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  • 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 (1273) PDF全文 (256) HTML (919)   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。

  • 特色专题
    王艺博, 任瑞华, 葛建平
    科技导报. 2025, 43(7): 79-91. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.03.01129
    摘要 (1169) PDF全文 (132) HTML (802)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (1146) PDF全文 (157) HTML (1005)   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。

  • 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 (1133) PDF全文 (2612) HTML (411)   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 (1121) PDF全文 (86) HTML (918)   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
    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 (1110) PDF全文 (436) HTML (686)   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。

  • 特色专题
    张岩, 王旭升, 林羲, 晏嘉泽, 孙玉杰, 姜方, 邹建新
    科技导报. 2025, 43(7): 67-78. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.08.00986
    摘要 (1045) PDF全文 (272) HTML (753)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (937) PDF全文 (1367) HTML (570)   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。

  • 本刊专稿
    马余刚, 王思敏
    科技导报. 2025, 43(7): 21-47. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.01.00105
    摘要 (914) PDF全文 (746) HTML (460)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (888) PDF全文 (199) HTML (692)   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。

  • 科技新闻
    科技导报. 2025, 43(6): 8-8.
    摘要 (876) HTML (652)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (869) PDF全文 (1280) HTML (492)   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 (788) HTML (769)   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 (783) HTML (756)   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。

  • 科技新闻
    科技导报. 2025, 43(6): 18-9.
    摘要 (736) HTML (604)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (715) PDF全文 (68) HTML (472)   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。

  • 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 (672) PDF全文 (3706) HTML (76)   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。

  • 科技新闻
    Jacobs Phie
    科技导报. 2025, 43(8): 12-13.
    摘要 (660) HTML (501)   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”

  • 科技人文
    费辰予, 李雪, 刘冰楠
    科技导报. 2025, 43(7): 143-148. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.04.00414
    摘要 (656) PDF全文 (819) HTML (403)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (606) PDF全文 (206) HTML (457)   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

  • 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 (594) PDF全文 (550) HTML (175)   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。

  • 科技新闻
    科技导报. 2025, 43(7): 7-7.
    摘要 (541) HTML (446)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (540) PDF全文 (115) HTML (414)   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。

  • 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 (539) PDF全文 (70) HTML (178)   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 (538) PDF全文 (105) HTML (287)   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
    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 (530) PDF全文 (1997) HTML (255)   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。

  • 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 (523) PDF全文 (792) HTML (160)   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 (498) PDF全文 (1109) HTML (64)   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。

  • 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 (496) PDF全文 (1342) HTML (103)   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。

  • 政策建议
    杨佳, 杨国梁
    科技导报. 2025, 43(7): 137-142. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.02.00222
    摘要 (494) PDF全文 (445) HTML (229)   可视化   收藏

    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。

  • 研究论文
    冯启元, 孟文杰, 王纪浩, 侯玉斌, 张晶, 陆轻铀
    科技导报. 2025, 43(7): 100-115. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.09.01367
    摘要 (493) PDF全文 (124) HTML (246)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (493) PDF全文 (380) HTML (254)   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。

  • 特色专题
    刘晓鹏, 金燕子, 何新, 陈婷, 伍汉青
    科技导报. 2025, 43(7): 92-99. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.01.00058
    摘要 (479) PDF全文 (75) HTML (286)   可视化   收藏

    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。

  • 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 (477) PDF全文 (189) HTML (273)   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
    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 (463) PDF全文 (213) HTML (319)   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。

  • 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 (460) PDF全文 (155) HTML (360)   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。

  • 科技评论
    李红五
    科技导报. 2025, 43(7): 14-20. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2024.06.00723
    摘要 (447) PDF全文 (75) HTML (257)   可视化   收藏

    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。

  • 科技评论
    吴文峻, 廖星创, 赵金琨
    科技导报. 2025, 43(6): 14-20. https://doi.org/10.3981/j.issn.1000-7857.2025.02.00175
    摘要 (447) PDF全文 (487) HTML (349)   可视化   收藏

    概述了DeepSeek在通用人工智能领域的最新进展,重点讨论了其在大语言模型、推理技术方面的创新。DeepSeek-V3引入了新的模型架构和算法设计,基于相对有限的智能硬件,对模型训练方法进行了全面和深入的优化,显著提升了模型训练效率。在推理技术方面,DeepSeek-R1创新性地结合了强化学习(RL)与监督微调(SFT),提升了推理深度和逻辑推理能力。结合DeepSeek的创新工作,讨论了通用人工智能发展趋势,重点涉及3个问题:开源开放生态对发展通用人工智能的作用;依赖于模型规模扩展的“Neural Scaling Law”是否还能发挥作用;如何基于DeepSeek这类基座模型,以“通专结合”的方式实现行业大模型的落地等。

  • 卷首语
    侯保荣
    科技导报. 2025, 43(17): 1-2.
    摘要 (443) PDF全文 (181) HTML (425)   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。

  • 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 (440) PDF全文 (59) HTML (285)   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。