科技导报杂志

科技导报杂志2025年第14期

• 研发核心工业软件，赋能新型工业化

  孙优贤

  工业软件是工业制造的大脑，是智能制造的关键核心技术之一。大力发展工业软件，推动核心工业软件自主可控，是中国实现由制造大国迈向制造强国的必由之路和提升产业国际竞争力的重要抓手。习近平总书记指出：“科技攻关要坚持问题导向，奔着最紧急、最紧迫的问题去，要从国家急迫需求和长远需求出发，在基础原材料、高端芯片、工业软件等方面关键核心技术上全力攻坚。

• 民营企业以“出题人”身份参与国家基础研究体系建设

  这一新试点探索由民营企业根据自身创新发展需求“出题”，国家自然科学基金委员会搭建平台，通过联合基金资助的方式在全国寻找优秀科研人员来“答题”

• 决定细胞凋亡的蛋白结构被破解

  BAX作为家族中的“促凋亡”成员，被激活后会在线粒体外膜“打孔”，导致膜通透性骤增。“伤口”一旦扩大，线粒体内的促凋亡因子便倾巢而出，最终致使细胞死亡。

• 核磁技术引导的无分拣混合废塑料高值化利用

  团队开发出“正交转化”的全新策略，即通过一系列相互独立的催化反应，将混合塑料中的不同官能团分步转化，得到一系列高价值化学品。首先运用二维固态NMR技术的同核去耦方法消除氢原子间的耦合干扰、提升分辨率，再通过1H与13C的化学位移关联，构建分子结构的“指纹图谱”，精准识别出各种关键的化学结构单元。然后，根据NMR识别的官能团分布，设计相互独立但互补的化学反应路径，有步骤、分批次、高效率地进行精确转化。

• “蚂蚁导航+智能引力”让机器人在复杂环境中轻松找路

  路径规划就像是为机器人“导航”：一边要看清全局路线，另一边又要及时避障、应变。蚁群算法模仿蚂蚁觅食行为，善于全局搜索，却易出现路径不平滑、搜索慢的问题；人工势场法则模拟吸引与斥力机制，反应灵敏、运算快速，却常陷入“局部最优”，导致机器人走不出障碍“死胡同”。

• 世界经济论坛发布5年内改变世界的十大技术

  1）协同感知：通过人工智能（AI）与传感器网络协同，城市交通、能源调度、环境监测等系统变得更智能高效，从而增强安全、减少拥堵和提高危机响应速度。

• 2024年高温引发的极端天气重创亚洲

  热浪和干旱席卷各地。从2024年4月持续到11月，东亚、东南亚、中亚和中东接连遭受热浪袭击。与高温并行的还有严重干旱。在中国，干旱影响近480万人，超过33万km2农作物受损，直接经济损失估计超过4亿美元。

• 视黄酸点亮哺乳动物器官再生之路

  研究人员利用单细胞转录组测序与时空组学技术，对比追踪了家兔和小鼠耳廓在损伤后的再生（或愈合）全过程，绘制出高分辨率的细胞谱系动态图。结果显示，小鼠再生受阻主要归因于视黄酸合成不足，而这一缺陷源于合成酶基因Aldh1a2表达水平低下。研究人员解释，兔子的基因组中保留了负责调控Aldh1a2的一些关键DNA序列，好像基因表达的“开关”，在耳廓受伤时会被强烈激活，从而源源不断产生视黄酸，帮助组织再生。但在小鼠基因组中，可调控Aldh1a2的“开关”大都消失，导致视黄酸产量不高，无法再生组织。

• 水滴中氨与二氧化碳自发合成尿素

  研究人员利用光学捕获技术，将直径约为2 µm的单个液滴悬浮于含CO2的气氛中，采用拉曼光谱对反应产物进行原位监测。结果显示，当液滴中含有氨水并暴露于CO2气体中时，30 min内即可观察到特征性的尿素拉曼信号（约1003 cm-1），浓度可达40mM。而对比试验表明，若液滴中缺少CO2或氨，或将CO2替换为氮气，则尿素无法生成。

• 通用性细胞疗法突破硬皮病难题

  硬皮病是一种以免疫系统紊乱、广泛组织纤维化为特征的自身免疫性疾病，长期缺乏有效治疗手段。传统嵌合抗原受体T细胞免疫疗法（CAR-T）虽有精准杀伤异常免疫细胞的潜力，但因毒性大、成本高、依赖患者自体细胞，难以广泛应用。此次团队构建的新型嵌合抗原受体自然杀伤细胞免疫疗法（CAR-NK）细胞产品则以诱导多能干细胞（iPSC）为起点，结合多基因工程改造与双靶点设计，不仅解决了免疫排斥和安全性问题，还具备工业化批量生产能力。

• 沼渣让玉米田焕发生机

  在一块连作15年的玉米田中，研究人员设置了常规化肥组和“沼渣+化肥”组。结果显示，施用沼渣的地块中，土壤结构更疏松，酸碱度下降，有机质和速效养分含量显著提升，关键酶活性增强。这样的土壤更有利于作物吸收营养，植株的高度、根长、干重均明显提升，每公顷玉米产量提升了6.2%。

• 巨型雷达卫星将探测地球的位移和震动

  MichaelGreshko

  美国国家航空航天局与印度斥资15亿美元打造的NISAR卫星有望监测全球陆地和冰层的动态变化

• 量子随机化的精简实现

  NaokiYamamoto, KaitoWada

  掷骰子时，6个面中的每一面都以等概率随机出现。这种简单的随机现象在诸多技术领域中都具关键作用，例如密码学、复杂物理模拟及磁共振成像。在经典计算机科学中，与遵循确定性路径的算法相比，随机化算法能通过运用更少的内存执行更高效的计算。随机性在量子计算中也具有重要的技术作用，但要达到生成结果的随机性则需大量操作。Schuster团队提出的量子电路（一种用于计算的抽象操作序列）可指数级减少实现结果随机性所需的操作数量，降低了在各类应用中实现快速高效量子计算的工程壁垒。

• 自主工程设计软件如何铸就数字基建的“中国基石”

  朱明, 徐益飞, 赵飞*, 袁海峰, 邱瑞成, 陈洁

  纵观当今中国，基础设施建设取得了举世瞩目的成就。截至2023年底，中国高速铁路营业里程达到4.5万km，高速公路通车里程超过18万km，稳居世界第一[1]；现代化桥梁隧道技术不断突破世界纪录，智慧城市建设亦在加速推进。中国在较短时期内完成了大规模的基础设施网络构建，有力支撑了国家经济社会发展。从港珠澳大桥的世纪工程，到“八纵八横”高铁网的宏大布局，再到数字孪生城市理念的实践[2]，这些辉煌成就不仅是物质实力的展现，更是先进工程技术与数字化能力高度融合的成果。然而，在赞叹这些宏伟工程的同时，一个值得深思的问题浮出水面：在这耀眼光环之下，驱动这一切的核心工具——工程设计软件——其自主可控的程度究竟如何？

• 中国国土空间生态安全格局发展历程和特点

  柳金昊, 冯晓明*, 吕一河, 傅伯杰

  国土空间生态安全格局是从国家战略的角度出发，为了保障国土空间生态安全，减少生态问题对人类生产生活造成的胁迫，而进行的生态保护和生态修复的规划和布局。国土空间生态安全格局是国家生态安全战略格局的重要组成部分[1]，是保障国土空间生态安全的重要手段，其在维护生态安全、促进可持续发展和保护人类健康方面发挥着重要作用[2−4]。

• 世界海洋科技中长期发展趋势及其对中国的启示

  刘明

  以美国为代表的世界主要海洋国家和以联合国为代表的主要国际组织通过发布新的海洋发展战略规划和政策，强化对海洋基础科学、深海科技、北极海洋科技与装备、智能清洁船舶、海洋可再生能源、全球海洋观测网技术6个重点海洋科技领域的投入和研究力度，力图提升海洋业务支撑能力和海洋科技总体实力。未来世界海洋科技呈现诸多新的发展趋势。同时，也应看到中国在相关领域仍存在诸多短板，仍须结合中国海洋科技中长期发展方向，在相关领域加大研究和攻关力度。

• 海洋新质生产力的内涵特征、理论框架与实现路径

  陈小龙, 狄乾斌*, 梁晨露, 张洁

  2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察时首次提出“新质生产力”这一重大概念[1]。从中央政治局会议到政府工作报告，中央对产业政策的关注和重视程度提升，而新质生产力也成为理解未来推动高质量发展的政策关键词。深刻把握新质生产力的重要内涵，正确认识新质生产力与传统生产力的内在关系，并探索加快形成新质生产力的实现路径，对切实推动新质生产力的高质量发展具有重要的理论与实践意义。

• 全球海洋观测技术运用态势及海洋治理挑战

  罗刚

  全球海洋观测对于理解地球气候系统、预测天气变化、管理海洋资源、保护海洋环境及发展蓝色经济具有至关重要的意义。持续监测海洋的物理、化学和生物特性，有助于更好地了解海洋对全球气候的影响，评估气候变化对海洋生态系统的影响，并为海洋资源的可持续利用提供决策依据。海洋观测数据在防灾减灾、海上搜救、海上作业、渔业管理，以及海洋污染监测等方面也发挥着重要作用。

• 面向2040年的中国海洋工程科技发展战略

  姚靖婕, 付强, 程兵, 李清平, 吴英

  海洋蕴藏着丰富的石油、天然气、水合物、生物、矿藏和可再生能源，开发利用海洋是事关人类生存和发展的重大战略，也是建设海洋强国的根本要求。党的二十大报告中提出“发展海洋经济，保护海洋生态环境，加快建设海洋强国”。党的二十届三中全会进一步指出“完善促进海洋经济发展体制机制”。在实现2030年可持续发展目标的时代背景下，海洋经济的发展离不开海洋工程科技的坚实支撑，海洋工程科技水平的高低成为衡量一个国家在科技创新、资源利用与环境保护方面能否走在世界前列的重要标志。

• 磁感应通信的边界建立与分析

  刘光华, 李秋澎, 赵国政, 张怀瑾

  随着通信场景不断拓宽和通信可靠性需求持续提升，极限环境下的通信成为新的研究热点[1−2]。在智慧农业、边境安防、灾害救援和深海探测等场景中，均需建立高效稳定的通信链接[3]。然而，电磁波通信在极限环境中面临高频衰减大、多径干扰严重和设备部署困难等挑战，亟须一种适应极限环境的通信方式[4]。在此背景下，受环境影响小、能快速建立稳定可靠通信链路的磁感应通信得到广泛应用，为解决极限环境通信难题提供了新的思路[5]。

• 计算机辅助抑郁障碍识别研究进展

  辜雅婷, 张迟, 马飞*, 贾晓健, 倪士光*

  近年来，各国关于抑郁症（major depressive disorder，MDD）的报道层出不穷，抑郁患者自杀的新闻频出。根据美国精神病学会的《精神障碍诊断与统计手册》（DSM−5）诊断标准，抑郁症是一种典型的精神障碍，临床特征包括显著而持久的心境低落、兴趣丧失和精力缺乏[1]。据世界卫生组织（WHO）发布的《抑郁症及其他常见精神障碍》报告显示，全球范围内抑郁症患者超过3亿人，预计在未来10年将会成为全球第一大疾病负担源[2]。《柳叶刀·精神病学》上发表的对中国全国性精神障碍流行病学调查研究显示，抑郁症的终生患病率为6.8%，12个月患病率为3.6%[3]。抑郁症的发病机制比较复杂，遗传因素、心理−社会因素均可能导致抑郁症的产生[4]。社会对抑郁症的认知偏见，患者自身及家庭对心理问题、精神疾病的认识不足，导致抑郁症识别率和就诊率仍处在较低水平[5−7]。

• 国外专属经济区管理经验对中国专属经济区海上风电海域管理的启示

  杨颖, 谢健, 谢素美*, 陈翔宇, 谢凡, 张晓浩, 王银霞, 黄华梅, 孙兴年

  中国海域辽阔，潜在的风能资源为海上风电的可持续发展提供了巨大的发展空间。推动中国海上风电向深远海发展，不仅具有重要的经济效益和环境效益，还有助于技术创新和国家安全[1]。中国在专属经济区发展海上风电的用海管理现状总体呈现积极态势，但在海域管理方面尚存在诸多亟待解决的问题。借鉴国外专属经济区海上风电海域管理模式，结合中国海上风电向专属经济区拓展的现实需要，提出满足中国当前海上风电向深远海拓展的对策和建议，不但可以促进海上风电产业的高质量发展，而且可以为中国能源结构转型和海洋经济可持续发展提供有力支撑。

• 桃李无言，下自成蹊—怀念我的导师周秀中教授

  钟秀斌

  周秀中是南开大学化学系的名教授，1984年即为南开大学有机化学专业博士生导师。当时高校教授不多，博士生导师更是凤毛麟角。1991年，我有幸跟随周秀中念硕士研究生，他治学严谨、学问精湛、行谊高洁、守正不阿、爱生如子。他言传身教，既教学问，更传学品，桃李无言，潜移默化地影响着我们[1]。