科技导报杂志

科技导报杂志2025年第22期

• 科研机构人才考核评价的思考与实践

  王贻芳

  科技人力资源是一个国家最重要的核心资源之一。只有最大程度地激发科技人员的工作潜能，才能全面提高科技攻坚、原始创新能力，保证创新发展战略的顺利实施。科学、合理、有效的人才评价与考核可以在其中发挥重要作用。然而，科研是一种高度的脑力活动，具有不易量化、专业差异大、成果质量及重要性较难衡量、时滞性强等特点；科研人员受教育水平高，高度专业化，且具有创造力，其绩效具有多因性、模糊性、动态性等特点。如何结合科研机构自身特点，遵循科研规律，构建科学、合理、有效的人才评价与考核体系，鼓励探索、激励创新，是人力资源管理的重要课题，也一直是国际难题和有争议的问题。

• 钙离子波可“校准”果蝇复眼的蜂巢光学结构

  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。

• 微生物成青藏高原草地退化“兜底者”

  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。

• 木头也能替代金属做成钉子

  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。

• 神舟二十号3名航天员携科研成果顺利返航

  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。

• 刚柔并济的“三维水凝胶晶体管”开辟生物电子融合新途径

  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》。

• 国产脑机接口跨过声调这座大山，实现汉语音节解码

  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。

• 一条无形“安全带”让液体在极端颠簸中稳如泰山

  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。

• 预期寿命更长的女性反而面临更长失能期

  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。

• 右撇子真是天生的吗？

  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。

• 肠道微生物影响自闭症之说遭学界质疑

  Cathleen O'Grady

  在这一领域投入不断增加的背景下，最新论文指出其理论基础并不牢靠。

• 随着神经类器官研究取得进展，伦理规范亟需同步跟进

  Mitch Leslie

  科学家、伦理学家与患者权益倡导者正共同审视这一生物学的争议性技术。

• 以电—氢—碳耦合方式协同推进新能源大规模开发与煤电绿色转型

  刘泽洪

  气候变化问题是21世纪人类共同面临的重大挑战，二氧化碳、甲烷等温室气体的排放被认为是造成全球气候变暖的最主要原因[1]。为了应对这一危机，各国纷纷提出碳中和目标，谋求零碳转型。2020年9月，习近平总书记作出了中国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值、2060年前实现碳中和的庄严承诺[2]。

• 土壤碳循环的新视角：有机碳−无机碳−气候系统的耦合框架

  汪怡珂, 于点, 黄元元

  土壤是全球碳循环的核心枢纽，其碳储量远超大气与植被碳库之和。土壤碳库主要由土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）和土壤无机碳（soil inorganic carbon，SIC）构成，二者在形成路径、周转周期和气候反馈上既相互独立又紧密关联。SOC主要源于植物与微生物残体的输入与转化，其稳定性由一套复杂的“联合体”机制共同维持，包括：（1） 分子化学结构的难降解性；（2） 物理保护，如团聚体隔绝和孔隙空间隔离；（3） 化学稳定，如与矿物表面的络合吸附和金属离子桥键；（4） 微生物调控，包括微生物碳泵驱动的转化和群落结构介导的分解路径。这些过程决定了SOC从活跃到惰性的多尺度周转特征。相比之下，SIC库则主要由原生与次生碳酸盐矿物（如方解石、白云石）组成，其动态受控于地球化学平衡，包括：（1） 化学沉淀−溶解过程，受土壤pH、CO2分压和钙镁离子浓度驱动；（2） 生物驱动过程，如植物根系和微生物呼吸作用改变微环境；（3） 物理迁移过程，如碳酸盐在土体中的淋溶与再沉积。尽管路径迥异，SOC与SIC通过生物地球化学桥梁深度耦合：例如，SOC分解释放的CO2是次生碳酸盐形成的主要驱动力；而SIC溶解调节的土壤pH和钙离子浓度，又反过来深刻影响SOC的稳定性和微生物活性。在全球变化背景下，升温、干旱、氮沉降及土地利用转变等压力，正同时扰动SOC与SIC的储存库容与周转速率，但其联合响应机制与反馈效应仍是当前研究的盲区。传统研究范式多将二者割裂，限制了对陆地碳循环系统行为的预测能力。因此，本文旨在系统重构SOC与SIC的封存机理，阐明其多维交互网络，并最终提出一个SOC–SIC–气候–人类活动耦合框架，以期为深化地球系统理论、优化碳中和路径提供科学基石。

• “双碳”目标下的电化学能源行动

  谭丽, 汪涛, 谭伟, 李存璞, 魏子栋

  自习近平总书记提出“2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的重大战略目标以来，一幅波澜壮阔的绿色转型画卷在中华大地徐徐展开。如今站在“双碳”目标的关键节点，第1个里程碑即2030年碳达峰已进入倒计时阶段。能源作为国民经济的基础产业，其发展与变革始终与经济社会的发展紧密相连。随着全球能源需求的持续增长和环境问题的日益严峻，传统能源的过度使用已经给地球环境带来了严重的污染和破坏。为了解决这些问题，须转向清洁能源的开发和利用，以期减少对传统能源的依赖，降低环境污染，并推动经济的可持续发展。清洁能源，如太阳能、风能、水能、地热能等，以其可再生性和清洁性的特点，成为全球能源转型的焦点。在各国政府、企业和民众的共同努力下，清洁能源将迎来更加广阔的发展前景，为人类社会的可持续发展作出更大的贡献。

• 整合可持续发展目标和新一代信息技术体系，实现城市“热—碳—污”协同降减

  王伟武, 何杰, 厉华笑

  城市作为人类生产与生活的重要空间载体，其面积约占全球陆地面积的3%，但其对气候和环境的影响却十分显著，98.9%的城市存在城市热岛效应，温室气体排放占比67%，并产生了78%的人为空气传播毒素和污染物[1]。联合国人居署指出城市化和气候变化的双重影响正在以危险的方式融合，加剧了城市生态系统受到的压力和负面影响，导致城市区域普遍出现了显著的热岛效应、高碳排放和空气污染，给居民健康、能源负荷及生活品质带来了严重影响[2]。

• 城市场景下氢能应用发展现状与展望

  王钦, 金意, 韩东旭, 初开艳, 赵贤兰

  随着“双碳”目标提出，中国能源结构调整进一步提速。城市作为能源消费主体、碳排放集中区域，必将成为国家能源转型的主战场，充分发挥城市在能源革命中的引擎作用，将为中国能源低碳转型提供重要驱动力。氢能被全球公认为21世纪最具发展潜力的能源之一，中国《氢能产业发展中长期规划》将其确立为我国未来能源体系的关键组成，对能源绿色转型发展起到重要支撑。

• “双碳”目标下中国船用绿色甲醇燃料的发展趋势分析

  周玲玲, 王明媛, 周剑, 郑嵩鑫, 袁雪纯

  交通部门是全球碳排放增长最快的部门之一，其碳排放问题日益严峻。数据显示，全球交通部门碳排放量从2010年的约70亿t CO2增加至2023年的82.7亿t CO2，预计2050年前将再增长1倍。在交通领域的碳排放构成中，航运部门占据着重要份额，2018年其温室气体（greenhouse gas，GHG）排放量达到10.76亿t，占全球温室气体排放的2.8% [1]。

• 甲醇用于热力和动力燃料的技术现状及展望

  姚春德, 李云强, 姚安仁

  中国是全球最大的工业生产国，每年能源需求量极大，特别是连续多年对进口石油依存度超过70%，中国能源安全面临挑战。另外，中国又是全球最大的甲醇生产国，产能和产量均占全球的60%左右。随着经济的发展和技术的进步，每年的甲醇产能和产量仍在不断增加，2024年产量达到8677万t，整体产能将达到1.19亿t，其中新增785万t[1]。2023年，在中国甲醇的应用中，作为燃料应用约占现有甲醇产量的15.66%[2]。因此，积极发展和大力推广应用甲醇燃料，对于缓解国家能源安全压力意义重大。

• 化能自养细菌在生物反应器中的高效固碳：挑战、对策及应用前景

  赵晓迪, 谢丽, 王磊

  CO2是一种主要的温室气体，对地球气候系统产生显著影响。开发具有成本效益且可持续的CO2减排方法对于研究国际环境政策至关重要。在现有技术中，微生物固碳以其大规模利用CO2生产化合物、低能耗、无污染的能力脱颖而出[1]。目前大量研究集中在光能自养生物如大型藻类、微藻、蓝藻和紫色细菌上，然而，由于光能自养生物对光的依赖，在生物反应器中扩大其的固碳规模面临重重挑战，包括成本增加以及大型反应器的设计，光穿透率不易控制、热力学效率低和太阳能的间歇性等技术问题。

• 基于扩散模型的深度估计与人像分割研究

  董宗博, 王一帆, 王立君, 卢湖川

  视觉感知是计算机视觉核心方向，目标为通过算法深度理解视觉场景。从早期基础任务发展到目标检测、语义分割等复杂任务体系，其核心始终是高效准确提取二维图像/视频中有价值信息。深度学习（尤其是卷积神经网络（convolutional neural network，CNN）与Transformer[1]架构的广泛应用[2]）推动感知任务精度与效率显著提升，但现有算法多聚焦单一任务，无法跨任务迁移，需单独设计训练，难以实现任务统一与联合促进；同时在真实场景的鲁棒性、泛化能力及多任务协同上仍存挑战。

• 智能建造与建筑工业化协同度测算与分析

  张瑞雪, 刘泓志, 刘冠兴

  新时代信息技术领域的突破与装配式建筑的推广，加快了智能建造与建筑工业化协同发展进程[1]。作为第4次工业革命的重要组成[2]，智能建造和建筑工业化两者是交互关系与共生状态：智能建造源于信息化、智能化技术的发展[3]，建筑工业化带动智能建造[4]，智能建造促进建筑工业化[5]。

• 国家安全导向下的科研治理转型—特朗普2.0时代美国科技政策的制度重构与中国应对

  朱相丽, 魏俊峰, 刘小平, 吕凤先, 吴伟

  2025年，特朗普重返白宫，美国科研政策迎来深刻的结构性转变。新一届政府将“科技国家安全化”“科研合作去全球化”与“政治审查制度化”作为核心导向。在2026财年预算提案中[1]，特朗普政府大幅削减主要科研机构的资金，国家卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）拟削减约190亿美元（占总额41%），国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）预算削减55%。部分高校因政治原因而被冻结联邦经费。美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science，AAAS）首席执行官Sudip Parikh警告：“如果这项预算通过，美国将失去全球科研领导地位”[2]。科研界普遍担忧此轮预算重构将对美国科研根基造成“不可逆的结构性冲击”。

• 民国学人对“为科学而科学”的辩护

  李醒民

  目前，无论在国内还是国外学术界，对科学研究人员的“为科学而科学”（science for own sake）的理念和态度的非议不绝于耳。不少人认为，“为科学而科学”已经过时了，应该用“为人生而科学，为社会健康发展而科学，为生态和谐而科学……”取而代之云云。