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2023年02期

专题 | 液体门控技术概述

多孔材料是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，因其结构特殊而广泛应用于石油化工、航空航天等领域。多孔膜是多孔材料的一种，可分离具有不同物理或化学性质的物质。但在使用过程中，传统多孔膜材料常常面临污染、堵塞和高能耗等问题。自然界中的生物经过亿万年的发展演变出具有各种性能优异的结构与功能系统，为新材料的设计带来灵感。生物中大多数独特的表面材料是液体而非固体[1]。比如一些

专题 | 液体门控技术：面向生物医学工程应用

生物医学工程作为综合材料学、工程学、化学、医学及生物学等的理论和方法发展起来的交叉学科，旨在利用工程技术手段研究和解决生命科学方面的问题，特别是医学中的有关问题。科学技术的进步，尤其是现代化表征技术的迅猛发展，促进了人类对生物本质特性的深入认知，并在探索其背后微观作用机制的基础上，发展出各种面向生物医学工程应用的新兴技术，如仿贻贝多巴胺的生物黏合技术、受肺泡库氏孔启发的液体门控技术[1]等。不

专题 | 液体门控技术：面向碳中和背景下的节能环保应用

随着全球工业生产的高速发展，化石燃料（如石油、煤等）被大规模使用，这不仅加速了不可再生能源的消耗，还导致CO2的大规模排放，使大气层内CO2含量急剧增加，阻碍地球的热量散失，造成全球变暖。全球变暖不仅会造成冰川融化、海平面上升，还会打破生态系统的平衡，增加极端天气出现频率，导致心血管和呼吸系统等疾病的发病率显著上升，同时增加疾病传播和扩散的风险，对人类和动植物的正常生存产生威胁。 2020年联合

专题 | 液体门控技术：面向物质检测应用

随着全球人口老龄化加剧和流行病的爆发，世界各国的医疗卫生体系面临严峻挑战。发展快速、便携、低成本的物质检测技术，对于各类疾病的早期筛查等具有重要意义[1]。即时检测（point of care testing，POCT）是一种广泛应用的技术，可用于工业化程度低的国家和地区，以及家庭医疗、事故现场等缺乏实验室基础设施的环境。特别是针对诸如新型冠状病毒感染等传染病检测，POCT能很好满

前沿 | 微纳光纤及其应用探索

由地球表面的石英砂提纯制成的石英玻璃光纤，自1960年代发明以来，由于传输损耗极低、结构灵活、机械强度高、物理化学性质稳定，已经被广泛应用于光通信、传感、医疗、工业技术及科学研究等领域。作为传输光信号和能量的载体，常规光纤的直径为125微米，和一根头发粗细差不多，能够自由弯曲，因此可以灵活应用于线缆、铁轨、管道、机翼、电路板、机箱等各种场合，而不需要增加额外的空间。然而，常规光纤虽然已经很细，但是

前沿 | 超级计算：探索未知的无尽之旅

最近的10年是中国超级计算（简称超算）蓬勃发展的10年。在2018年的两院院士大会上，超级计算成为习近平总书记讲话中，战略高技术发展的一个重要成果体现：“超级计算机连续10次蝉联世界之冠，采用国产芯片的‘神威·太湖之光’获得高性能计算应用最高奖‘戈登·贝尔奖’”。超级计算机的早期发展电子计算机诞生之初，由于造价昂贵，只有大型的科研机构或商业公司才有使用条件。通常意义上的第一台电子计算机EN

论坛 | 高原工业化的生态环境影响与启示

玻利维亚行政首都拉巴斯青藏高原上是否适合走工业化道路，一直饱受争议。世界上发展高原工业的案例并不多，玻利维亚高原就是最典型的一个。位于南美洲内陆国家玻利维亚西部的玻利维亚高原，面积约35万平方公里，平均海拔3800米，其地理条件、地貌景观、居民肤色、民族服饰等方面与西藏有很多类似的地方，有“南美西藏”之称。因此，通过剖析玻利维亚的高原工业化进程及其对生态环境的影响案例，有助于为青藏

知识讲堂 | 走进合成生物学

随着国家“十四五”规划、“中国制造2025”以及“健康中国行动”等一系列政策和文件的出台与实施，我国生物技术产业已经进入快速发展时期。其中新出现的合成生物学一词经常出现在新闻头条上，伴随着人工合成微生物、人工合成酵母染色体、青蒿素的发酵生产以及人工合成淀粉、葡萄糖和脂肪酸的实现，合成生物学被喻为是“认识生命的钥匙”（建物致知）和“改变未来的颠覆性技术”（建物致用）[1，2]。合

知识讲堂 | 看得见的“水油平衡”：双连续型乳液凝胶

在1991年的诺贝尔奖授奖典礼上，荣获物理学奖的法国科学家热纳（P.-G. de Gennes）以“软物质（soft matter）”为题发表演讲，重新命名了诸如聚合物、液晶和胶体等物质体系，并指出软物质两点最重要的特征是“复杂性”和“可塑性”。此后30年里，对软物质的研究迅速发展成为一个集物理、化学和生物三大学科交叉融合的崭新方向。其研究范围广泛，应用空间广阔，涵盖了从宏观到分子量级的所有尺度，

科学源流 | 莱夫谢茨及其对拓扑学的贡献

20世纪初，美国数学一跃而起，直追发达的欧洲。其中美国的拓扑学派包揽许多数学大家，所罗门·莱夫谢茨（Solomon Lefschetz）就是其中重要分支“代数拓扑学”学派的主要传人之一。莱夫谢茨在普林斯顿奋斗了30年，从一名孤军奋战、丧失信心的残疾青年，成为众人敬重的拓扑学大家，并带领美国拓扑学派走向了世界数学的中心。他的许多著作都成为了拓扑学的重要文献，比如《拓扑学》（Topol

科学源流 | 工微巨擘烛照科史

自从西方传教士陆续抵达古老的中华帝国伊始，西学东渐即揭开了中国波澜跌宕的近现代化序幕。这场持续数百年的文明交会，以精致玲珑、别具匠心的发明物作为传播的切入点，更为中国传入了欧洲的科技知识以及其背后的逻辑与思想。适逢明清交际的17世纪，中国封建王朝已然行至强弩之末，而在地球另一边的荷兰，喜好把弄放大透镜的列文虎克（A. van Leeuwenhoek， 1632—1723）利用自制的显微镜率先观

科学源流 | 颜福庆从医史料的几处辨析：以其晚年亲笔为依据

笔者文件夹中，长期存放着一份上海医学院（简称上医）首任院长颜福庆（1882—1970）教授的亲笔履历，手迹墨黑，信印通红。作为上医后学，我一直以敬畏的心情，审视他为中国医学现代化所做的先驱性贡献[1]，不敢轻易落笔，唯恐惊扰大师的真实世界。近年，随着新冠疫情的反复，有关医学大师与传染病的各种叙事流传于媒体，原先冷门的医学史竟成显学。颜先生的事迹自然亦被争相复述，但其中不少人云亦云的

科学书屋 | 苏步青：中国微分几何学奠基人

马千午的《萤火成炬：中国现代数学开拓者苏步青》，是已故苏步青院士的一部新近出版的传记。苏步青早年留学日本，是中国学者最早学习现代数学并取得突出成就的卓越代表，也是中国现代数学的一位主要奠基人。他将一生献给了数学，做出了杰出的贡献，他在中国数学发展中的历史地位是难以替代的。苏步青是数学界的一代宗师，他以教书育人为自己毕生的事业，培养了一大批数学英才，形成了世人赞誉的“苏步青效应”

科学书屋 | 做一个会讲故事的科学家：读《十年山野路漫漫

《十年山野路漫漫——新生代化石考察记》是一部古生物科学工作者的野外科考笔记。作者用朴实而流畅的文笔，记录了十年来在野外开展古生物学考察研究和在国外参加学术活动的经历。十年间，从青藏高原到江南水乡，从泰国呵叻的热带雨林到中国东北的林海雪原，从南美的安第斯山到欧洲的西西里；从美国的内华达、南欧的巴尔干到新疆的喀什和塔什库尔干，从西藏的伦坡拉、吉隆、冈仁波齐、札达、山南和墨脱到甘肃的临夏

贮存·检索 | 2021年度中国科技论文统计与分析

2021年度中国科技人员在国内外发表论文数量和引文情况的统计分析工作已完成。国际论文数据主要采用国际权威检索数据库：科学引文索引（SCI）、工程索引（EI）、科学会议录引文索引（CPCI-S）、《社会科学引文索引》（SSCI）、《医学索引》（MEDLINE）以及《德温特世界专利索引数据库》（DWPI）。国内论文数据采用中国科技论文与引文数据库（CSTPCD），2021年度该数据库收录2126种

跟踪·扫描 | 新型光晶体管器件研究新进展

[本刊讯] 经过十多年的不懈努力，国家纳米科学中心戴庆研究员团队在实现极化激元高效激发和长程传输的基础上，成功创制“光晶体管”，实现纳米尺度光正负折射调控，显著提升了纳米尺度光操控能力。相关研究成果以“电栅极可调的中红外极化激元负折射”为题，于2023年2月10日发表在《科学》（Science）周刊上。与电子相比，光子具有速度快、能耗低、容量高等优势，在大幅提升信息处理能力方面具有很大潜力。因

跟踪·扫描 | 我国科学家发现光阴极“量子”材料

[本刊讯] 西湖大学理学院的何睿华课题组在 “常见”的量子材料的研究中发现了世界首例具有本征相干性的光阴极量子材料，其性能远超传统的光阴极材料，为光阴极研发、应用与基础理论发展打开新的天地。 1887年，德国物理学家赫兹在实验中发现，紫外线照射到金属表面电极上会产生火花。1905年，爱因斯坦基于光的量子化猜想，提出对该现象的理论解释。这标志着量子力学大门的正式开启。由此，将“光”转化为“电”的“

跟踪·扫描 | 我国学者在植物远缘杂交育种研究领域取得新进展

[本刊讯] 在国家自然科学基金项目等资助下，山东农业大学段巧红团队在植物远缘杂交育种研究方面取得新进展。成果以“柱头受体调控十字花科种内和种间生殖隔离”为题，于2023年1月25日在《自然》（Nature）周刊发表。远缘杂交育种是种质创新的重要途径，而生殖隔离则严重阻碍远缘杂交，这是一个亟待解决的难题。大白菜等十字花科植物的远缘杂交生殖隔离与种内的自交不亲和，在形态学上有一定的相似性，不亲和花

跟踪·扫描 | 蜜蜂社会舞蹈技能部分来自后天学习

[本刊讯] 中国科学院西双版纳热带植物园谭垦研究员团队及其合作者，通过创建研究新模式和对蜂群行为的量化研究取得突破性成果，以“蜜蜂舞蹈的社会信号学习”为题的封面文章2023年3月10日在线发表于《科学》（Science）周刊上。蜜蜂是一类在全球广布、具有重要生态、科学、经济和社会价值的昆虫。它们与人类关系非常紧密，不仅有助于维持自然生态平衡，而且从古至今帮助许多农作物传粉，还为人类提供蜂蜜、蜂

跟踪·扫描 | 鹿角再生机制研究

[本刊讯] 在国家自然科学基金项目等资助下，西北工业大学生态环境学院邱强和王文团队、中国人民解放军第四军医大学西京医院黄景辉团队、长春科技学院李春义团队与吉林农业大学李志鹏团队合作，在鹿角再生机制研究并用于骨组织再生修复方面取得进展。研究成果以“鹿角中发现具有强大再生潜力的干细胞群”为题，于2023年2月23日在线发表于《科学》（Science）杂志上。人体组织器官再生是重要的世界科技前沿方向

跟踪·扫描 | 南亚季风演化及驱动机制

[本刊讯] 在国家自然科学基金项目等资助下，自然资源部第一海洋研究所姚政权、石学法，与中国科学院地质与地球物理研究所郭正堂、中国科学院地球环境研究所李新周及国外合作者，在南亚季风演化及驱动机制研究方面取得新进展。研究成果以“12 Ma以来南亚夏季风的减弱与南北半球间冰盖的扩张有关”为题，于2023年2月14日发表在《自然—通讯》（Nature Communications）上。亚洲季风是全球气

跟踪·扫描 | 焦磷酸肌醇调控真核生物糖酵解新机制

[本刊讯] 北京化工大学牵头的国际研究团队发现真核生物酵母细胞中焦磷酸肌醇参与调控糖酵解和呼吸的新机制，揭示酵母在能量短缺时代谢的可塑性，并提高了杂交型糖酵解酵母作为新型细胞工厂底盘的应用前景，还有助于挖掘癌症治疗潜在靶点。相关成果于2023年2月8日发表在《细胞》（CELL）杂志上。糖酵解是机体中葡萄糖（或糖原）在无氧状况下，由一系列酶所催化后分解成丙酮酸的复杂过程（与酒精发酵有相似之处）。