科技导报杂志

科技导报杂志2026年第1期

• 科技自立自强，贡献中国智慧

  包为民

  科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。习近平总书记指出：“推动高质量发展，最重要是加快高水平科技自立自强，积极发展新质生产力，在推动科技创新、加快培育新动能、促进经济结构优化升级上取得实质性、突破性进展”。党的二十届四中全会对“十五五”科技创新领域作出重大部署，明确提出“加快高水平科技自立自强，引领发展新质生产力”。2025年是“十四五”规划的收官之年，中国科技领域取得了一系列重要的标志性成果，为“十五五”期间加快实现我国高水平科技自立自强打下了坚实的基础。

• 癌细胞表面布下雷达网可实现精准医疗

  细胞膜蛋白是药物作用的关键靶点，而核酸适体是一类能够高特异性、高亲和力结合靶标分子的寡核苷酸。然而，传统的核酸适体筛选方法效率低、过程繁杂，且难以在生理相关环境下系统发现全新的疾病标志物。

• 中国“人造太阳”突破等离子体密度极限

  长期以来，核聚变领域悬着一把达摩克利斯之剑——“密度极限”。一旦试图超越这道红线，高温等离子体便会瞬间溃散。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所科研团队宣布，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次通过实验证实了“密度自由区”的存在，装置运行密度成功突破“格林沃尔德极限”达1.3~1.65倍。2026年1月1日，相关研究成果发表于《Science Advances》。

• 摩擦“锻造”人工关节的蛋白质保护层

  人工关节植入物的长期服役，始终面临体内磨损与腐蚀的严峻挑战。金属关节表面在服役中形成有效的富碳摩擦膜，能显著提高固体润滑效果，减少腐蚀离子的产生，被认为是人工关节植入体能够长期服役的重要条件。目前，科学界虽普遍认同此膜层源于体内蛋白质的摩擦，但对其具体形成过程与机制一直缺乏清晰认知。

• 氨燃料发动机从实验室驶向实船应用

  2025年12月30日，中国氨燃料船舶研制取得突破性进展，标志着氨能源船舶技术正式从实验室研究阶段迈入实船应用与推广新阶段。由中车大连机车车辆有限公司自主研制的2台12V240H-DFA型氨燃料发动机，成为支撑中国首艘氨燃料船舶落地运行的核心动力装备。

• 微引力透镜视差效应首次为流浪行星“验明正身”

  北京大学物理学院天文学系东苏勃领衔的研究团队，利用10年一遇的天地同步观测契机，首次成功实现了对流浪行星候选体的直接质量测量，确证其为一颗质量与土星相当的行星。2026年1月1日，研究成果发表于《Science》。

• 电路板正在拖累可穿戴医疗电子的绿色前景

  可穿戴医疗电子正迅速从“可选装备”变成数字医疗体系的重要基础设施。从连续血糖监测、心电监护到可穿戴超声，这类设备以高依从性和实时监测能力，正在重塑慢病管理和健康干预模式。然而，在其快速普及的背后，环境代价长期被忽视。芝加哥大学田博之团队与康奈尔大学尤峰崎团队发现源于集成电路制造中使用的关键金属与高能耗工艺是主要污染源。2025年12月31日，相关研究成果发表于《Nature》。

• “仿病毒”纳米系统攻克骨关节炎药物递送难题

  骨关节炎影响着全球约5亿人，是导致中老年人疼痛和运动障碍的主要疾病之一。由于关节软骨致密、血管稀少，药物难以有效进入病变软骨细胞，现有治疗多停留在止痛和消炎层面，尚无法逆转疾病进展。上海交通大学医学院附属新华医院苏佳灿团队联合新加坡国立大学和上海大学的研究人员，模仿病毒的感染策略，开发出一种能够精准递送药物到关节炎病变细胞的纳米系统，为骨关节炎靶向治疗提供了新思路。2025年12月29日，相关研究成果发表于《Nature Nanotechnology》。

• 机械力辅助提锂破解回收率低效难题

  随着新能源行业的蓬勃发展，锂离子电池的报废量也持续增多。废锂离子电池中含有大量的有价金属，同时伴生着一些有害的重金属和有机污染物。如何将其中的有价组分高效循环利用已经成为新能源行业的一个重要议题，在世界范围内受到广泛关注。

• 《Science》发布2025年10大科学突破

  2025年12月19日，《Science》发布了2025年10大科学突破。中国表现亮眼，有4项研究/领域进展被入选，分别是年度头号突破的新能源的发展、龙人的身份鉴定、异种器官移植和水稻耐热基因的发现。此外，AI大模型在科学领域的应用，也入选了科学突破，中国在这方面也表现出色。

• 真实塑料废弃物的正交转化策略与化学回收

  张梅琦, 王蒙, 马丁

  化石燃料（包括煤、石油和天然气）不仅是全球主要的能源来源，也为化学品、聚合物等日常生活必需品的生产提供了基础原料。然而，其使用过程中排放的CO2，已成为全球气候变化的主要推动因素，这促使国际社会积极寻求可再生的替代资源。当前，已有明确的路径表明可再生电力可替代化石燃料，但长期来看石油炼厂所生产的运输燃料和化学品仍将不可或缺。为逐步实现碳循环闭环，研究人员提出对炼油过程进行电气化改造，并将原料从化石燃料转向2类来源：一是用于生产碳氢燃料的CO2，二是来自农业和城市废弃物、可用于制造化学品和聚合物的可再生碳资源[1]。实现这一愿景将代表着向可持续发展迈出重要一步。

• 2025年原子核物理科技热点回眸

  马余刚, 王思敏

  进入21世纪后，原子核物理虽已有了长足的发展，但仍面临着“十问”式的挑战[1]：

• 2025年电催化合成科技热点回眸

  王鑫智, 李存璞, 魏子栋

  在“双碳”目标与全球能源转型的双重驱动下，化学工业亟待突破对化石原料与高能耗过程的依赖，迈向低碳化生产。由此，如何在温和条件下实现化学品的高效、选择性合成，成为当前面临的关键科学与工程挑战。

• 2025年摩擦纳米发电机热点回眸

  王杰, 奚伊, 郭恒宇, 文震, 徐敏義, 陈超余, 范凤茹, 程廷海, 翟俊宜, 王中林

  自2012年王中林团队研发摩擦纳米发电机（triboelectric nanogenerator, TENG）以来[1]，该领域在全球研究中持续蓬勃发展，目前已发展成一个涵盖材料科学、物理学、化学和电气工程学等多学科交叉的研究领域[2–3]。目前该技术已不再受限于纳米尺度，其核心机理在于利用摩擦电效应产生的麦克斯韦位移电流，耦合接触起电和静电感应效应，将环境机械能转化为电能或电信号[4]。得益于TENG的高输出电压特性，其在收集环境中广泛分布的弱振幅、低频次、低密度能源（即高熵能源）方面展现出独特优势。同时，TENG方便根据不同应用场景进行合理的结构设计和材料选择。由于接触起电是一种普适效应，TENG可以用固相、液相甚至气相的介电材料、半导体材料或电解质材料实现，以适应不同的应用需求[5]。TENG的主要应用包括：（1） 微纳能源，即作为电子器件的电源器件，有效收集环境机械能量，或通过与储能器件集成，实现可自充电的电源系统，通过实现能源自给的电源系统，TENG有望解决电子设备长时程供电困难、维护成本高的瓶颈问题；（2） 自驱动传感，即作为一种机电换能机制，TENG可将微弱的各类机械信号（力、形变、运动等）转换为电信号，实现自驱动或主动式的传感技术；（3） 高压电源，TENG具有输出电压高的特点，近来的研究甚至可以实现高达10 kV的电压输出，因此，TENG可以应用为经济、安全、可靠的高压电源；（4） 蓝色能源，TENG可有效收集低频水波能量，将自然界海洋环境中时刻存在的水波能量收集利用，实现海洋蓝色能源，助力“双碳”重大战略目标的实现。此外，TENG的广泛研究也推动了相关的基础科学研究，如接触起电的物理模型、摩擦伏特新物理效应、接触电致催化（contact−electro−catalysis，CEC）效应等，这些发现也必然进一步促进TENG的新应用技术研究。近年来，TENG已发展成为一个国内外广泛研究的前沿领域，且是一个具有显著多学科交叉创新特征的领域。以Web of Science数据库为数据源统计发现，2012—2025年间，TENG相关研究论文逐年递增，从事相关研究的机构和研究者人数也越来越多，截至2025年6月，通过发表文章可查询到已有90余个国家和地区、1800多个机构从事TENG的研究。

• 2025年环境科学热点回眸

  曹军骥, 黄虹

  环境科学是应对全球气候变化、生物多样性丧失及污染危机的重要交叉学科。2025年，它继续在全球学术与政策讨论中占据核心地位，其跨学科价值与现实紧迫性进一步凸显。中国作为全球环境治理体系的重要参与者和贡献者，其科研范式秉持“眼望前沿，脚踩大地”的原则，旨在为破解区域性挑战与贡献全球性解决方案，提供兼具科学严谨性与实践可行性的“中国智慧”。本文通过梳理2025年度发表于《Nature》《Science》等期刊的代表性成果，回顾环境科学领域内研究热点、重大发现与理论进展，并通过国内外比较分析，提出针对性建议，以期推动中国环境科学研究的高质量发展与全球引领力。

• 2025年水文地质智能计算热点回眸

  董东林, 姚宇鹏, 张婉秋, 林刚

  水文地质学是研究地下水数量、质量时空变化规律，以及如何合理利用或防治其危害的学科[1]。近年来，水文地质学的研究方向从传统的找水勘察，扩展到了更广泛的资源与环境领域，发展趋势呈现出更注重多学科交叉（如同位素技术、数值模拟、地理信息系统应用、智能计算等）和生态环境问题（如包气带水盐运移、气候变化对地下水的影响等）。传统机理模型难以应对复杂、非线性、高不确定性问题，纯数据驱动模型则既依赖大量高质量数据，又存在明显的“黑箱”特性[2]，因此，有必要通过深度交叉融合与技术创新来保障地下水韧性，这已成为当前重要的行动方向。2025年9月，第52届国际水文地质学家协会（International Association of Hydrogeologists，IAH）大会在澳大利亚墨尔本成功召开，会议进一步明确了当前水文地质研究的聚焦方向，如气候变化下的地下水补给与水质安全、可持续管理，以及人工智能（artificial intelligence，AI）、同位素示踪等新技术应用等[3]。随后，全国水文地质学术年会在北京召开，大会以“变化环境下的水文地质学”为主题，探讨了地下水系统对极端气候和人类活动的响应机制，以及推动新技术、新方法在水文地质研究中的交叉融合。AI与智能计算成为全场瞩目的焦点。会议不仅集中研讨了机器学习、地球物理勘探与水文模型的深度结合，更是专门开设分论坛讨论了物理信息神经网络（physics-informed neural networks‌，PINN）在参数反演、地下水动态预测以及区域水资源评价中的创新应用[4]。回顾2025年，水文地质学在全球合作、学科交叉和技术创新上向前迈了一大步，精准体现了从“方法探索”到“解决实际问题”的范式转变，研究主题都紧扣“可持续管理”“气候变化”和“变化环境”等现实问题。同时，AI与智能计算已深度渗透到所有水文地质前沿主题的研讨中，中国水文地质学研究也正积极拥抱智能计算，致力于构建更精细、更智能的地质数字孪生体系，以科技创新支撑水资源的安全与可持续管理。

• 2025年情感智能研究热点回眸

  陶雪, 邓佳文, 任福继

  情感智能（emotional intelligence，EI）的概念，最早由心理学家Salovey与Mayer于1990年提出[1]，定义为个体识别、理解、调节并运用情感信息的能力。随后，Goleman[2]进一步扩展了这一理论框架，强调情感在决策、沟通、社会互动和认知加工中的基础性作用，使情感智能成为理解人类智能的重要组成部分。随着技术进步，EI这一人类能力概念，正演化成为人工智能领域致力实现的目标之一。为实现此目标，情感计算（affective computing）作为关键的跨学科技术领域应运而生，致力于开发能识别、解释与响应人类情感的计算系统。在该技术体系内，情感识别与情感推理构成了2个递进层次：前者侧重于从多模态数据中感知和测量情感状态，属于“感知”阶段；后者则在此基础上，结合语境深入理解情感的成因与影响，属于“认知与理解”阶段。

• 2025年无人机热点回眸

  段海滨, 梅宇, 牛轶峰, 赵彦杰, 袁洋, 王寅, 罗德林, 袁莞迈, 张兆宇, 袁永琼, 范彦铭, 朱纪洪

  2025年，无人机（unmanned aerial vehicle，UAV）时代进入到“泛在智能、系统融合”新阶段，是低空经济（low altitude economy，LAE）从规模化试飞发展为规模化运营的关键驱动力[1]。无人机是联结物理世界与数字世界的重要“智能触媒”，通过结合大语言模型、智能认知、强化学习等前沿技术，实现从感知智能、认知智能再到执行智能的闭环跃迁，推动城市空中交通、即时配送、智慧农业等综合应用场景纵深发展，进一步融合数字智能、通信组网、空域信息，LAE正从单点效率提升迈向系统级生产力重构；尤其重要的是，基于群体智能和跨域协同等关键技术，无人机正演化出具有自组织、自适应、自重构能力的体系化系统，LAE依托“技术驱动、生态反哺”的机制逐步形成新质技术迭代与应用场景相互促进的良性循环，不断拓展其影响的深度[2]。本文从无人机技术革新、无人机关键技术、无人机应用验证、反无人机战术、无人机管控政策等多维度探讨2025年的无人机代表性进展，系统梳理了演进脉络、核心挑战与未来发展的趋势。

• 同时同频收发阵列自干扰抑制研究

  杨健, 严牧, 宋长庆, 肖典, 时成哲, 邵士海

  随着现代军民场景对电磁频谱利用向大容量、多功能、高集成方向发展，传统基于分时、分频、分空域的频谱协调技术已难以满足需求[1]。在民用领域，如图1（a）所示，现有无线电系统为规避设备间干扰采用分时或分频工作模式，致使频谱效率损失达50%[2]；在军事领域，如图1（b）所示，作战平台电子设备集群化部署加剧频谱使用密集程度，同频收发互干扰问题在有限空间内尤为突出，严重制约频谱资源的高效利用[3]。

• 基于拍频幅值重构的无电解电容电机驱动系统机侧电流谐波抑制策略

  高润峰, 丁大尉, 王高林, 张国强, 徐殿国

  永磁同步电机驱动系统具有结构简单、功率密度高、调速性能好、控制方便等优点，广泛应用于交通、家电等工业场合。电机驱动器一般为交−直−交结构，大容值铝电解电容常用于直流侧，用于稳定母线电压。然而，铝电解电容不仅体积大，也是逆变器故障的主要原因。据统计，超过60%的驱动器故障是由电解电容器引起的[1−2]。因此，系统可靠性成为传统大容值电解电容驱动器的主要问题[3]。如今，在直流母线中使用受温度影响小的薄膜电容可以增加系统运行寿命，同时母线电容容值的降低也可以提升系统的功率密度。此外，由于不控整流桥二极管导通角的增加，输入电流的总谐波失真更低。无电解电容驱动已成为电机驱动系统领域的重要发展方向之一[4−5]。

• 关于破解硬科技发展难题的政策建议

  魏际刚, 王庆德, 余湄, 边江泽, 乔夫

  硬科技是指在人工智能（artificial intelligence，AI）、航空航天、生物技术、光电芯片、信息技术、新材料、新能源、智能制造等领域中，以自主研发为主，需要长期研发投入、持续积累形成的高精尖原创技术[1]。区别于以互联网为基础的、专注于构建数字虚拟世界的科技创新，硬科技是聚焦于物理世界的科技创新。硬科技需要长期研发投入、持续积累，具有极高技术门槛和技术壁垒，难以被复制和模仿。硬科技是对人类经济社会产生深远而广泛影响的革命性技术，既是产业升级的关键，也是经济高质量发展的关键，是推动世界进步的动力[2]。

• 俞永新与乙型脑炎减毒活疫苗：中国自主疫苗研制之路

  相强宇, 张璐, 吴宗震, 刁佳琳, 陈甲芸, 孙博, 刘欢

  在人类抵御传染病的历史进程中，疫苗成功消灭和控制了天花、脊髓灰质炎、麻疹等数十种致命疾病，显著延长了人类平均寿命，保障了儿童健康成长。疫苗研制的背后是一代又一代科学家的坚守与探索，他们为人民抵御疾病构筑了生命防线。