2025年3月27日，以“新质生产力与全球科技合作”为主题的中关村论坛在北京开幕。

直接电解海水可在无淡水消耗下制备绿氢，被视为清洁能源的“终极方案”，但因海水中高浓度氯离子引发的电极腐蚀、析氯副反应，制约了其商业化。2025年3月5日，北京化工大学孙晓明、周道金团队联合香港城市大学刘彬团队在《Nature》发文，提出“动态析氢-钝化循环”机制，实现碱性海水的超长稳定间歇电解。团队设计的NiCoP-Cr₂O₃纳米阵列电极在波动电流下（模拟风电启停）运行10000 h后，电压衰减速率低至0.5% khr^-1（每千小时变化率），远超工业基准（常规电极通常低于1000 h）。

2025年2月24日，国际数学界迎来一项里程碑式突破：34岁的中国数学家王虹与加拿大不列颠哥伦比亚大学教授约书亚·扎尔（Joshua Zahl）合作，在预印本平台arXiv提交了一篇长达127页的论文，称证明了三维挂谷猜想（Kakeya Conjecture）。这一成果被菲尔兹奖得主陶哲轩评价为“几何测度论领域的惊人进展”，并引发全球数学界震动。若通过同行评审，该成果将填补几何测度论领域百年空白，并为调和分析、数论等学科提供新工具。

高温不仅让人体感到不适，还可能加速衰老。2025年2月26日，《Science Advances》发布的一项研究揭示了极端高温对人类衰老进程的直接影响。美国南加州大学团队通过分析全美3600余名56岁以上老年人的血液样本发现，长期暴露于高温（热指数≥32℃）环境下，可能导致老年人的生物年龄（基于细胞层面的衰老程度）加速老化，最高可达2.48年。

浙江大学杨华勇和贺永团队研发了一种神奇的“生物打印机”——多材料投影式生物3D打印装备，不仅能像搭积木一样组合不同材料，还能打印出活性的器官结构。

结构化超材料（由定制几何形状产生的不同寻常的人造结构）能按照设想的方式引导形变和能量流动。超材料的一个子集，“声子带隙”超材料，通过操纵机械波与材料周期性结构的相互作用，可以反射、散射或吸收能量。特定频率范围内的波无法穿过这种材料，从而产生声子带隙。这种效应可用于声学成像、声学隐形、抗冲击和能量收集等技术。结构化超材料是人工制造的，自然界是否存在类似现象? 2025年2月7日发表在《Science》的一项研究称，螳螂虾指节棒具有声子带隙，可过滤特定频率的应力波。这表明天然材料同样可以呈现出在人工超材料中观察到的声子行为，从而为设计仿生和生物混合声子带隙材料开辟了更大的可能性。

水凝胶是一种可被水分子渗透的柔软聚合物网络。这种水合状态使得水凝胶可用于生物医学研究，以及隐形眼镜和伤口敷料等消费品。与加热或冷却时发生状态转变的聚合物相反，水凝胶因具有水合作用而通常不发生聚合相变。然而，温度变化会蒸发或冻结聚合物网络中的游离水分子，从而改变水凝胶的力学性能，这将损害水凝胶的弹性，使其更易破裂。2025年2月28日，Zhang等在《Science》发表论文，报告了一种控制聚合物网络水分子的方法，并制备了一种能在-115~143℃较大的温度范围内保持弹性的耐温水凝胶。这使得过去因操作条件限制而无法实现的应用成为可能。

2025年3月7日，上海交通大学联合中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团在《Cell》同步发表4篇封面研究论文，系统揭示深渊极端环境下生命协同演化规律，并完成全球首个深渊生态系统全景图绘制。这项基于“溟渊计划”的突破性成果，标志着中国深海生命科学领域实现从“跟跑”到“国际领跑”的跨越。

植物细菌性病害每年导致全球农作物损失高达数百亿美元，而传统铜制剂和抗生素因耐药性、环境污染等问题，难以大规模应用。2025年2月28日，中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民团队联合北京大学雷晓光团队，鉴别出一种全新植物抗病代谢物——芥酸酰胺，为绿色生物农药开辟了新方向。该成果发表于《Science》。

镉是剧毒重金属，但凭借其量子点（如硒化镉、碲化镉）卓越的光学特性，在量子点发光二极管（QLED）显示领域“横行”。2025年3月5日，上海大学杨绪勇、张建华团队与吉林大学张佳旗团队、TCL集团工业研究院等单位联合在《Nature》发表研究论文称，用锌替代镉，开发出了环保型纯蓝光QLED。该技术突破性地实现了24.7%的外量子效率、17 nm窄光谱发射及3万h寿命（100 cd/m²亮度下），性能首次超越传统含镉蓝光QLED，为量子点显示的绿色转型奠定基础。

2025年3月5日，美国计算机学会（ACM）宣布，将2024年图灵奖（Turing Award）授予美国马萨诸塞大学教授Andrew G.Barto与加拿大阿尔伯塔大学教授Richard S.Sutton，以表彰他们对强化学习理论框架方面的开创性贡献。图灵奖被誉为“计算界诺贝尔奖”，由谷歌公司提供百万美元奖金支持。谷歌高级副总裁Jeff Dean强调，这一贡献直接实现了图灵“机器经验学习”的构想，其算法已成为自动驾驶、芯片设计等领域的技术支柱。

无需复杂传感器或人工建模，机器人正在通过“照镜子”实现自我认知升级。美国哥伦比亚大学的研究人员于2025年2月25日，在《Nature Machine Intelli-gence》发表研究称，利用普通摄像头和深度神经网络，让机器人仅凭观察镜中动态影像，就能自主重构精细的3D运动学模型——相当于为机器植入一套“数字骨骼”，使其理解每一寸机械结构的运动逻辑。

研究人员发现，到2075年左右，大气中的二氧化碳（CO₂）若持续溶解于海水中，将引发海洋酸化水平上升。这种酸度的改变会使浮游植物每年少吸收约50亿吨CO₂，约占其总吸收量的10%。

AI时代的到来向当今算力提出了挑战。国防科技大学团队研发的CAInNet模型，首次在网络设备中嵌入AI计算单元，让数据传输和AI推理能够同时进行，为解决大规模AI计算的通信瓶颈提供了创新方案。该模型融合了单指令多数据流（SIMD）和多指令多数据流（MIMD）2种并行计算模式，SIMD可高效处理矩阵运算这类数据密集型任务，MIMD则能灵活处理报文字段这类计算密集型任务，从而实现了硬件资源的优化配置。同时，借助带内网络遥测技术实现网络可视化，并部署多层感知机（MLP）模型进行AI报文分类，替代传统的三态内容寻址存储器（TCAM）查表路由方法。实验显示，在5000条路由表项场景下，AI推理准确率高达98.3%，存储空间节省了98.7%，有效解决了“路由爆炸”问题。

2025年2月17—18日，中国科学技术协会在北京召开第十届全国委员会第九次会议，审议通过《中国科协2035行动计划纲要》（以下简称《纲要》）。《纲要》围绕科技强国建设重大部署，提出到2035年的3大目标：科协组织全面覆盖科研机构和科技人员、提升全国学会和在华国际科技组织的影响力以及优化科协系统功能配置。《纲要》明确了组织凝聚工程、思想铸魂工程、人才托举工程、学术荟萃工程、产学融通工程、科普促进工程、智库集思工程、开放合作工程共8大重点工程和21项重点举措。《纲要》还提出要壮大一流科技期刊方阵。未来10年，中国科协将滚动实施中国科技期刊卓越行动计划、扩大中层科技期刊支持覆盖面、扩大集群集团化试点规模等，到2035年建成千种具有世界影响力的科技期刊。

2025年2月17日，天津大学脑机海河实验室与清华大学集成电路学院联合在《Nature Electronics》发布研究成果称新一代脑机接口技术成功将解码速度提升216倍，能耗降低至原有的千分之一，并首次实现持续6 h的意念精准操控无人机，创下全球最长稳控纪录。科幻电影中“意念操控”的场景正逐渐成为现实。

2025年2月19日，美国弧形研究所、美国芯片制造商英伟达公司和美国斯坦福大学等机构的研究人员共同开发的Evo2基因组大模型引发全球关注，该模型以400亿参数创下生物学领域最大开源AI模型纪录，可在百万级核苷酸尺度上解析DNA、RNA及蛋白质的序列规律。基于12.8万个物种的9.3万亿核苷酸训练数据，Evo2采用突破性的StripedHyena架构，显著提升基因序列生成与突变预测能力，已成功生成染色体、预测90%以上乳腺癌相关基因突变，并支持基因治疗元件设计。项目通过2000余块H100 GPU训练后实现全面开源，向学界开放模型权重和数据集，其在线平台Evo Designer允许科学家直接生成定制基因组。

大陆岩石圈厚度控制着地球构造模式、克拉通稳定性和矿产资源分布，但其演化历史长期缺乏有效研究手段。传统地球物理观测方法难以追溯古老岩石圈厚度变化，而现代板内玄武岩作为古老岩石圈熔融的典型产物，依然缺少利用其来反演地球早期岩石圈厚度及演化规律的方法和认识。

地球物理学家认为，地球中间层是“迟钝”的。地壳因板块构造而断裂扭曲，地核搅动液态铁并产生地球磁场。在二者间的地幔当中，一条2900 km长的高温高压岩石带正在缓慢对流，形态宛若一盏超大号熔岩灯。对地震波的研究表明，除了自下而上贯穿地幔的热岩石羽流和自上而下滑向地核的地表板块残余物之外，地幔当中几乎没有其他结构。

2025年2月27日，麻省理工学院和哈佛大学博德（Broad）研究所的张锋团队在《Science》期刊发表研究，宣布发现一种全新的基因编辑系统——TIGR-Tas。这一突破性成果有望克服现有CRISPR-Cas技术的局限性，为基因治疗和生物技术领域带来更高效、更灵活的解决方案。

2025年2月18日，国家最高科学技术奖获得者、中国科学院院士薛其坤领衔的南方科技大学、粤港澳大湾区量子科学中心与清华大学联合研究团队在《Nature》发表研究成果，发现常压下镍氧化物存在高温超导特性。这一发现使镍基材料成为继铜基、铁基之后，第3类在常压下突破40 K“麦克米兰极限”的高温超导材料，为解决高温超导机理的科学难题提供了新的突破口。

美国南加州大学张砺团队发现，实验室小鼠会本能地对昏迷同伴实施特殊“急救”。当感知同伴失去意识时，清醒小鼠会通过撕咬、舔眼、甚至拉出舌头等行为，主动清理呼吸道以提高存活率。该研究发表于2025年2月21日的《Science》。

血脂异常是指血液中脂质代谢紊乱，表现为血清总胆固醇和甘油三酯水平升高，是心血管疾病的重要诱因。2025年2月24日，南方医科大学尹恝团队在《Environmental Science & Technology》发表成果，首次通过大规模人群研究揭示，血液中三卤甲烷（Trihalome thanes，THMs）浓度与血脂异常风险呈正相关，为饮水安全与公共健康政策敲响警钟。研究基于美国国家健康与营养调查（NHANES）2005—2018年数据，覆盖1.6万余名成年人。结果显示，长期暴露于高浓度THMs（包括氯仿、一溴二氯甲烷、溴仿等）的人群，血脂异常风险较普通人升高23%~35%，尤其在中青年群体中，关联性更为明显。通过综合评估多种THMs的联合效应，风险进一步增加。

你是否常常在饱餐一顿后，仍对蛋糕、冰淇淋毫无抵抗力？德国马克斯·普朗克老龄化生物学研究所的科学家在一项新的研究中证实，这种“甜品胃”并非凭空想象，而是由大脑中的特殊神经机制操控。该成果发表于2025年2月13日的《Science》，揭示了人类“即使吃饱仍渴望糖分”的生物学奥秘。

泥炭地是一种潮湿的酸性土壤，虽然仅占地球土地面积的3%，但储存约6000亿吨碳，超过了全球森林的碳储量。一项全球调查显示，近1/4的泥炭地正受到农业、人为焚烧和采矿等人类活动的严重威胁。在全球400万km²的泥炭地中，仅有17%受到保护，远逊于热带森林或红树林等其他富含碳的栖息地。该研究团队于2025年2月21日在《Conservation Letters》发表报告称，即使在受保护的泥炭地中，也有1/2受到中度到高度威胁。泥炭地在受到干扰时会以温室气体的形式释放碳。好消息是，超过100万km²的泥炭地位于原住民地区，能够得到更可持续的管理。

内华达州奶牛感染第2种禽流感病毒（这种病毒正导致大量家禽和野生鸟类死亡），这一发现可能使控制该疾病并防止其向人类传播的工作面临更大挑战。

随着长期稳定度和不确定度更优的冷原子微波钟（优于10^-16量级）和冷原子光钟（优于10^-17量级）的在轨运行，如何建立稳定的星地时频传递链路，实现星地复杂环境下的高精度时间同步，成为高精度空间时频基准开展应用的关键，这也是空间时频技术体系亟待发展的核心能力。现有的星地微波时间同步技术由于其在技术体制、误差修正算法等方面的限制，目前仅能实现10^-15量级稳定度和亚纳秒级时间同步精度，难以满足高精度空间时频基准对时间同步的需求。

一个中微子在地中海下3.5 km处发出一道闪光，其能量超过之前记录的30倍。虽然研究人员无法确定这种难以捉摸的粒子来自何处，但这一发现表明人类将在不久之后捕获更多中微子，从而为揭示宇宙中一些最剧烈的事件提供线索。

利用膜材料进行海水淡化，难以兼顾高选择性和高水通量。2025年2月14日，华南理工大学前沿软物质学院和电子显微中心韩宇教授领导的国际合作团队在《Science》发表研究成果，通过向单层二硫化钼（MoS₂）薄膜引入大量预先设计的多孔晶界结构——材料的一种缺陷形式，实现了高效的水/盐（水合离子）分离。研究团队首先采用化学气相沉积（CVD）方法，精准控制MoS₂晶粒的取向与尺寸，使其在生长过程中形成2种固定的优选取向（互成60°角）。这一生长取向最终“拼接”成了一种特殊的8元环（8-MR）晶界结构（4.2×2.4 Å），正好允许水分子通过，同时阻挡分子尺寸较大的水合离子。基于MoS₂薄膜制备的海水淡化膜，不仅表现出大于99.9%的离子截留率，同时保留约214 mol·m^-2·h^-1·bar^-1的水渗透率。对于产生高选择性和高水通量得以兼顾的原因，研究人员推测主要为8-MR孔的强烈分子筛分效应。该策略有望拓展至更广泛的应用领域，如气体分离、催化及其他功能性膜材料。

黑土作为蓝色星球上最肥沃的土壤类型之一，牵动着全球粮食安全的命脉。然而，过去百年间，集约化农业和气候变化导致黑土严重退化。中国黑土区有机质含量在过去60年间（截至2022年）锐减1/3，部分地区的耕作层厚度下降超过20 cm。2025年2月13日，中国农业大学杨晓光教授在《Nature Food》刊文，呼吁有关部门积极推广、实践《黑土保护法》提倡的新型农业生产系统，特别是土壤增肥系统。中国农业大学与辽宁省农业科学院研发的“玉米—豆科作物间作”模式，利用大豆、花生的固氮能力减少化肥施用，同时提升光热资源利用率，单位面积产能显著增加。另一个范例是“梨树模式”，该模式以保护性耕作为核心，将玉米轮作休耕种植制度与秸秆覆盖和少耕相结合。10年来，“梨树模式”使土壤有机质含量提高了11%~17%，养分供应能力提高了9%~25%，土壤蓄水量增加了40~50mm，玉米年平均产量提高了3%~5%，同时提高了产量稳定性。

物种的每个细胞都含有相同的基因序列，但不同类型的细胞只选择性表达其中的一部分，如脑细胞和皮肤细胞。这种差异化表达由染色质的三维结构决定，该结构控制着每个基因的可访问性。然而，确定染色质结构的实验方法耗时费力，处理1个细胞的数据大约需要1周时间。2025年1月31日，美国麻省理工学院的化学家们在《Science Advances》公布了一项突破性成果：他们利用生成式AI技术开发出一个模型“ChromoGen”，能在数分钟内预测数千种单细胞染色质结构。ChromoGen包含2个部分：第1部分是深度学习模型，经过训练后能够“读取”基因组，分析基础DNA（脱氧核糖核酸）序列和染色质可读取的信息；第2部分是生成式AI模型，基于超过1100万个染色质构象的数据进行训练，能够精准预测染色质的物理构象。ChromoGen模型能有效地捕捉序列—结构关系，为每段DNA序列生成多种可能的结构。这种方法不仅大大加速了染色质结构的预测过程，也为深入研究基因组的三维组织如何影响细胞的基因表达提供了有力工具。

化学氮肥的过量施用已造成土壤酸化、微生物群落失衡和土壤肥力下降，导致耕地严重退化。为此，科学家在集约化生产体系中尝试用有机肥部分替代化学氮肥（PSOF），以期同时改善多种土壤功能。

卫星观测显示，过去20年来，地球的热带云层带正在收缩，导致更多的阳光直射地表。

一个精妙绝伦的新概念可能即将彻底革新粒子加速技术，为大型核粒子对撞机和X射线源注入新活力。数十年来，不少物理学家一直致力于开发由激光驱动的加速器，比现有设备体积更小、成本更低。最新进展表明，激光等离子体加速器（LPAs）可能会加速实现这一光明前景。

在无氧无光的地球深处，细菌和古菌相互协作、顽强生存，通过分解有机物并持续产生甲烷，默默推动着地球碳素循环。但是，两者的分工模式一直是个未解之谜。2025年1月30日，农业农村部成都沼气科学研究所厌氧微生物承磊团队与日本科学家合作，在《Nature》上发文称，发现了新型的菌群互作模式——“种间甲醇转移”，为解答上述谜题提供了新的线索。该团队利用嗜甲酸赵氏杆菌（产生甲醇的细菌）和胜利甲烷嗜热微球菌（产生甲烷的古菌）人工构建了合成菌群，并结合同位素示踪、多组学等技术，发现了嗜甲酸赵氏杆菌将甲酸“酿造”成甲醇的全新工艺。然而，这位“酿酒大师”却“不胜酒力”，甲醇的累积会减缓细菌自身的活力。恰巧嗜热微球古菌是一位专门喝假酒的“醉翁”，酒喝多了还会“吐”出甲烷。该研究不仅丰富了地球深层生物圈的碳循环认知，也为未来开发“地下沼气工程”和碳减排新技术开发提供了新的思路。

变脸伪装经常出现在科幻电影中，而在现实世界里，人们无法实现多次动态面部变化。2025年2月12日，浙江大学机械工程学院邹俊团队在《Science Advances》上展示了一种可穿戴变脸面具，可以实现一张面具在多个相貌之间的变换。团队受自然界中河豚的皮肤变形和变色龙的颜色变化启发，设计了可重复编程的化学流体皮肤来制造面具。皮肤的变形驱动是基于可逆产气化学反应，通过气压驱动面具的变性；变色驱动是通过嵌入的温致变色微胶囊和液态金属加热纤维实现。2种材料均具备显著的变色能力和良好的拉伸性。利用上述驱动策略，化学流体皮肤可实现形状和颜色2种典型面部特征的任意组合、重复调控，即将不同面貌的设计信息多次录入面具中进行切换。这项融合化学、材料学与仿生学的突破，标志着人类向智慧柔性伪装迈出里程碑式的一步，或许不久之后，“瞬间变脸”将不再止步于川剧舞台或科幻银幕。

鲸鱼的歌声常在自然纪录片或科幻作品中被描绘得神秘悠远，仿佛某种“外星语言”。此前科学家们尝试解读鲸歌时，一直无法确认其“词汇”究竟有无规则，也不清楚这些复杂声学信号与人类语言有多少相似之处。2025年2月7日，来自希伯来大学、爱丁堡大学等机构的研究人员在《Science》发表论文称，受到婴儿早期学习语言的启发，对长达8年的座头鲸歌声数据进行解读后发现：这些歌声不仅可以被分割成可重复出现的“子序列”，其使用频率更高度贴近Zipf分布（幂律分布），即少数单词高频出现，其他则相对低频，与人类语言中高频词与低频词的分布模式如出一辙。同时，这些“子序列”的长度也呈现了“越常用，越简短”的规律。

1982年，诺贝尔物理学奖得主理查德·费曼（Richard Feyn-man）提出了量子模拟器的概念。与传统的超级计算机不同，量子模拟器利用量子力学的特性，能够更高效地模拟复杂的物理过程。例如，模拟热咖啡中牛奶的扩散过程。2025年2月5日，瑞士保罗谢尔研究所的2位理论物理学家联合谷歌公司及来自5个国家的大学研究人员，在《Nature》杂志上公布了一种新型数字-模拟混合量子模拟器。团队借助谷歌提供的包含69个超导量子比特芯片，实现了数字和模拟操作模式的有效结合。数字模式是通过量子门精确控制量子比特的初始状态，类似于传统计算机的逻辑门。模拟模式是利用量子比特之间的相互作用，直接模拟物理过程，例如，热传播或磁畴的形成。

自生物技术作物问世以来，美国除草剂草甘膦用量激增750%。针对该国迄今规模最大的除草剂草甘膦研究发现，当前美国农村地区新生儿呈胎龄缩短趋势，且体重低于平均水平。据研究人员估计，这些细微变化可能导致美国每年产生逾10亿美元的额外医疗支出。对于长期处于不利地位的弱势群体，新生儿低体重风险较优势群体高出12倍。该研究于2025年1月14日发表在《Proceedings of the Nation-al Academy of Sciences》，其局限性在于未直接评估个体接触草甘膦的具体风险。预计美国国家环境保护局将在2026年完成对草甘膦的重新评估。