新格局。
在碳中和的大环境下,氢能源拥有巨大市场潜力,能否实现液化天然气一样的海上运输规模,成为制约其广泛应用的关键因素,液氢运输船的研制显得尤为迫切。通过检索全球液氢运输船领域的专利文献,采用定量与定性相结合的方法分析专利发展路径,全面展现液氢运输船领域的技术创新态势;聚焦船舶总体设计、液氢储罐设计、液货处理系统研发、液氢动力系统研究等关键技术,从专利布局的角度研究技术发展路径,在技术创新、专利布局、专利风险3个方面提出发展建议,应重点围绕液氢运输船布置、液氢储罐设计、液氢蒸发气体处理等问题开展技术创新。同时,加快在液氢运输船的船型结构、储罐型式(多种类型)、机舱布置方案及再液化系统(含制冷剂的选择)等关键技术方向的专利布局,并在技术方案成熟应用之前,完成所有具有潜在应用可能性的技术方案的专利保护。
具有超高分辨率的扫描探针显微镜(Scanning Probe Microscope, SPM)是纳米科技、量子现象揭示的重要手段,其应用范围广泛,涵盖了材料科学、物理、化学、生物学等多个领域。SPM重要性体现在其超高分辨率和多功能性,能提供原子级分辨率。综述了近年SPM领域与极端条件集成的进展、发展趋势及存在问题。此外,SPM还能进行力学、磁学、电学等多种基本测量,已成为研究微观世界的多功能平台。当前,在材料性能不断提升但似乎难以取得颠覆性进展的情况下,利用极端环境发现新材料和新物理来实现突破已成为前进方向。为此,SPM与极端外部物理场的结合,如超高磁场、超低温和高真空环境的融合已成为重要发展方向。
为系统评估武器装备体系使命任务需求满足度,提出一种基于质量功能展开(quality functiondeployment,QFD)和基于证据推理的信度规则库推理(belief rule base inference methodology usingevidential reasoning,RIMER)的组合方法。首先,通过QFD方法将高层次的使命任务需求逐层分解到具体装备能力需求,构建不同层级需求的相关映射关系;其次,采用决策实验室分析法(decisionmaking trial and evaluation laboratory,DEMATEL)确定各子任务需求重要度,运用犹豫模糊数评分改进传统关系矩阵确定方式;在底层装备能力评估中,基于RIMER方法构建信度规则库,通过证据推理提高复杂和不确定性指标数据的评估准确度;最后,基于QFD映射关系逆向推导,实现从底层能力到使命任务的需求满足度评估。以城市智能有人/无人协同夺控任务为例,验证了方法的有效性。研究结果表明,该方法在处理复杂和不确定性数据方面具有优势,可以提高评估的准确性和可靠性。
在全球经济快速发展背景下,粤港澳大湾区的建设发展是中国推动战略发展的关键创新引擎,也是中国实现社会经济可持续发展的首要选择。总结研究粤港澳大湾区沿海城市群山海田城的空间发展特征背后的影响因素。基于粤港澳大湾区沿海城市40年间7个时期的遥感监测数据,对山、田、城等自然要素进行了解译提取及整理计算。研究发现:粤港澳大湾区沿海城市山海田城的空间形态呈现“变化东强西弱,城市连绵发展”的演变特征;空间结构在多方面呈现不同特征,空间规模呈现“城镇规模分段式扩张,山海田规模逐年变化”的特征;空间地类的转化每10年间呈现不同趋势的变化特征。
制造技术联盟是促进关键核心技术攻关的一种重要组织创新模式。以美国国家制造创新网络——制造技术联盟集合体为研究对象,分别从公共价值使命定位、合法性与政治支持、行动能力塑造3个方面分析了“美国制造”的公共价值创造机理,并为国家制造创新中心的建设和优化提供参考和借鉴:在共同使命定位上,凝聚政产学研异质主体之间的合作动力;在合法性与政治支持上,建立立法支持和加强财政支持力度;在行动能力塑造方面,实施利益相关者价值导向的商业化运营模式。
江泽涵是中国著名数学家、数学教育家,中国拓扑学派开创者。学术研究方面,深耕于拓扑学领域,带领团队取得国际瞩目的成果,竭力促进国内数学研究的发展;数学教育方面,重视数学基础教育改革,强调数学竞赛的人才选拔功能和数学史的教育价值,对基础教育产生了积极深远的影响;行政管理方面,积极整顿学风,深入系务改革,大力推动了北大数学系的蓬勃兴盛。通过回顾江泽涵的学术人生和数学贡献,缅怀其留下的教育思想和崇高精神。