科技导报杂志

科技导报杂志2025年第19期

• 锻造绿色钢铁新质生产力：可持续钢铁材料的技术攻坚与产业突围

  毛新平

  习近平总书记在2025年初视察辽宁本溪钢铁集团时指出：“钢铁产业是我们国家的重要基础产业，实体经济是国民经济的根基所在。要继续努力，把短板补上，把结构调优，继续为中国式现代化多作贡献。”这一指示不仅为钢铁产业转型升级指明方向，更揭示了钢铁工业在国家发展中的战略定位。

• 中国北冰洋科考揭示冰下生态与生物迁移新格局

  2025年9月26日，载有100名中国第15次北冰洋科考队队员的“雪龙2”号返回上海，圆满结束为期83天的综合调查。本航次由自然资源部组织，“雪龙2” “极地”“深海一号”“探索三号”协同作业，覆盖楚科奇海台、加拿大海盆及中央北冰洋等海域，完成“气-冰-海-生”联合观测，并首次在北极冰区实施载人深潜，获取了高时空分辨率的数据与海底原位资料，使中国成为继美国、俄罗斯之后，第3个掌握极地载人深潜技术的国家。

• 共生微生物助白蚁构筑真菌园抗病屏障

  白蚁与真菌的共生关系是生态学中一个复杂且重要的研究领域。以土白蚁属（Odontotermes obesus）为例，它们与共生真菌Termitomyces共同经营一座“真菌花园”，产出的真菌是整群白蚁的口粮。作为回报，白蚁会打理好花园来保护真菌。它们会通过喂养、习惯性种植、改造生长环境和收获等行为来提高“真菌花园”的产量。就像人类防治作物病虫害一样，这些“真菌农夫”也演化出了病害管理策略。

• AI赋能超高速结构光三维成像

  自胶片摄影时代以来，捕捉和记录高速动态过程便是光学成像领域的重要课题。随着电荷耦合器件和互补金属氧化物半导体等固态成像技术的快速发展，高速成像受到了越来越多的关注。高时间分辨率的成像手段能够“冻结”快速运动，精确捕捉物体的瞬态变化，在航空航天、工业制造等领域展现出了巨大潜力。

• 气候治理关键10年中国走稳绿色转型路

  2025年9月24日，中国国家主席习近平在联合国气候变化峰会发表视频致辞，指出2025年既是《巴黎协定》达成10周年，也是各国提交新一轮国家自主贡献的关键节点，全球气候治理进入“关键阶段”。他强调要坚定绿色低碳转型信心，把绿色转型视为世界经济可持续发展的“时代潮流”，并承诺到2035年，中国全经济范围温室气体净排放量比峰值下降7%~10%，力争做得更好。与之对照，美国近年的一系列政策回摆，凸显其在国际气候治理中的不确定性与反复。

• “穿针引线+控近扩远”破解中国页岩油开采难题

  2025年9月25日，中国首个国家级陆相页岩油示范区——新疆吉木萨尔，页岩油累计产量近日突破500.3万，日产量首次迈过5000 t关口，显示中国在陆相页岩油勘探开发方面取得关键技术突破。这片埋藏在3800 m深处的油藏因储层致密，被业内称为“藏在石头缝里的石油”，其厚度仅1.5 m，渗透率不足常规油藏的万分之一。早期引进的美国海相页岩油开发技术曾因储层特征差异未能取得预期效果。

• 超级捕光机器让海洋浮游植物适应深海蓝绿光

  2025年9月11日，中国科学院植物研究所研究员王文达、田利金团队首次纯化并解析了来自赫氏艾米里颗石藻的光系统I-岩藻黄素叶绿素a/c结合蛋白（PSIFCPI）超级复合物的三维结构，在原子层面揭示了颗石藻通过扩展和优化光系统结构来适应复杂海洋光环境的机制。相关研究成果以封面文章发表于《Science》。

• 机器人化探索揭开化学反应的“高维地图”

  在传统化学研究中，合成反应通常是在先验经验或理论指导下选几个条件（如浓度、温度、反应时间）进行试验。科学家长期致力于理解：当你改变这些参数，反应的产率如何变化？有无意想不到的副产物？主产物是否可能切换？这些问题对应的本质，是理解化学反应在一个高维参数空间中的走向。

• 烟囱、红绿灯成为城市污染“新指示器”

  在同一条街上，红绿灯的等待、店铺的出风口、居民楼的烟囱，可能比“这是不是主干道”更能决定你呼吸到的空气。2025年9月27日，荷兰乌特勒支大学在《Environmental Science & Tech‐ nology》发表的一项研究显示，通过整合街景图像的AI分析技术，传统城市空气污染暴露模型的精度显著提升。该研究在阿姆斯特丹开展，覆盖4.6万余条路段，首次发现烟囱、红绿灯等视觉特征可作为空气污染的关键预测指标，为超局部尺度的空气污染监测提供了新方案。

• 用DNA搭建三棱柱可感知神经递质活跃区

  多巴胺是大脑中至关重要的神经递质——它既调控着奖赏感知、运动协调和学习记忆等日常生理功能，浓度异常还与帕金森病、抑郁症、精神分裂症等神经疾病的发生密切相关。实时追踪细胞膜外多巴胺的动态变化，是揭开神经信号传递机制、理解疾病成因的关键。2025年8月5日，华东师范大学化学与分子工程学院刘蒙蒙团队开发出一种基于DNA三棱柱的新型荧光探针，实现了单细胞水平多巴胺释放的精准成像。

• 自闭症治疗倡议引入验证不足的维生素疗法

  Vogel Gretchen

  美国食品药品监督管理局拟批准亚叶酸，适用人群疗效未明

• 现代农业“点金术”——生物质产业

  程序, 朱万斌, 王洪亮

  习近平总书记指出，绿水青山就是金山银山。要使生物质的绿水青山真正产出价值堪称金银的产品，必须有科技创新和农学与其他学科的融合。

• 意识消失和重启的生物学原理及其应用前景

  宋学军

  关于意识的起源、消失和复苏一直是哲学家、心理学家、医生和科学家最为关心和困惑的问题之一。意识是如何形成、如何消失，又是如何重新获得的？尽管现代医学和科学提供了很多机会可以在人和动物身上观察意识的存在、消失和再获得，但是，人类至今对意识的生物学本质仍缺乏深刻认识。自19世纪40年代全身麻醉药乙醚成功应用于外科手术以来，全身麻醉药诱导的可逆性意识消失和恢复成为研究意识的经典生物学模型。20世纪90年代，随着神经科学的发展进步，以及功能性磁共振成像和脑电图的日益普及，科学家开始对意识相关的神经机制进行科学实验探索。《Science》2005年发布的21世纪最具挑战的125个科学问题中，第1个是宇宙的物质构成，第2个便是意识的生物学基础。2013年以来，美国、欧盟、日本和中国相继启动了脑科学和类脑技术的国家战略研究计划，标志着人类对大脑高级功能和类脑技术的探索进入一个高速发展时期。当前，人类即将进入人工智能时代。科学家和医生也积极探索大脑的奥秘和意识障碍的神经生物学机制，努力寻求对临床上以意识障碍为主要特征的神经精神性疾病这一世纪难题的治疗方法，并致力于将脑科学研究及其成果应用到大健康领域。同时，科学家和工程师也积极探索将类脑技术发展成果应用于认识脑和治疗脑疾病。关于意识、认知等大脑高级功能的研究对认识脑和治疗脑疾病具有重大的学术、医疗和社会人文价值，同时，也将对超级人工智能的发展具有关键的启发和支撑作用。

• 小麦耐盐基因挖掘和种质鉴定及创制研究

  赵补全, 要星宇, 叶兴国, 唐华丽*, 张双喜*

  小麦（Triticum aestivum L.）是全球最重要的口粮作物之一，为35%~40%的人口提供基础能量供应，其消费量占全球谷物总量的19%。据联合国粮食及农业组织（FAO）2024年的统计，全球小麦种植面积已突破2.3亿hm2，约占谷物总播种面积的31.5%，其种植规模持续领跑主要粮食作物。然而，土壤盐渍化已成为威胁小麦生产的主要非生物胁迫因子。FAO最新评估显示，全球盐渍化土壤面积已达13.81亿hm2，占陆地总面积的10.7%，其中，70%集中于中国等10个主要农业生产国。值得注意的是，小麦主产区与盐渍化高频发生区高度重叠，而春季返盐高峰期恰逢小麦营养生长与生殖发育的关键阶段，进一步加剧了产量损失的风险。

• 过表达GmGT2A基因提高大豆耐盐性

  魏嘉, 朱旭, 蔡勤安, 马瑞, 于志晶*, 杨向东*

  土壤盐碱化作为全球性生态问题，已严重威胁农业可持续发展[1−2]。全球超过1/3的灌溉土地正遭受不同程度的盐碱胁迫，中国盐碱地面积约1亿hm2，年增1.5%，年均粮损超300亿kg，危及耕地红线和粮食安全[3]。大豆（Glycine max L.）作为中国重要的粮油作物，属于中度盐敏感。盐害会引起其Na+介导的离子稳态失调、活性氧（ROS）代谢网络崩溃以及光合电子传递链损伤，导致减产降质[4]，因此，大豆耐盐性改良是实现长期稳产的重要基础。目前，转基因技术已成为大豆性状改良的核心驱动力，其种植面积占全球转基因作物近半（48%），耐盐大豆品系种植面积较2015年激增370%，在阿根廷盐碱区、巴西干旱带形成规模化种植集群[5]，该技术已成为创制抗性大豆种质资源的重要途径之一。

• 盐胁迫下小黑麦代谢调节机制

  姜杰, 张填天, 贾思源, 尹思媛, 贾文娟, 胡玥, 王璐, 韩蕾, 燕厚兴, 肖彬彬, 林菲, 窦忠玉*, 杨春武

  土壤盐渍化特别是耕地次生盐渍化是制约世界粮食生产的主要环境因素之一[1]。世界盐渍化土壤面积占陆地总面积的25%，广泛分布在100多个国家和地区[2]。据调查研究统计，中国有约1×108 hm2盐碱地，其中约3.33×107 hm2具有开发利用潜力[3]，且中国盐碱耕地分布范围仍在逐步扩大。筛选和培育耐盐作物品种并研究耐盐品种的耐盐机制，对于通过种植耐盐作物利用盐碱地具有重要意义。小黑麦是以小麦属（Triticum）作为母本和黑麦属（Secale）作为父本进行有性杂交，应用染色体工程技术人工创制的异源多倍体新物种[4]，兼具高产特性与多重抗逆性[5−6]，是理想的耐盐作物研究对象。

• 节水高产抗寒耐盐碱小麦品种轮选103及其育种技术

  于立强, 李辉利, 张娟, 赵军涛, 郭宪瑞, 于广军, 周阳*, 张宏军*

  轮选103是中国农业科学院作物科学研究所与原赵县农业科学研究所合作培育的小麦品种，2015—2019年相继通过冀中南、冀中北地区品种审定，天津市、山西省、山东省同一生态区引种备案。轮选103在足墒播种、春浇1水（拔节或孕穗水）条件下，可实现7500 kg/hm2以上产量，被国家小麦良种重大科研联合攻关组评为黄淮麦区节水性较好的绿色小麦品种，也是河北省农业农村厅小麦节水品种及配套技术推广项目推荐品种。该品种经受了不同年份低温的考验，在出现“断崖”式剧烈降温的极端天气下仍表现出很强的抗寒性。轮选103在盐碱地种植表现出较好的耐盐碱性。本文对轮选103的选育过程及相关育种技术进行系统总结，旨在为中国北方地区节水高产抗寒小麦品种的选育提供借鉴。

• 抗旱耐盐碱小麦新品种沧麦17的选育及高效种植技术

  邹景伟, 王伟伟, 张玉杰, 于亮, 朱玉, 罗政辉, 赵振杰, 刘永伟, 钮力亚*

  全世界约有10亿hm2土地因受到盐渍化影响而不能被有效利用，土壤盐碱化已经对超过全球100个国家的农业生产结构构成严重威胁[1−3]。中国的盐碱化土地和次生盐碱化土地总面积约有3600万hm2，其中受盐碱化危害的耕地面积达到920万hm2[4]。根据2023年河北省第3次盐碱地专题调查报告，河北省全省共有盐碱地38.89万hm2，其中，盐碱耕地为38.02万hm2。盐渍化程度加剧将会造成可利用土壤资源流失，影响农业发展和生态健康[5]。盐碱地作为后备耕地资源，使得盐碱地的开发与利用变得越来越重要，成为保障国家粮食安全的重要角色[6]。

• 高油耐盐碱大豆新品种宁豆10号的选育及高效种植技术

  姬月梅, 王乾, 程浩, 朱志明, 连金番*, 罗海明, 沈静, 张占胜, 罗瑞萍, 李彤, 蔡巧红

  大豆作为重要的粮油兼用作物，在保障中国粮食安全和促进农业可持续发展中占据着关键地位[1−2]。土壤盐渍化是制约全球农业发展的主要环境问题之一，严重威胁着粮食安全和农业可持续发展[3]。据统计，全球盐碱地面积超过10亿hm2，约占陆地总面积7%。受气候变化与不合理农业活动影响，这一数字仍在持续增长。中国盐碱地分布广、面积大，总量约1亿hm2，接近全国耕地的1/10[4]。面对这一现实，盐碱地资源的可持续利用显得尤为重要。当前的研究重点正从“治理盐碱地以适应作物”逐步转向“选育耐盐碱植物以适应土地”，这一策略转变也为盐碱地利用与作物育种提供了新的方向。在当前，中国大豆单产水平不高[5−6]，种植效益偏低，供需缺口较为突出，亟需加快培育优质高产大豆新品种，以满足日益增长的产业与消费需求。选育优良品种并配套高效栽培技术[7−8]，已成为提升大豆单产、改善品质、增加总供给的有效途径。

• 航空发动机耐高温CaO−MgO−Al2O3−SiO2腐蚀的Al2O3−YSZ涂层研制

  严旭东, 郭洪波, 刘峰斌

  燃气涡轮发动机是航空飞机的“心脏”，高推重比是航空发动机的永恒追求[1]。随着推重比不断提高，发动机燃烧室与涡轮叶片需承受更高温度、更大压力载荷，所应对的服役环境更为苛刻。热障涂层（thermal barrier coatings, TBCs）是与高温结构材料、高效气冷技术并重的航空发动机3大热防护技术之一[2−3]。TBCs通过高效隔热、耐腐蚀的陶瓷材料涂敷在基体合金表面，以降低合金服役的温度，从而保证叶片正常工作。典型的TBCs由金属黏结层和陶瓷顶层组成：与高温合金基体接触的是一层金属黏结层，主要起抗高温氧化和黏结过渡的作用；在黏结层上则是外层的陶瓷顶层，主要起隔热的作用[4]，因此也被称为陶瓷隔热涂层。氧化钇稳定氧化锆（yttria−stabilized zirconia，YSZ）由于具有熔点高、热导率低、热膨胀系数高、抗热冲击性能良好及综合机械性能优异等优势，是最常见服役的TBCs材料[5−6]。

• 阳离子协同取代策略助力锡基钙钛矿发光调控

  陆洲, 朱嘉乐, 周鑫, 赵璐, 张素银, 冯旭辉, 蔡培庆, 魏钦华, 尹航*, 秦来顺

  能源短缺、环境污染已成为世界关注的焦点，发展以低能耗、低排放为标志的低碳经济，寻找新能源材料，提高能量转化效率，实现可持续发展，正在成为世界各国的共同选择。2025年是“十四五”规划的收官之年，开发环境友好、光电性质优异的216型金属卤化物钙钛矿（即A2BX6）作为高效发光材料，是实现高质量发展的重要途径之一[1−3]。然而，A2BX6材料仍面临着本征发光效率低、带隙宽、合成成本高等瓶颈，亟需通过B位离子掺杂、协同调控等合成策略优化手段加以突破[4−6]。

• 自驱动纳米发电机及其生物医学应用研究

  李晓烨, 吕其英, 王征, 王琳*

  穿戴式和植入式电子医疗设备作为临床上不可或缺的工具，常被用于监测生理病理信号、治疗疾病，特别是对于需要长期和持续监测、分析和治疗的慢性病，例如心血管疾病、糖尿病、阿尔兹海默症、帕金森病等[1–2]。电池等传统电源虽然可以满足所有设备的供电需求，但其高硬度、有限的寿命以及更换带来的二次手术风险等给患者带来身心困扰，并增加了患者的经济负担；此外，这些电源通常含有有毒物质，存在泄漏风险[3−5]。因此，迫切需要研究新型可靠的植入式电源。

• 基于时空演变的西部地区交通碳排放分布特征及空间关联效应研究

  巩海秀, 付伟*

  交通运输业作为温室气体排放的主要行业，产生的碳排放量约占全球排放总量的25%，严重制约了人类社会可持续发展。据统计，2035年中国交通运输业将成为第2大排放源，未来产生的碳排放量会持续增长[1−3]。西部地区处于国际贸易的关键区位，交通运输业驶入“快车道”，增添了环境压力。为促进西部地区高质量发展，亟须促进运输方式绿色转型。

• 中国交通运输安全发展效率时空演化与对策

  产健, 李琦, 许正中*

  党的十八大以来，随着中国经济发展由高速增长阶段转向高质量发展阶段，“统筹高质量发展和高水平安全”成为国家战略的重要指导思想，安全由此被提升为衡量发展质量的关键指标。交通运输作为国民经济的重要基础性行业，也是安全问题最为突出的领域之一。以道路运输为例，全球每年约有135万人死于道路交通事故，另有20万~50万人遭受非致命伤害[1]。在中国，交通事故对人民生命财产安全构成严重威胁，且交通安全水平在空间上呈现明显差异。基于此，本研究立足“统筹发展和安全”视角，测算并分析了交通运输安全发展效率的演化特征与影响机制，旨在为推动交通运输高质量发展提供决策参考。

• 追踪“钱学森之问”：版本流变及各方解答

  欧七斤

  “钱学森之问”是钱学森晚年就中国杰出创新型人才教育培养问题提出的重要命题。从2005年钱学森提出“问题”算起，20年来，“钱学森之问”引发了广泛的社会关注，并在流传过程中形成了不同的版本。本文拟就“钱学森之问”的原初提法、形成及版本的流变进行梳理与对比分析，并总结各方对“钱学森之问”的解答。