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    王阳元, 卜伟海, 于燮康, 王润声, 王永文, 刘伟平, 杨德仁, 严晓浪, 陈南翔, 张兴, 赵晋荣, 康劲, 魏少军
    科技导报. 2026, 44(3): 34-49. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.10.00017
    摘要 (6401) PDF全文 (7191) HTML (5933)   可视化   收藏

    本文立足世界经济50年长波周期演进规律,聚焦第5个长波周期核心引擎——集成电路产业,系统梳理了中国集成电路产业从“六五”至“十四五”的发展历程、产业体系现状及全球竞争格局。通过分析电子设计自动化(electronic design automation,EDA)、设计、制造、封测、设备、材料、存储器等关键环节的发展成果,明确中国在国家安全领域芯片自主化等方面的突破,以及多家企业跻身全球相关领域前10位的阶段性成就。同时,深入剖析了产业存在的“小散弱”同质化内卷、上下游容错试错机制缺失、数据统计与产业标准不健全、“举国之力”转化不足等问题,并结合后摩尔时代集成电路向延续摩尔、拓展摩尔、超越摩尔、丰富摩尔的发展趋势,提出“十五五”期间要打造头部企业、完善协同机制、加大精准投资、强化基础研究、深化国际合作、优化人才培养。

  • 特色专题
    武松涛
    科技导报. 2025, 43(12): 121-137. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.03.00046
    摘要 (1536) PDF全文 (309) HTML (1167)   可视化   收藏

    综述了国际托卡马克型核聚变装置的发展、现状及未来展望。阐述了聚变能相对其他能源所具有的安全性高、燃料储量丰富、能量密度高、不会产生二氧化碳等温室气体、环境友好等优势;回顾了托卡马克的发展历程,从20世纪50年代托卡马克概念的提出到如今国际热核聚变实验堆的建造,重点介绍在国际上产生过重要影响成果及取得了重要关键技术突破的著名托卡马克装置,如那些验证了可控核聚变的科学可行性,获得了最高聚变能增益,创造了等离子体三乘积世界纪录,获得最高等离子体温度,发现了重要物理现象、机理与机制、发现或提出了新的或先进的运行模式的托卡马克装置;分析了托卡马克聚变堆尚待解决的诸如燃料循环、氚自持、材料等关键科学与技术挑战;最后展望了聚变堆托卡马克的未来发展方向及聚变能商业化前景。旨在为核聚变研究领域提供参考。

  • 科技评论
    王鑫, 王川西, 孙昌璞
    科技导报. 2026, 44(3): 17-27. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2026.01.00024
    摘要 (1328) PDF全文 (388) HTML (1205)   可视化   收藏

    中国科技发展进入关键攻坚阶段尤其需要加强原始创新。基础研究是科技原始创新的源泉,但当下中国基础研究存在研究团队过大、研究方向同质化、缺乏核心能力,从而导致原始创新能力不足等问题。在国家层面,这些问题具体表现为团队研究不够精专、研究内容重复度较高、整体形态呈现“逆多样性”特征,逐步演化为“资源驱动型”科研范式,造成科研资源使用低效,导致的科研生态环境不利于原始创新的培育和发展。在基础研究领域,以科研团队“小而各彰其美”、科研人员“专而各显其长”为特征的“小而美”基础研究范式极具科技原始创新价值,能在资源约束下保障国家科研整体的“多样性”和国家科技链安全。以精专探索与原创突破实现基础研究的核心价值,要求每一个团队聚焦各自独特的研究方向长期深耕,其成员以“十年磨一剑”的精神进行专业积淀和问题攻坚。由此形成的科研生态多样性和高效配置资源,能在国际竞争中保障中国科技发展的韧性。

  • 特色专题
    王毅, 李高楠, 刘哲, 高兴誉, 王洪强, 宋海峰, 杨明理, 宿彦京, IbraimovMargulan, 李金山
    科技导报. 2025, 43(12): 93-109. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00039
    摘要 (1265) PDF全文 (553) HTML (826)   可视化   收藏

    面向2040现代化强国发展战略需求,以新材料、新质生产力和新产业融合发展为驱动,全面梳理强国战略和相关国家政策与行动纲要对前沿性-颠覆性关键技术和关键材料发展的共性需求,阐述了材料基因工程核心关键技术的发展与革新为人工智能数据基础设施、材料大模型基座、新材料研发及其产业应用等关键核心技术创新奠定重要基础。人工智能将进一步促进高通量智能计算软件/工具的开发、从高通量实验到自主实验范式革新并加速材料智能体的发展、数据资源节点和平台与数据标准规范的建设、新质生产力和新材料产业发展以及教育范式变革和新一代生力军培养。材料基因工程与智能科学的融合,正在以“理论重构、技术赋能、产业牵引”三位一体模式,重塑材料科学与技术以及教育的底层逻辑。它不仅是单一学科的升级,更是一场涉及科研范式、产业生态和人才培养模式的系统性变革,将为新材料、新兴产业和未来产业等重点领域培养复合型人才。

  • 本刊专稿
    柯海波, 周靖, 童星, 汪卫华
    科技导报. 2025, 43(15): 20-38. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.02.00268
    摘要 (1221) PDF全文 (2753) HTML (496)   可视化   收藏

    中国嫦娥五号采回的月壤中发现了超过30%的玻璃质成分,进一步证实非晶物质在宇宙中广泛存在,看似杂乱无章的非晶物质结构背后可能隐藏着拓扑序和不均匀性,因而非晶物质具有奇异的遗传、敏感和弛豫行为,表现出一系列优异物理化学特性,如极致的稳定性、超塑性、超强力学行为和优异软磁性能等。基于序调控和高通量技术开发出的新一代Zr基、Fe基非晶合金更是成功应用于如折叠手机铰链、新能源汽车电机等核心部件,非晶材料展现出不可替代的应用优势。非晶物质的未来发展应引入新的材料研发范式,重视工艺创新的重要性,推动多学科领域的交叉融合,发挥先进表征技术和大科学装置的优势,打造产学研用全链条创新模式,进而积极助力非晶材料与物理领域的快速发展,拓展其在高新技术领域的应用。

  • 特色专题
    王靖岳, 孙国帅, 武旭东, 张硕, 王军年
    科技导报. 2025, 43(8): 62-72. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2022.10.01638
    摘要 (1169) PDF全文 (111) HTML (972)   可视化   收藏

    介绍了锂离子电池基本构造、工作原理及回收现状。详细阐述了当前研究中正极材料的主流回收方法,综述了废锂离子电池回收技术的研究进展,其中包括回收工艺发展、回收产品、对环境负担的影响,以及电池退役后的选择,如二次利用、直接再生修复电极材料、湿法或火法冶金回收材料等。从电池材料回收率,循环利用再生体系,电解液、隔膜和负极材料等综合回收方面对现有废旧锂离子电池回收处理与再利用技术提出了改进意见。

  • 特色专题
    伍松林, 付伟, 陈保冬, 吴雨琪, 韩伟, 朱永官, 黄隆斌
    科技导报. 2025, 43(11): 60-73. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.11.01611
    摘要 (1033) PDF全文 (1549) HTML (670)   可视化   收藏

    矿产资源的开发和利用是维系现代社会经济发展和人类活动的重要基础。然而,近百年来各类矿产资源的开采和加工产生了大量尾矿矿渣,严重威胁着生态环境和人类社会的可持续发展。如何实现尾矿区的生态重建成为实现可持续矿业的关键。在分析传统尾矿生态修复技术不足的基础上,提出基于土壤发生学原理的尾矿生态修复新策略,即尾矿成土生态工程。具体而言,本策略将尾矿视为成土母质矿物,通过系统性生态工程手段加速成土过程,并逐步将其改造成具有多孔物理结构和化学缓冲特性,能够承载生态功能的稳定类土基质,从而实现对尾矿区的生态重建。尾矿成土生态工程需综合考虑尾矿的特性、本地微生物和植物物种资源及气候条件,因地制宜设计技术路线,构建成套技术体系。最后,基于现有研究进展,提出了尾矿成土的关键基础科学问题和技术应用前景。

  • 特色专题
    崔维成, 邵鑫浩
    科技导报. 2025, 43(12): 38-54. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.04.00040
    摘要 (1028) PDF全文 (235) HTML (817)   可视化   收藏

    深海探测是开发海洋资源、研究地球演化和保护地球生态系统的关键技术。综述了2019—2025年深海探测技术的主要进展,包括潜水器、传感器、通信、能源等领域,展望未来5~10年的发展趋势。介绍了深海探测的重要性和面临的挑战,以及深海潜水器、传感器与观测、采样与分析、通信与导航、能源,以及大数据与人工智能等多方面技术的现状。分析表明,智能化、长续航和原位实验技术将成为核心方向,但高压环境适应性、能源供应和数据传输仍是主要瓶颈。探讨了智能化与自主化、长续航与能源创新、成本革命等未来发展趋势。期望对推动深海探测技术的可持续发展起到一定的指导作用。

  • 研究论文
    曾勃, 马智亮, 李帅勇, 曲寒冰, 孟凡银, 赵琉涛
    科技导报. 2025, 43(9): 84-92. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.07.00818
    摘要 (912) PDF全文 (1406) HTML (541)   可视化   收藏

    智能建造数字化平台作为建筑行业数字化转型的关键支撑,在建筑信息模型(BIM)、云计算和大数据等核心技术的驱动下实现了突破性发展。从相关研究总体特征、相关研究现状和平台案例分析3个维度对2010—2023年的相关研究进行分析。研究发现,BIM技术通过三维可视化建模和全生命周期数据管理构建了平台的基础框架;云计算技术凭借其弹性计算资源和分布式处理能力为平台提供了强大的技术支撑;大数据技术则通过实时数据分析和智能决策优化了工程管理流程。以北京城市副中心项目为例,该平台创新性地采用“环状”数字集成交付模式,整合区块链数据确权技术,实现了政府投资项目设计-施工-运维全过程的数字化协同管理,有效解决了传统工程管理中的“三超”问题。然而当前研究仍存在明显局限,比如应用场景主要集中于单体项目层面,缺乏行业级系统整合;技术标准体系尚未统一,制约了数据互联互通;人工智能等新兴技术的融合应用研究相对不足。未来发展方向应着重于构建产业级集成平台,推动规模化应用;建立统一的技术标准和数据接口规范;深化人工智能、数字孪生等创新技术与传统建造技术的融合应用;探索数据资产交易机制,促进数据要素市场化。

  • 科技新闻
    科技导报. 2025, 43(17): 145-8.
    摘要 (808) HTML (799)   可视化   收藏

    水处理、能源转化和生物医药等领域对高效分离膜的需求日益迫切。无论是海水淡化、电池隔膜,还是人工离子通道,核心都依赖于纳米孔膜对特定离子的精准筛选。科学界长期以来将这种选择性理解为几何作用:水合离子被紧紧包裹在水分子外衣之中,能否通过孔道主要取决于“身体尺寸”与孔径是否匹配。然而,随着纳米孔尺度越来越小,这一解释逐渐显得不足,因为实际观测到的选择性规律往往无法用几何大小简单说明。

  • 科技新闻
    科技导报. 2025, 43(17): 15-7.
    摘要 (799) HTML (782)   可视化   收藏

    2025年8月26日,江门中微子实验(JUNO)成功完成2万t液体闪烁体灌注,并正式运行取数。经过10余年准备和建设,JUNO成为国际上首个运行的超大规模和超高精度中微子专用大科学装置。

  • 科技评论
    刘劼玮, 薛傅龙, 王志峰
    科技导报. 2025, 43(9): 15-23. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.09.01276
    摘要 (779) PDF全文 (94) HTML (541)   可视化   收藏

    分析了激光无线能量传输(laser wireless power transmission,LWPT)技术的基本原理、发展背景及未来应用。该技术基于受激辐射原理,将电能转化为激光能量,经过大气或真空介质传输后,最终由激光电池将光能高效转换为电能,具备高方向性、高能量密度、远距离传输等优势。在低空产业领域,LWPT可为无人机、飞行汽车等提供持续能源补给,显著提升续航能力与作业效率;在商业航天领域,其可为卫星、空间站及深空探测器构建灵活的能量传输网络,支撑长期太空任务。展望未来,LWPT技术与激光通信、卫星遥感定位等技术结合,可实现能源与信息的协同传输,构建交通–信息–能源三网融合的智能化蓝图,推动交通系统向高效化、自动化迈进。这一目标的实现,需依托多行业深度合作与持续技术创新,并同步推进跨领域协同研发及标准规范制定。通过推动该技术的发展,有望催生能源传输领域的革命性变革,为现代社会的发展提供坚实的支撑。

  • 科技新闻
    Jacobs Phie
    科技导报. 2025, 43(8): 12-13.
    摘要 (774) HTML (621)   可视化   收藏

    夜幕降临时,几位科学家正乘坐中国载人深海潜水器“奋斗者”号向深渊进发。随着潜水器逐渐下潜,在深不可测的黑暗中,上海交通大学极端环境微生物学家赵维殳瞥见了散发着绿、黄、橙3色荧光的发光生物。抵达万米海底后,研究人员打开探照灯,一片“深邃神秘的蓝色”随即映入眼帘,到处漂浮着形形色色的浮游生物。Weishu Zhao回忆道,“那一刻,我幡然领悟,(深海)一定是一个超乎人类想象的奇特世界”

  • 特色专题
    何欣恒, 高斯涵, 李俊睿, 徐华强
    科技导报. 2025, 43(12): 29-37. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.04.00082
    摘要 (755) PDF全文 (254) HTML (590)   可视化   收藏

    药物研发作为现代医药产业的核心驱动力,面临传统模式“高投入、长周期、低产出”的困境,亟需突破以应对日益复杂的健康需求。人工智能(AI)技术的快速发展为药物研发带来了革命性变革,其在蛋白质结构预测、蛋白质设计、抗体药物设计及小分子药物设计等领域的应用显著提升了研发效率与成功率。深入分析了AI在蛋白质结构预测中的突破及其在靶点发现、虚拟筛选等环节的应用潜力;探讨了AI驱动蛋白质设计从结构预测到功能创新的闭环模式;剖析了AI在抗体序列优化、亲和力成熟及新型抗体设计中的作用;梳理了AI在小分子药物靶点识别、虚拟筛选及ADMET优化中的最新成果。指出AI应用中面临的数据质量、模型可解释性及实验验证等挑战,并展望了多模态数据融合、动态行为预测及自动化平台的未来发展方向。通过全面剖析AI赋能药物研发的现状与问题,旨在为加速新药创制、提升人类健康福祉提供科学视角与思考启示,提供一个关于AI赋能药物研发领域科技问题的全面且深入的视角,并激发对未来发展方向的思考,以期促进AI技术在药物研发领域的更有效应用,加速新药创制进程,最终惠及人类健康

  • 特色专题
    赵晓迪, 谢丽, 王磊
    科技导报. 2025, 43(22): 86-97. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.09.01295
    摘要 (720) PDF全文 (3947) HTML (126)   可视化   收藏

    阐述了在生物反应器中培养化能自养细菌面临的难以持续固碳,且固碳效率较低等问题,并提出了一系列基于代谢工程、过程优化和新型反应器设计等手段以调控化能自养细菌的碳代谢过程并提高其固碳效率。介绍了在生物反应器中培养的化能自养固碳微生物的应用前景,包括提高自然生态系统的初级生产力、减少特定场合的碳排放量以及生产微生物高价值副产品等。最后强调了化能自养细菌在上述领域应用的环境优势以及后续在规模化应用方面尚存在的问题,丰富了对化能自养细菌捕碳、固碳和转化碳过程中的机理和影响因素的认识。

  • 特色专题
    游佳莉, 邓佳文, 焦子韵, 罗阿理, 宋轶晗, 邱波, 任福继
    科技导报. 2025, 43(20): 62-84. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.04.00057
    摘要 (648) PDF全文 (3006) HTML (368)   可视化   收藏

    随着新一代信息技术的融合创新,数字孪生(digital twin,DT)技术作为推动数字化转型与智能系统演进的关键支撑,已广泛应用于工业制造、智慧城市、智能交通等领域。然而,现有研究主要聚焦于“物”的建模和分析,较少系统整合“人”和“环境”因素,难以满足复杂智能系统对多层次、全方位交互的发展需求。鉴于此,引入“物−人−场”交互视域,从智能物理实体(物)、智能个体(人)以及虚实融合环境(场)3大核心维度,全面且系统地剖析数字孪生技术的研究前沿与进展。首先,分析以“物”为核心的传统数字孪生技术体系,重点介绍其理论起源、框架及应用等。其次,探讨AI(人工智能)驱动下的数字人定义、发展脉络、国家政策和核心技术等。最后,将视野拓展至“场”的维度,探究元宇宙多元场景中“场”的应用实践,深入研讨“物”“人”和“场”3个元素的深度融合交互机制,揭示三者如何相互作用、相互促进,为元宇宙的构建提供支撑。进一步,围绕“物−人−场”面临的关键挑战,提出3方面研究建议:(1) 构建智能化且具备多层架构的数据融合框架;(2) 研究AIGC(生成式人工智能)赋能的智能虚实映射与虚拟原生进化;(3) 构建新的虚拟经济与智能化治理体系。研究成果为构建具备多主体协同感知、多模态智能交互与虚实融合闭环反馈的新型数字孪生系统提供了理论基础与实践启示。

  • 研究论文
    李振, 张振鑫, 王涛, 彭雪丽, 岳贵杰, 张德宇, 刘先林, 李建华
    科技导报. 2025, 43(13): 69-77. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.01.00025
    摘要 (623) PDF全文 (593) HTML (203)   可视化   收藏

    设计了一种结合边缘增强的全局自注意力深度学习网络(global self−attention network with edge−enhancement,E−GSANet),用于遥感影像建筑物提取,在编码主干构建并融入边缘增强模块,为网络赋予边界先验知识信息;通过全局自注意力特征表达模块构建影像的长距离依赖关系,实现显著特征与边缘增强特征的表达融合;使用逐级上采样解码模块,将空间细节信息丰富的浅层特征与具有高阶语义信息的深层特征相融合,得到建筑物的精确提取结果。基于2个开源的遥感建筑物数据集,将E−GSANet与当前主流方法进行对比,定量和定性分析表明,E−GSANet在各项指标中都取得了最优的结果,提取出的建筑物更为完整,边缘更加精确,精度更高。此外,网络结构的消融实验分析证明了各模块的有效性。

  • 特色专题
    许强, 倪婷, 敖仪斌
    科技导报. 2025, 43(15): 49-60. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.06.00640
    摘要 (614) PDF全文 (96) HTML (245)   可视化   收藏

    巨灾灾后恢复重建是一项开放复杂的系统工程。基于系统工程视角解读中国巨灾灾后恢复重建的历史发展。首先定义了巨灾和划分标准,据此梳理新中国成立以来巨灾事件。其次,采用霍尔三维结构模型和物理—事理—人理系统方法论,从发展阶段、关键活动、科学技术3个要素构建了巨灾灾后重建系统结构。然后,通过分析典型巨灾灾后恢复重建的具体措施及其与人地关系演化的关联,揭示了巨灾灾后恢复重建系统的传统、可持续和智慧模式。最后从体制优势与法律保障,跨部门协调与信息共享,智能监测与精准需求评估,基础设施与文化建设,巨灾救助与巨灾保险5个方面总结出中国巨灾灾后恢复重建的历史经验。

  • 特色专题
    赵康, 赵鼎, 仇旻
    科技导报. 2025, 43(12): 80-92. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00088
    摘要 (600) PDF全文 (146) HTML (344)   可视化   收藏

    冰刻技术(ice lithography)是一种基于电子束与低温材料相互作用的新型微纳加工方法,通过将特定气体在低温衬底表面凝结成固态冰胶,利用电子束辐照实现纳米精度的图案直写与转移。冰刻技术自提出以来凭借其独特优势快速发展:一是冰胶对电子束的低敏感性支持加工过程原位观察,可实现高精度套刻;二是冰胶可均匀覆盖非平面衬底,突破传统加工工艺对衬底平整度的依赖;三是冰胶经过升温即可去除,可实现全程无须溶剂的绿色加工,为敏感易损材料的加工提供了解决方案。回顾了冰刻技术的发展历程,从技术特点、加工精度、设备演进、工艺应用等方面总结了冰刻技术的重要成果和进展,并对未来的发展方向进行了展望。希望能激发跨学科的前沿研究,挖掘冰刻这一新兴技术在三维光电器件、生物传感、柔性电子等领域的应用潜力。

  • 特色专题
    叶蕾, 廖萌, 王兵杰, 彭慧胜
    科技导报. 2025, 43(12): 110-120. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.03.00130
    摘要 (582) PDF全文 (227) HTML (376)   可视化   收藏

    全球能源需求不断增长,钙基电池因其资源丰富(钙在地壳中的储量约为锂的2500倍)、电化学性能优异(体积比容量高达2073 mA·h·cm-3)以及环境友好等优势,被视为下一代高性能储能技术的有力竞争者。然而,钙基电池的发展仍面临多重挑战,包括金属钙难以实现高效可逆的沉积/剥离、电解液体系电化学稳定窗口有限,以及高性能正极材料匮乏等关键问题。系统梳理了近年来钙基电池领域的研究进展,重点围绕钙负极优化、电解液优化、正极反应体系设计以及新型电池结构构建等方面展开综述。针对当前技术瓶颈,归纳了代表性研究中提出的机制理解与技术策略,探讨了钙基电池在储能场景中的潜在应用前景,提出未来可以优化钙离子的溶剂化结构和界面动力学、扩大离子扩散通道并缓解体积膨胀、提升电极材料的氧化还原电位和容量、开发高性能柔性钙基电池等方面作为发展方向,旨在为推动钙基电池技术突破提供全面的理论依据与技术参考,推动钙基电池走向实际应用,并最终实现其在储能领域的全部潜力。

  • 本刊专稿
    臧明月, 刘立, 刘燕
    科技导报. 2025, 43(13): 22-31. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.02.00196
    摘要 (582) PDF全文 (213) HTML (463)   可视化   收藏

    更新修订国家生物多样性战略与行动计划(NBSAP)是《生物多样性公约》(简称《公约》)缔约方应尽的义务,《公约》第十五次缔约方大会决议要求,各国比照《昆明−蒙特利尔全球生物多样性框架》(简称《昆蒙框架》)修订或更新NBSAP并提交标准化格式的国家目标。中国生物多样性保护战略地位不断提升,2024年1月发布了《中国生物多样性保护战略与行动计划(2023—2030年)》(简称《战略计划》)。综述了《战略计划》更新修订的主要考量与内容变化,介绍了《战略计划》的主要内容,包括生物多样性主流化、应对生物多样性丧失威胁、生物多样性可持续利用与惠益分享、生物多样性治理能力现代化4个优先领域,对当前热点议题和新增优先行动进行了研判与解读。总结了《战略计划》的主要影响和实践意义,提交了推动《昆蒙框架》执行的中国方案,与国内生物多样性领域政策相衔接,指导地方一级开展保护实践,为研判和应对未来生物多样性保护的新焦点和新问题提供了参考。

  • 科技评论
    陈亚宁, 李稚, 方功焕, 李玉朋
    科技导报. 2025, 43(13): 16-21. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.04.00355
    摘要 (561) PDF全文 (911) HTML (200)   可视化   收藏

    过去的半个多世纪,全球干旱区气温以0.32℃/10 a的速率上升,气候变暖加大了蒸发能力,导致全球干旱区范围扩大,面积增加了约2.61×106 km2;干旱事件增加,强度增大,全球34个大河流域发生气象干旱事件平均达251次;热浪、干热风等复合干旱事件增多,骤旱事件呈显著上升趋势,热浪平均持续时间由8 d增加到12 d。伴随气候变暖,水资源可供给量降低,水资源不确定性和干旱风险增加,温室气体排放加大,碳排放增大,荒漠化加剧,贫困化地区增多。建议大力倡导低碳减排,抑制气候变暖速率,加强国际合作,制定缓解干旱区持续扩张的全球行动计划,从政策、管理、教育、科技、金融等多个方面构建应对气候变化的合作机制,多维破解荒漠化与贫困“双重困境”。

  • 特色专题
    王伟武, 何杰, 厉华笑
    科技导报. 2025, 43(22): 52-58. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.07.00911
    摘要 (539) PDF全文 (1277) HTML (110)   可视化   收藏

    从城市空间形态的新视角出发,综合评述了多尺度、多维度下“热—碳—污”协同规划的理论、技术与应用,同时指出当前研究在数据整合、视角融合与目标协同等方面仍存在局限。进一步从理论与方法创新、数据技术融合、实践与政策协同三方面展望未来挑战,为我国城市多目标协同治理与可持续发展提供创新思路。

  • 特色专题
    单文坡, 马金珠, 楚碧武, 徐耀阳, 蔡超, 陈青林, 张召基, 卢新, 贺泓
    科技导报. 2025, 43(11): 45-50. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.11.01613
    摘要 (537) PDF全文 (421) HTML (300)   可视化   收藏

    随着中国污染控制进入深水区和“双碳”目标的提出,传统污染源治理技术在碳污协同减排和多介质污染协同控制等方面面临诸多挑战,亟需探索环境治理新范式。针对城市环境复合污染治理难题,将污染控制由排放源拓展至环境过程,论述了通过人工手段强化城市环境的自净功能,利用自然界的光、热、风、氧、水等条件实现污染物的环境过程净化,耦合气-水-土多介质人工强化环境自净技术构建“自净城市”,有望成为环境保护工作新的增长点,从而巩固当前污染源排放控制的成果,保障环境质量持续改善。在此基础上,对污染物环境过程净化、自净城市的理论与技术进行了介绍,如将气–水–土多介质人工强化环境自净技术在城市区域进行多场景、多过程、全方位应用,以提升城市环境容量,持续改善城市环境质量,并对城市环境污染物自净过程与机制、人工强化自净材料与技术、多介质环境自净应用策略与方案、城市环境自净能力评估4方面提出了发展建议。

  • 本刊专稿
    陈刚, 刘云龙, 张冰洋
    科技导报. 2025, 43(20): 25-36. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.05.00571
    摘要 (537) PDF全文 (1465) HTML (138)   可视化   收藏

    近年来,光驱动微纳马达作为一种新兴的微型动力装置,因其能量输入可调、开关状态可逆且可远程操控等优势,在水环境处理、生物医疗以及生物传感等领域展现出广阔的应用前景。梳理了光驱动微纳马达在材料设计、光能利用与驱动控制等方面的研究进展,重点分析了基于光热效应、光致异构化以及光催化分解等不同机制的驱动机理,并列举了分别利用紫外光、可见光与近红外光驱动的微纳马达的独特优势及其典型应用。同时,该类马达在实际应用中仍面临光能转换效率较低、运动控制精度不足以及材料生物相容性和稳定性不佳等问题。未来研究应致力于提升光能转换效率、开发高生物相容性材料、优化运动控制策略,并探索多源驱动方式与多功能集成化设计,从而推动光驱动微纳马达性能的全面提升与应用范围的进一步扩展。

  • 科技评论
    符淙斌
    科技导报. 2025, 43(10): 15-22. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.12.01746
    摘要 (537) PDF全文 (80) HTML (372)   可视化   收藏

    地球系统科学是当今世界最具挑战性的前沿科学领域之一。总结分析了近半个世纪以来,国际科学理事会(ICSU)主导实施的一系列全球变化国际大科学计划:世界气候研究计划、国际地圈-生物圈计划、生物多样性计划、国际全球环境变化人文因素计划、地球系统科学联盟、未来地球的可持续发展研究计划。探讨了在这些计划的推动下,地球系统科学的发展过程及其对促进人类社会可持续发展的贡献;指出了中国参与国际大科学计划具有提升国际影响力等重要意义,并提出了开辟专门经费渠道等具体建议。

  • 本刊专稿
    汪怡珂, 于点, 黄元元
    科技导报. 2025, 43(22): 23-38. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.10.00068
    摘要 (535) PDF全文 (275) HTML (440)   可视化   收藏

    土壤碳库作为全球最大的陆地碳库,其动态深刻影响大气CO2浓度与气候变化。传统研究范式常将土壤有机碳(SOC)与土壤无机碳(SIC)割裂探讨,限制了对土壤碳循环系统行为的准确预测。梳理了SOC与SIC的形成与封存机理:SOC的稳定性由化学惰性、物理保护、矿物结合和微生物调控(如微生物碳泵)构成的“多元联合体”共同维持;SIC的动态则受控于化学沉淀−溶解平衡、生物驱动与物理迁移过程,其角色已从“静态地质库”演变为“动态碳汇”。核心进展在于揭示了SOC与SIC通过生物地球化学桥梁深度耦合:SOC分解释放的CO2驱动次生碳酸盐形成,而SIC溶解调节的pH和钙离子浓度又反馈影响SOC稳定性与微生物活性。在此基础上,构建了一个“SOC−SIC−气候”三重耦合框架,阐明了两者在外源因子(气候、矿物、生物、人类活动)驱动下呈现协同增强、权衡补偿与临界失稳等动态路径。最终,基于对耦合机制的理解,提出了面向不同气候带与土地利用类型的区域调控与碳管理策略(如钙循环调控、微生物诱导碳酸盐沉淀),旨在将土壤从被动碳汇转变为可主动调控的气候缓冲系统,为深化地球系统理论、优化碳中和路径提供科学基石。

  • 本刊专稿
    潘教峰, 刘明熹
    科技导报. 2026, 44(3): 28-33. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.07.00066
    摘要 (529) PDF全文 (709) HTML (429)   可视化   收藏

    当前,新一轮科技革命和产业变革加速演进,前沿领域突破重塑全球格局。“十五五”时期中国科技发展不仅是自身实现科技强国建设目标的关键阶段,而且将在全球科技发展中扮演重要角色,对世界产生重要而深远的影响。在复杂多变的国际形势中要找准定位,做好前瞻谋划,科学绘制“十五五”时期科技发展路线图。通过研判提出了未来5~10年中国将面临的大国战略博弈加剧、科技产业变革加快、经济社会转型攻坚交织的复杂局面:科技成为综合国力竞争主战场,国际合作弱化,安全风险上升;科技前沿向纵深演进,颠覆性技术交叉融合,孕育新产业形态;中国经济加速向高质量发展,也面临能源、粮食等领域安全风险。明确了“十五五”科技强国建设应从6个方面发力:一是加强有组织的基础研究;二是统筹强化关键核心技术攻关;三是强化企业创新主体地位;四是推动教育科技人才一体化发展;五是完善科技创新生态;六是加强开放创新合作。

  • 科技评论
    蔡自兴, 蔡昱峰
    科技导报. 2025, 43(8): 15-26. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.05.00504
    摘要 (520) PDF全文 (183) HTML (409)   可视化   收藏

    探讨了人工智能的学科体系,从人工智能的定义出发,提出人工智能的学科体系是由人工智能的科学基础、人工智能技术方法和人工智能应用3部分组成,并认为人工智能的科学基础是符号主义、连接主义和行为主义,人工智能的主要技术是基于知识的人工智能技术、基于数据的人工智能技术、人工智能的算法和人工智能的算力,而人工智能的技术要素为知识、数据、算法和算力,人工智能的应用领域涉及经济、科技、民生、社会和其他领域。

  • 本刊专稿
    邬江兴, 邹宏, 张帆, 刘勤让, 高彦钊, 尚玉婷, 祁晓峰
    科技导报. 2025, 43(12): 19-28. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.04.00041
    摘要 (518) PDF全文 (265) HTML (375)   可视化   收藏

    系统阐述了AI for Engineering(AI4E)驱动数字生态系统网络发展范式的转型动因、机理与实践路径,指出传统数字生态系统网络发展范式面临“刚性架构与场景多样化”的根本矛盾,亟需以“超融合、高可信、一体化”为目标进行重构。介绍了AI4E驱动数字生态系统网络发展范式转型的重要基础、技术支撑、运作方式,从思维视角、方法论、实践规范、发展路径等方面阐述了新范式的主要特征;同时,介绍了AI4E赋能转型的实践探索,提出基于生成式AI的多模态网络环境(PINE),开辟网络技术体制“第二曲线”;提出晶上生成式变结构计算,打造智能算力“芯物种”;推动内生安全赋能数字系统网络弹性工程,提升人工智能应用系统内生安全能力;呼吁建设"超融合网络与智能计算实验床"大科学装置,验证“结构决定效能/安全/多样性”的科学猜想,为构建自主知识体系、推动科技自主创新、深化人才自主培养改革提供支撑。

  • 特色专题
    梁腾, 杨健, 杨佳宇, 张宇, 张伟哲
    科技导报. 2025, 43(9): 31-37. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.08.01032
    摘要 (488) PDF全文 (253) HTML (281)   可视化   收藏

    广域长距离高性能传输技术在中国“东数西算”工程构建全国一体化算力网背景下具备重要的战略价值。3个趋势对广域分布式算力协同范式提出新需求:对算力资源要求极高的人工智能(AI)大模型智能应用的兴起;高端高性能图形处理单元(GPU)芯片被禁运限制单中心算力资源;中国各地建设的算力集群形成算力分散分布态势。广域长距离高性能传输技术是上述新范式的关键技术。从支撑广域分布式算力协同新范式、技术路线、承载网络、研究难点、成本5个方面进行讨论,结合深圳到宁夏中卫2100 km实网实验结果,将现有远程直接内存访问(remote direct memory access,RDMA)技术基于广域全光网进行长距离优化的方案是短期内可行性高、成本低且利于开展研究的最佳方案之一,通过优化基于融合以太网的远程直接内存访问(RDMA over Converged Ethernet,RoCE)可以在广域全光网上实现“广域光数直达”逼近物理层通信性能指标。

  • 卷首语
    侯保荣
    科技导报. 2025, 43(17): 1-2.
    摘要 (483) PDF全文 (211) HTML (473)   可视化   收藏

    金属材料腐蚀防护技术的创新是实现有效防护的关键。防护技术的发展经历了从单一涂层保护到多元化防护策略的转变。当前,阴极保护、涂层保护、材料改良和表面处理等技术已广泛应用于各种工程设施的腐蚀控制。纳米技术、自修复材料、生物诱导的矿化等前沿技术的应用,为金属材料腐蚀防护提供了新的解决方案。

  • 研究论文
    朱宇辉, 甘章泽, 邓斌, 张哲, 黄子业
    科技导报. 2025, 43(15): 110-121. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.11.01571
    摘要 (468) PDF全文 (100) HTML (253)   可视化   收藏

    由于无人艇普遍具有欠驱动的特性,且水面环境复杂,无人艇的路径规划仍是一个极具挑战性的问题,也是无人艇的关键技术。回顾了无人艇传统的全局与局部路径规划、智能路径规划、集群路径规划以及路径优化的现有算法和最新研究,概括了无人艇路径规划所考虑的各种约束条件,并对比分析各类路径规划方法的创新点、性能、局限性和实际应用场景。分析强调了多约束条件下进行路径评价的重要性,并根据现有问题及趋势,提出了一些未来研究的建议。

  • 特色专题
    向巧
    科技导报. 2026, 44(3): 66-75. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.11.00049
    摘要 (465) PDF全文 (406) HTML (328)   可视化   收藏

    氢能作为零碳、高热值的清洁能源,被视为航空业脱碳的关键路径,主要航空强国已纷纷布局氢能航空技术研发。本文系统阐述了氢能在航空领域应用的必要性与可行性:氢能可助力航空业实现零碳排放、提升飞行性能,并已通过多项历史验证与当代工程研究证实其技术潜力和发展前景。全球氢能航空正从概念研究迈向工程应用,产业链与生态系统加速构建。然而,氢能航空仍面临储氢技术、燃烧控制、燃料电池功率密度、试验设施不足、产业链不完善及缺乏顶层统筹等挑战。对此,建议保持战略定力,打造氢能航空国家战略科技力量,创新科研组织模式,构建全产业链创新生态,并通过国家重大专项推动技术、政策与基础设施协同发展。

  • 本刊专稿
    云慧敏, 陈必强, 谭天伟
    科技导报. 2025, 43(23): 24-32. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.09.00068
    摘要 (463) PDF全文 (1060) HTML (378)   可视化   收藏

    生物制造作为实现绿色低碳和可持续发展的重要技术路径,正沿着“原料—技术—过程—产品”全产业链加速演进。首先,从原料端分析了传统粮食原料的局限性,重点介绍生物制造原料向非粮生物质拓展,高性能菌种及酶的开发向精准化、智能化演进,过程工程技术及核心装备向模块化、智能化迭代的最新进展,为构建安全、稳定的生物制造原料基础提供支撑。技术端系统梳理了基因编辑、代谢工程、计算设计、人工智能(AI)等底层工具在核心菌种、底盘细胞和工业酶精准设计中的应用,推动生物制造向高效化、模块化、智能化发展。在过程端,重点讨论智能细胞工厂、精准生物发酵、在线监测、数字孪生及智能装备国产化等关键技术的融合创新,加速实现由经验驱动向模型驱动与智能决策转型。在产品端,总结生物制造在医药、食品、化工、材料等领域的产业化进展及应用前景。最后,针对中国生物制造在菌种自主可控、高端装备依赖等方面的短板,提出关键技术攻关方向,为未来生物制造的技术路线与产业发展提供参考。

  • 特色专题
    张慧, 谢东锦, 梁姝彤, 李明轩, 贾晓丰, 田永林, 马思吉, 李浩然, 李浥东
    科技导报. 2025, 43(20): 48-61. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.10.00077
    摘要 (460) PDF全文 (655) HTML (298)   可视化   收藏

    具身智能作为人工智能发展的新阶段,正在实现从“感知−认知”到“感知−认知−行动”一体化的跃迁。视觉−语言−动作(vision−language−action,VLA)模型通过统一视觉感知、语言理解与动作生成,为智能体在真实世界中的自主操作提供了关键技术路径。系统梳理了VLA技术的发展脉络与典型成果,总结了其架构范式,包括多模态感知输入、语义融合机制、强化与模仿学习、世界模型和多层次动作输出。结合自动驾驶、人机交互和工业装备等应用场景,进一步分析了VLA发展面临的核心挑战,包括数据资源匮乏、泛化与迁移能力不足、可解释性与算力压力等,并展望了未来趋势。

  • 特色专题
    段海滨, 梅宇, 牛轶峰, 赵彦杰, 袁洋, 王寅, 罗德林, 袁莞迈, 张兆宇, 袁永琼, 范彦铭, 朱纪洪
    科技导报. 2026, 44(1): 91-101. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.12.00069
    摘要 (456) PDF全文 (291) HTML (424)   可视化   收藏

    2025年,无人机技术围绕智能化、自主化、体系化和低成本化等方向发展,成为推动低空经济规模化应用与全球智能空域体系建设的核心驱动力。从无人机技术革新、无人机关键技术、无人机应用验证、反无人机战术、无人机管控政策等多个维度,系统阐述2025年无人机技术的发展趋势。技术方面,无人机正经历从单点突破到体系协同的范式跃迁,在航路规划、智能决策、通信组网等关键技术领域呈现出深度交织与协同进化的新特征,无人机关键技术正向更深度的协同与感知演进。应用方面,无人机在军事与民用领域的跨界融合与协同演进已成为显著趋势。在全球低空经济规模化落地的关键阶段,通信组网的效能优化、异构平台的智能协同以及安全可信空域的体系构建,已成为全球技术竞争的前沿焦点,并共同推动形成人机物共融的无人机产业新生态。未来无人机将以分布协同驱动、智能安全空域作底座,持续为低空经济高质量发展与数字化转型注入强劲的新质技术动力。

  • 特色专题
    范丽媛, 王兆杰, 杨战, 刘鹏, 吴笑风
    科技导报. 2025, 43(20): 85-92. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.09.00070
    摘要 (452) PDF全文 (340) HTML (262)   可视化   收藏

    无人船系统的智能化正从远程操控向具身自主形态深刻变革,其核心在于通过多模态感知、环境交互与闭环学习实现高级智能行为。梳理了具身智能在无人船上的关键进展,指出语义控制闭环、数字孪生验证与评测体系正从方法探索走向工程集成,并已在港池与内河等场景形成初步应用支撑。然而,当前技术在感知稳定性、规则可解释性及落地资源等方面仍存在瓶颈。为此,建议从强化自主闭环智能体系、构建标准可信验证环境、推进轻量化与协同部署等方向重点突破,以提升系统的可靠性、合规性和规模应用能力,为中国智能船舶技术与海洋战略实施提供支撑。

  • 研究论文
    辜雅婷, 张迟, 马飞, 贾晓健, 倪士光
    科技导报. 2025, 43(14): 82-93. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.03.00331
    摘要 (452) PDF全文 (117) HTML (292)   可视化   收藏

    抑郁症是一种典型的精神障碍,目前筛查主要以抑郁诊断量表和医生问诊为主。计算机辅助抑郁障碍识别是基于人工智能技术的一种抑郁症筛查的新兴方式。针对传统测量工具的现状和不足,综述了当前计算机辅助抑郁识别方法,论述了抑郁识别数据集和基于面部图片、语音、文本等多模态数据的抑郁识别方法的研究现状,并对计算机辅助抑郁识别的优势与挑战进行了总结与展望。计算机辅助抑郁识别能够提供一种相对简便、规范化的筛查方式,但仍面临模型参数和特征解释不足、中文数据集有待扩充、现有数据集样本量较少的挑战。未来研究人员需要进一步提升抑郁识别数据集的样本量及模型准确率等指标,进行特征提取及模型构建的理论及实验分析,推进计算机辅助抑郁识别的临床应用。

  • 研究论文
    弓明月, 何衍鑫, 张朝鲲, 王筱煜, 任嘉豪, 李宏佳, 史泽辉, 田伟
    科技导报. 2025, 43(15): 102-109. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.05.00454
    摘要 (444) PDF全文 (268) HTML (221)   可视化   收藏

    针对岩石的生氦潜量是一个关于放射性元素铀、钍浓度和时间的函数,提出了一套基于自然伽马能谱测井的氦气资源潜力评估方法。利用伽马探测器测量地层自然放射性产生的伽马能谱,根据不同放射性核素产生伽马能谱的差异,通过谱解析可连续获取地层各层位的铀、钍含量,进而计算岩石矿物的释氦含量,识别优势氦源岩,对于地层中的氦气资源潜力进行评估。该方法目前被应用于塔里木盆地古城、雅克拉、托甫台、和田河区块及全盆地氦气资源分布的预测及战略选区评价中。未来需要进一步加强使用该方法过程中对于结晶基底氦气生成量、岩石矿物释氦绝对年龄、气藏氦气逸散过程的精确厘定。