2025年, 第43卷, 第22期 刊出日期:2025-11-28
  

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    卷首语
  • 王贻芳
    科技导报. 2025, 43(22): 1-2.
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    人才评价体系应当以发展战略为导向,以提升核心竞争力和确保可持续发展为目标。科学、合理、有效的人才评价与考核可以发挥重要作用。

  • 科技新闻
  • 科技导报. 2025, 43(22): 7-7.
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    2025年11月14日,神舟二十号航天员乘组(陈冬、陈中瑞、王杰)在圆满完成为期204天的在轨驻留任务后,搭乘神舟二十一号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。本次任务不仅创造了中国航天员在轨驻留时长的新纪录,而且在人类航天史上首次成功实施了基于“异船返回”模式的应急救援行动,标志着中国空间站应对在轨突发重大故障的工程能力达到新高度。此前,神舟二十号飞船舷窗玻璃出现裂纹,疑似为空间碎片撞击所致,因此,由神舟二十一号接替载人飞行任务。11月25日,神舟二十二号飞船发射并成功对接于空间站天和核心舱前向端口,除了提供必备生活物资,还有针对舷窗裂纹的处置装置。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 8-8.
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    长期以来,电子器件与生物组织之间存在着难以跨越的“物理鸿沟”:传统的硅基晶体管坚硬、平整且以二维形式存在,而生物体(如大脑)则是柔软、立体且复杂的。为了解决这一“模量与维度失配”难题,香港大学张世明教授团队成功研发出一种具有毫米级调控厚度的三维水凝胶晶体管。该研究突破了有机电化学晶体管长期面临的“厚度-性能”制约,通过增加器件的维度,使其在保持生物组织般柔软特性的同时,具备了强大的电子信号处理能力。2025年11月20日,相关研究成果发表于《Science》。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 2-2.
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    在生物发育过程中,细胞不仅需要通过读取DNA(脱氧核糖核酸)获得正确的身份,还必须精准地排列成特定的几何形状才能行使功能。对于节肢动物复杂的复眼而言,数以百计的小眼(ommatidia)如何克服个体大小差异,组装成完美均匀的六边形晶格结构,一直是发育生物学中的未解之谜。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 9-9.
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    对于渐冻症或脑卒中患者而言,当身体被禁锢,大脑却依然活跃时,脑机接口(BCI)是其与世界重建联系的唯一希望。英语BCI飞速进步,但中文——这门拥有复杂声调和庞大字符集的语言,始终是横亘在神经解码领域的一座高山。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 10-10.
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    液体晃动是容器加速度变化引起的自由液面运动,常导致液体溢出、浪费和操作效率低下,尤其给日常生活、工业运输和实验室安全带来诸多挑战。现有防晃策略,如挡板设计、泡沫填充等,在真实动态环境中效果有限,亟需一种更智能、更稳定的解决方案。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 3-3.
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    草地在维持生态平衡与畜牧业发展中发挥着关键作用。然而,在人类活动和气候变化的双重作用下,全球约50% 的草地出现不同程度退化。生物多样性是维持生态系统功能的基础。草地退化会显著改变植物与土壤生物多样性,进而影响生态系统功能。尽管如此,以往的研究主要关注未退化草地植物/土壤生物多样性与生态系统功能的关系,尚不清楚草地退化是否改变二者对生态系统功能的相对贡献。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 11-11.
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    在中国,65岁女性平均要在失能状态中度过7.8年,男性为4.2年。如何通过科学干预延长健康寿命、压缩失能期,成为面向国家重大需求和生命健康、积极应对人口老龄化的重大科学问题。然而,既往研究缺乏对主动(生活方式)与被动(社会环境)因素协同促进健康老龄化的作用机制及性别差异的系统分析。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 12-12.
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    全球约有近90%的人习惯用右手,左撇子始终只是少数。长期以来,人们普遍认为利手是“天生的”,遗传因素被视为主导。然而,现代研究表明,基因对利手差异的解释仅占一小部分,远不足以说明为何人类社会会演化出如此稳定的“右手世界”。利手之谜因此被列入国际重大未解科学问题,其背后折射的是大脑左右半球如何分工、行为特质如何在发育早期被锁定等更深层的科学议题。

  • 科技导报. 2025, 43(22): 4-4.
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    木材原本是一种绿色、可再生的结构材料,但其力学性能距离钢铁、铝合金等工程材料仍有明显差距。过去几年,“超强木”“致密木”等概念多依赖高温、高压的机械压缩。然而这类材料只在纵向拉伸和弯曲方面表现突出,限制了其在复杂受力工况中的应用。

  • Cathleen O'Grady
    科技导报. 2025, 43(22): 13-13.
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    2025年10月25日,总部位于美国的健康类非营利机构Wellcome Leap启动了一个总额达5000万美元的研究计划,并面向全球征集申请。该计划聚焦于一个颇具争议却令部分研究人员颇为着迷的观点:肠道微生物组的构成可能以某种方式影响自闭症的发展,甚至有望被用作治疗手段。然而,随后发表于《Neuron》的1篇论文中,研究团队指出,目前还没有有力证据能够支持这种关联。

  • Mitch Leslie
    科技导报. 2025, 43(22): 14-15.
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    将人类干细胞置入培养体系,施以恰当的分子信号诱导,不久后培养基中便可能浮现出仿生大脑皮质或小脑的雏形。这些直径通常仅数毫米的神经类或者说脑类器官,虽非如某些媒体所渲染的“缸中之脑”,却正以日益精密的方式逼真再现大脑的细胞组织与结构复杂性。长期关注该领域研究与舆论的加州大学圣地亚哥分校社会学家John Evans指出:“该领域在过去一年取得了如此显著的进展,这着实引人瞩目。”

  • 科技评论
  • 刘泽洪
    科技导报. 2025, 43(22): 16-22. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.07.00004
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    通过风光火打捆开发、电制氢与煤电掺烧、碳捕集与电氢氨醇联产“三步走”实现能源系统从高碳到低碳、最终零碳的转型。实现电—氢—碳耦合发展,需要跨学科融合创新和产学研用协同发力,重点攻克多能源品种协同优化与系统集成、构网型电制氢、柔性化工合成工艺等关键技术,推动电-氢-碳相关技术装备和能源基地的示范应用,培育绿氢化工、氢能交通等上下游产业链,完善相关领域标准体系和法律法规。

  • 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
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    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。

  • 特色专题
  • 谭丽, 汪涛, 谭伟, 李存璞, 魏子栋
    科技导报. 2025, 43(22): 39-51. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.09.00115
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    电催化、太阳能电池、燃料电池、锂电池、生物质能5大清洁能源技术正协同构建新型能源体系的核心支柱。电催化作为关键转换技术,聚焦于绿氢制备与二氧化碳资源化利用。太阳能电池技术成熟且成本持续下降,正通过结构创新与效率提升,逐步成为主力电源。燃料电池凭借高效率与零排放特性,在交通动力与分布式供能领域展现出应用潜力。锂离子电池主导电化学储能市场,技术创新围绕高比能材料体系与本质安全展开。生物质能通过催化转化等路径,实现有机废弃物的能源化与高值化利用,是循环经济的重要环节。综上,上述技术共同构成了“发电—储能—转换—利用”一体化的清洁能源生态链,为清洁能源的进一步推广和可持续发展提供参考。

  • 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
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    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。

  • 王钦, 金意, 韩东旭, 初开艳, 赵贤兰
    科技导报. 2025, 43(22): 59-67. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.08.00971
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    围绕交通、电力、建筑等新兴城市氢能应用领域,系统梳理美国、欧洲、日本等发达国家差异化发展路径:美国以整合国内资源为核心,着力构建“可负担”氢能产业链;欧洲依托多元化应用示范项目推动技术落地;日本深耕氢燃料电池汽车与建筑领域集成应用。同时,进一步审视中国氢能产业发展现状,揭示技术成熟度、成本管控及基础设施建设等关键瓶颈。最后,立足国情,从顶层设计、产业布局、技术革新等维度提出国内发展路径,就制、储、运、用等具体方面提出前瞻性建议,强化氢能与电力、建筑系统耦合协同的重要意义,以期为中国氢能事业的稳健前行提供有力支撑。

  • 周玲玲, 王明媛, 周剑, 郑嵩鑫, 袁雪纯
    科技导报. 2025, 43(22): 68-76. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.10.00088
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    梳理了绿色甲醇燃料概念,对比分析了生物质路径、电制路径及电−生物质耦合路径等主要制备技术路径方法、减排潜力及其优劣势;总结归纳了中国国家、行业层面有关水运行业醇燃料相关政策,明确推动甲醇燃料在沿海和内河船舶中试点应用、加快甲醇加注站及储存等配套设施建设,梳理了目前中国已发布绿色甲醇相关标准文件,包括船舶甲醇燃料相关指南及聚焦绿色甲醇评价、绿色甲醇产品碳足迹评价团体标准,明确政策标准处于起步阶段;同时基于低排放分析平台(LEAP)构建中国碳排放预测综合评估模型,量化计算中长期中国水运行业能源消耗及碳排放总量,预估2050年中国水运行业能耗总量约为5800万~8500万t标准煤,排放总量将下降至约0.3亿~1.2亿t CO2。提出未来中国推进船用绿色甲醇燃料产业发展路径建议,应持续跟踪并深度参与国际海事组织净零框架谈判进展及相关规则建设,结合行业内外优势系统深化水运行业转型路径量化研究,同时先试先行,由点及面,系统推进中国绿色甲醇有序发展。

  • 姚春德, 李云强, 姚安仁
    科技导报. 2025, 43(22): 77-85. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.08.00032
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    针对甲醇作为燃料属性的转变,论述了其作为燃料在热力燃烧和内燃动力装置中应用的主要方式,具体包括热力燃烧,直接用于工业窑炉、取暖锅炉、灶具等领域;内燃动力燃烧,主要作为点燃式发动机(替代汽油)或压燃式发动机(与柴油组合)的燃料,用于车辆、船舶等动力装置。重点介绍内燃动力装置中的应用体现在高辛烷值适合点燃、但低蒸发性与腐蚀性带来冷起动挑战,并通过二元燃料技术克服压燃难题,以供甲醇作为燃料进一步高效和清洁应用提供参考。针对中国拥有全球最大的甲醇产能和产量基础,指出在二氧化碳与氢气合成等绿色制取技术上快速发展等优势,从政策上明确管理部门将甲醇燃料与传统燃料并轨;技术上拓宽车船多元应用、完善零部件体系,大力推广应用绿色甲醇燃料。

  • 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
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    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。

  • 研究论文
  • 董宗博, 王一帆, 王立君, 卢湖川
    科技导报. 2025, 43(22): 98-107. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.05.00059
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    扩散模型在生成式任务中展现出强大的能力,但其在视觉感知任务(如深度估计与人像分割)中的应用仍有待深入探索。提出一种基于扩散模型的统一框架Diffusion Perception,实现高质量深度估计与人像分割。通过将传统感知任务重新定义为条件生成问题,该框架利用潜在扩散模型(LDM)的去噪特性,在潜在空间中优化预测结果。创新性设计3种核心处理阶段:多模态特征编码阶段、噪声输入预测阶段和文本控制特征提取与重建阶段,使扩散模型从生成范式迁移到视觉感知任务范式上。实验表明,这种方法在自建深度估计数据集上对应的评估指标:相对精度(RR)、平面估计精度(plane)和场景一致性(consistence)分别达到了93.98%、99.61%、93.61%,均优于现有先进的深度估计方法。此外,在人像分割任务中,对应的交并比(IOU)与平均交并比(mIOU)分别达到了96.98%、91.98%,均优于现有分割算法。为扩散模型在视觉感知领域的应用提供了新思路,其生成式范式能够自然处理预测不确定性,适用于动态环境下的鲁棒感知任务。

  • 张瑞雪, 刘泓志, 刘冠兴
    科技导报. 2025, 43(22): 108-114. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2023.12.01921
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    智能建造与建筑工业化协同发展是复杂的系统,是推动建筑业转型升级的重要途径。通过云模型和复合系统协同度模型对中国各地区智能建造与建筑工业化协同度进行测算。研究发现:中国智能建造和建筑工业化2个子系统的发展存在空间关联性,一个地区智能建造和建筑工业化的发展往往带动其他地区相应子系统的发展。而智能建造与建筑工业化协同发展程度与地域关系不大,各地区在推广智能建造与建筑工业化协同发展的过程中,应当注重智能建造和建筑工业化2个子系统发展的协调性和相似性,因地制宜制定相应的政策。

  • 政策建议
  • 朱相丽, 魏俊峰, 刘小平, 吕凤先, 吴伟
    科技导报. 2025, 43(22): 115-119. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.07.00037
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    在科技竞争与地缘安全日益交织的背景下,科研治理逐渐呈现出以国家安全为导向的趋势。2025年,特朗普再次当选美国总统,美国的科研政策加速从“开放协同”向“安全主导”转型,科研投入、合作机制、人才政策和监管体系全面调整。回顾了美国成为科技强国的制度基础,系统分析特朗普2.0政府在科研预算、国际合作、人才流动和议题监管等方面的政策变化,揭示美国科研体系的范式转型;进一步分析主要国家的应对策略,并梳理全球科研格局的重组趋势。提出美国科技政策的范式转变推动全球科研格局朝着阵营化与多元化发展,中国应构建具有战略韧性和全球适应力的科研治理体系。

  • 科技人文
  • 李醒民
    科技导报. 2025, 43(22): 120-124. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.06.00739
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    “为科学而科学”是一种古老的科学传统。民国学人在彭加勒思想的影响下,从多方面对这种科学理念和科学态度进行合理性的辩护,其诸多论述对于今天重视纯粹科学或基础研究,以及取得从0到1 的科学发现或科学发明,无疑具有借鉴和启迪意义。