科技导报杂志

科技导报杂志2026年第5期

• 工程·工程师·工程哲学

  殷瑞钰

  工程是现实的直接生产力，是社会存在和发展的物质基础。工程不但深刻塑造了社会的物质面貌，而且深刻影响了社会的精神面貌。

• 人体“报警+锁喉”机制阻碍禽流感病毒跨物种传播

  流感大流行通常可追溯至禽源性甲型流感病毒（influenza Avirus，IAV）跨物种传播至人类。然而，人体抵御IAV传播的天然屏障机制尚不明确。浙江大学医学院附属第二医院肿瘤研究所所长于晓方团队，系统揭示了人体先天免疫系统中一条关键防御通路，在限制禽源流感病毒跨物种传播中的重要作用，不仅推进了病毒感染与跨物种传播防控研究，也为肿瘤免疫和自身免疫疾病相关机制研究提供了全新工具。2026年2月26日，相关研究成果发表于《Science》。

• 超长记忆让AI开始改写小鼠的DNA

  继2008年人类首次化学合成生殖支原体基因组后，合成生物学领域今日迎来了一项被誉为“ChatGPT时刻”的范式突破。由Arc研究所、斯坦福大学、NVIDIA及加州大学伯克利分校等机构联合研发的生物基础模型——Evo2正式对外公布。该模型基于9万亿个DNA碱基对训练而成，不仅能够高精度预测基因突变的致病性，更实现了从头设计长达百万碱基对的复杂基因组序列，标志着生命代码的操纵从“微调编辑”正式跨入“生成式编程”时代。2026年3月4日，相关研究成果发表于《Nature》。

• “无声也能传意”，解锁AR人机交互新可能

  无需开口发声，只需轻动下颌，便能灵活操控智能手机、联动AR眼镜，甚至实现顺畅高效的双向沟通。这一看似充满科幻感的场景，如今已被福州大学吴朝兴团队成功转化为现实。该团队聚焦柔性传感与深度学习，研发出自供电无声语音识别系统，可精准捕捉无声状态下人体口周及下颌的细微肌肉运动，为智能穿戴交互领域开辟了全新路径。

• 2026年我国计划实施2次载人飞行任务并全力推进登月配套设施建设

  2026年2月底，中国载人航天工程办公室发布消息称，2026年，中国载人航天工程将深入贯彻落实“十五五”规划部署，在新起点上深化推进空间站应用与发展和载人月球探测2大任务，努力为加快建设航天强国作出更大贡献。目前，中国空间站在轨运行稳定、效益发挥良好；载人月球探测工程登月阶段任务各项研制建设进展顺利，取得多项阶段性突破。

• 贵金属可给太阳能电池当“防晒霜”

  在全球能源结构向碳中和转型的宏大背景下，光伏技术作为最经济、最清洁的可再生能源形式，正经历从晶硅时代向薄膜叠层时代的战略跨越。金属卤化物钙钛矿太阳能电池（PSCs）凭借其卓越的光电特性、低成本溶液加工优势以及快速攀升的能量转换效率，已成为下一代光伏技术的绝对核心。然而，钙钛矿材料本质上的离子特性使其在面对热、光、湿等外部应力时表现出显著的不稳定性，特别是电荷传输界面处的能级失配、缺陷辅助复合以及离子迁移，始终是制约其商业化进程的“阿喀琉斯之踵”。

• “寄生虫”或是癌症早期诱发原因

  长期以来，人类基因组中约占17% 质量的LINE-1（L1）元件被视为“垃圾DNA”或“遗传寄生虫”。然而，西班牙圣地亚哥德孔波斯特拉大学的Jose M. C. Tubio团队发现，这些能够“跳跃”的DNA片段并非癌症混乱后的旁观者，而是诱发基因组崩塌、驱动癌症早期演化的“元凶”。2026年2月26日，相关研究成果发表于《Science》。

• 预测沙尘暴只需8台显卡

  在沙尘暴、野火烟尘和城市雾霾等环境事件中，预报速度往往直接关系到预警的提前量和防控的主动性。长期以来，全球气溶胶预报主要依赖复杂的物理数值模式：要同时计算颗粒物的排放、输送、化学转化和沉降过程，既“费算力”，也容易受参数化方案和初始场误差影响。

• 沙漠游龙传授微型机器人“真功夫”

  微型机器人技术作为当代工程学、材料科学与生物医学的交叉前沿，正向着小型化、集成化与无绳化方向演进。然而，随着系统尺寸缩减至毫米乃至微米量级，研究人员面临着一个不可逾越的物理障碍——尺度效应（scaling effect）。尺度效应导致机器人的物理输出，如输出力、力矩等，随尺寸减小呈指数级衰减。

• 光照让分子量子比特“连线”

  在量子信息科学的愿景中，构建可扩展、可控且具有高相干性的量子硬件是核心挑战。基于化学合成的分子量子比特凭借其底层组装的灵活性、原子级的结构重复性以及高度可调的自旋哈密顿量，正逐渐成为量子计算、传感和转导领域的新锐力量。

• 纳米制造从光刻进化到“缩刻”

  调控光在材料中的传播方式，是光通信、传感和量子信息等现代技术发展的核心基础。为实现这一目标，科学家通常会设计微小的纳米光子器件，使其能够以精确可控的方式引导、反射或束缚光。然而，在纳米尺度上制造复杂的三维结构始终极具挑战性。

• 人工智能与量子信息成美国国家科学基金会资助重点

  Jeffrey Mervis

  官员首次公开说明白宫在相关政策调整中的作用

• ChatGPT助力理论物理取得新进展

  Perri Thaler

  物理学家融合人类智慧与AI辅助数学，证实曾被质疑的粒子相互作用实则可行

• 关于智能的思考

  刘伟

  本文所定义的“智能”是人机环境系统在交互过程中涌现的适应性能力，其核心功能是通过信息处理实现对环境的动态响应、目标优化及问题解决。它包含3个层级：人类的认知决策能力（如推理、创造）、机器的计算执行功能（如算法运行、数据处理），以及人与机、环境耦合形成的系统智慧（如团队协作、智能交通网络）。

• 中国生物制造发展现状、问题与对策

  杨艳萍, 李钊, 李昌柔, 张宏翔, 陈国强, 黄和

  生物制造蕴含巨大潜力，有望成为全球经济增长的新引擎。麦肯锡全球研究院在《生物革命：正在重塑经济、社会与生活的创新》（《The bio revolution: Innovations transforming economies, societies, and our lives》）报告中指出，理论上，目前全球约60%的产品（包括木材、动物制品、塑料、燃料等）可通过生物制造方式替代或生产[1]。波士顿咨询公司在《合成生物学即将颠覆产业格局》（《Synthetic biology is about to disrupt your industry》）报告中预测，到2030年，合成生物学将全面渗透传统制造业，从健康美妆、医疗器械、电子到化工、纺织、水务管理再到采矿、电力和建筑等，其产值有望达到30万亿美元，展现出极为广阔的应用前景[2]。

• 月基地球空间环境遥感进展

  何飞

  地球空间环境是指地球表面以上直至太阳活动影响所及的空间区域，包括中性大气、电离层、磁层等区域。它是人类航天活动和空间技术应用的重要区域，也是地球系统的重要组成部分。地球空间环境的变化会对宇航员生命、卫星运行、通信导航、电力系统等产生重要影响，因此对其进行持续监测和研究具有重要科学与应用意义。

• 月球遥感光谱探测进展及思考

  刘大卫, 任鑫, 刘斌, 徐睿, 曾兴国, 刘建军

  月球作为地球唯一的天然卫星，在行星科学研究中占据着极其重要的地位。它保存了数十亿年来太阳系内部环境变化的珍贵记录，这一特性使其成为研究太阳系起源、行星形成以及早期宇宙环境的关键对象。相比之下，内行星活跃的地壳活动早已摧毁或掩盖了类似的记录。此外，月球还蕴含着丰富的资源，如氢（H）、氦−3（3He）和钛铁矿等，这些资源不仅为人类建立月球基地提供了重要保障，更是探索深空的重要跳板，能够为火星及其他遥远天体的探索提供生命补给和清洁能源。更为关键的是，月球探测对人类探索宇宙技术的发展起到了重要的推动作用，是人类走向深空的试验场。

• 月基天文观测研究进展

  王汇娟, 邓元勇, 姜晓军

  在人类进入太空开展天文观测一甲子后，天文学进入了快速发展的阶段，所获得的观测信息暴涨，极大促进了天文学及相关学科的发展，完美诠释了天文观测台址“城市—郊区—远山远海—空间”这一演变历史所带来的极大回报。而月球的天文观测条件兼具地基和天基观测优势，几乎可以满足所有的天文观测需求，有望成为天文观测台址自然进化下一阶段的优选。

• 地月空间资源开发的战略前景

  陆文强, 杨洪伦, 陈伟, 成达

  月球探测所衍生并延展的“地月空间”概念，指的是地球与月球引力范围内、覆盖地球同步轨道以外直至月球表面的宇宙区域。该区域具有丰富的物质（水冰、稀土金属）、能源（氦−3）、地理位置（地月拉格朗日点、月球表面）和环境条件（微重力、高真空、极端温差）等战略资源，是人类迈向星际探索的必经之路，也承载着巨大的发展潜力[1−4]。通过对地月空间环境、位置与物质资源综合利用，可以实现月球资源的原位转化，制备生命保障物资、氢氧推进剂等消耗品，以及工程材料和器件的原位制造，进而支持月基设施建设与基体拓展。

• 淀粉微纳组合粒子构筑益生菌新型负载体

  朱青青, 王凡, 胡昊昊, 姚思羽, 徐恩波

  精准的微观结构设计犹如材料的“基因编辑”，通过对微观结构的有序调控，能够为生物提供可调的三维微环境，实现对细胞黏附[1]、营养传输[2]以及药物缓释[3]的精确控制，从而显著提升生物的稳定性和功能性。以微纳米纤维支架为例，通过精确调节孔隙率，可以成功筛选具有合适物理、机械和生物学特性的蛋白支架，大幅促进真皮成纤维细胞的黏附、增殖与分化效率[4]。例如，益生菌易受外部和体内环境刺激而变形、损伤，借鉴自然界中具有较高比表面积、优异的三维空间连通性与结构稳定性的蜂巢状结构[5]，为微环境敏感的益生菌构建高度匹配的仿生微结构载体，是解决益生菌高活性递送问题的关键之一。

• 基于电荷俘获的可重构二维晶体管及逻辑电路应用

  朱鹏飞, 杨静泊, 刘梦洋, 李梦姣

  随着数字经济的蓬勃发展，全球数据量正呈指数级增长。据国际数据公司（International Data Corporation，IDC）预测，到2025年全球数据总量将达175 ZB，这对计算硬件的处理能力提出了前所未有的要求[1]。然而，延续半个多世纪的摩尔定律正面临严峻挑战：晶体管特征尺寸逼近物理极限，传统硅基互补金属氧化物半导体（complementary metal oxide semiconductor，CMOS）技术遭遇了短沟道效应和量子隧穿效应等基础物理现象限制，而供电电压的持续降低也受到玻尔兹曼极限的约束[2−5]。

• 纯电动汽车动力电池全生命周期碳排放风险

  郑文欣, 陈安

  2024年，全球与能源相关CO2排放量达378亿t，同比增长0.8%。其中，中国CO2排放量达到126亿t，居全球之首[1]。交通运输作为碳排放的主要源头，庞大的机动车保有量对资源和环境造成了巨大冲击。中国作为全球最大的汽车市场，2024年机动车保有量已达4.53亿辆。能源消耗和污染物排放将进一步增加，严重威胁人类社会的可持续发展。

• 改性Ti/PbO2电极研究进展

  尔古阿沙, 高官金, 刘强兵, 蒋新宇

  风能、太阳能、水力发电等可再生能源的快速发展，加快了全球电力系统的建设，极大促进了电化学氧化技术的发展[1]。高级氧化过程作为电化学氧化技术的核心方法，可产生强氧化自由基，通过加成、取代等反应降解水体大分子难降解有机物，实现其低毒小分子转化或完全矿化[2]。因此，电化学催化氧化是一种可有效控制环境污染的高级氧化技术，因具有操作简便、高效、无污染、可持续性等优异的特点而受到广泛关注，已应用于染料废水、造纸废水等各类废水的处理[3−5]。电极材料是电化学氧化技术的关键[6]。常见的电极材料有掺硼金刚石电极[7]、碳纳米管电极[8]、石墨电极[9]、IrO2电极[10]、RuO2电极[11]、SnO2电极[12]、PbO2电极[13]等。在众多的金属氧化物电极中，PbO2电极因成本低、导电性好、耐化学性强、高的析氧电位、良好的化学稳定性等优点而备受关注[14−16]；同时，PbO2电极表面产生的·OH自由基可直接与有机污染物反应，使有机污染物最终分解为H2O和CO2[17]。因此，PbO2电极是最具应用前景的金属氧化物电极。然而，PbO2电极在实际应用中也存在脆性和容易失活等问题，因此对其改性显得尤为重要[18]。

• 中国人工智能治理政策的结构特征与优化路径

  刘肖肖, 杨国梁

  人工智能（artificial intelligence，AI）概念的提出，最早出现于1950年计算机科学与人工智能之父——图灵发表的《计算机器与智能》（《Computing machinery and intelligence》）[1]一文中，该文章提出“机器是否能思考”的问题，并设计了“模仿游戏”来验证机器是否拥有智能，即“图灵测试”。1956年，在美国达特茅斯会议上，麦卡锡（John McCarthy）首次提出了人工智能这一概念[2]。当下，人工智能已经成为新一轮科技革命和产业变革的核心驱动力，正在对世界经济、社会治理和人民生活产生越来越深刻的影响。在经济发展上，全球把人工智能视作引领未来的战略性技术，提升国家竞争力、推动国家经济增长；在社会治理上，人工智能可以模拟政策实施结果，一定程度降低社会治理成本、提升治理效能、减少治理干扰；在工作生活中，深度学习、图像识别、语音识别等人工智能技术已经广泛应用于智能家居、移动支付、智能医疗、智慧交通等领域，为普通民众提供更加便利的生活服务。然而，人工智能也带来了技术失控风险、社会伦理挑战等问题，具体包括隐私泄露、数据滥用、算法歧视、信息茧房、就业替代等，由此引起了人们对人工智能治理的思考[3−5]。

• 锤勘山河寻油气，灯照初心踏征程——王铁冠院士的学术人生

  周广刚, 张万松, 徐家骏, 吴冲

  踏遍山河志向不变，灯火照初心走在路上——在中国油气勘探和地球科学研究的大路上，王铁冠院士几十年来坚守能源报国的誓言，用一生彰显科学家精神[1]。1965年从北京石油学院毕业以后，他一直在分子有机地球化学和石油地质学领域钻研，在艰难的科研道路上没有停下脚步（图1）。为跨越语言障碍，他用10年时间努力学习，不惜花费半年积蓄买录音机，冷夜点灯在野外帐篷练习英语；寻找地质里的秘密，顶着风雪走到燕山，趴在冻冰的岩石上探寻古代油藏的痕迹；定下科学新标准，用3年找到少见的样本，在1000张图里认真找答案，发现6.73亿年的古油藏，命名为13α（正烷基）−三环萜烷新生物标志物；为实现“双碳”目标，不顾高龄带领团队投入CO2捕集、利用与封存（carbon capture, utilization, and storage，CCUS）研究——他一直凭着钻头一样的韧劲克服困难。这里追寻王铁冠的学术经历，感悟他认真求实的科研态度和真心奉献的家国情怀，致敬他为新时代科技工作者树立的精神榜样[2]。