科学中国人 (2024年02期) 电子版

目录

科技速递丨我国首个咖啡发酵专用微生物菌种资源库建成

近日获悉，我国科研人员历经多年努力，依托云南省咖啡种质资源及科研平台优势，建成了我国首个咖啡发酵专用微生物菌种资源库（CFMRD），为咖啡产业绿色高质量发展提供了科技支撑。 咖啡作为重要经济作物，产量与消费量位居世界三大饮料之首。其中，发酵...

科技速递丨中国科学家发起成立国际巨型高原研究会

由中国科学家牵头发起的国际巨型高原研究会（International PlateauPlus Association，英文简称PlateauPlus），1月11日在北京举行成立仪式。国际巨型高原研究会旨在联合拥有全球巨型高原的五大洲20多个...

科技速递丨我国在量子精密测量领域获重要进展

我国科学家在量子精密测量领域获重要进展，有望为当前10纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。国际学术期刊《自然·光子学》（Nature Photonics）1月5日在线发表了这一进展。 最近20多年时间里，量子传感的发...

科技速递丨我国研制首套完全自主知识产权智慧能量代谢舱

近日，中国首套具有完全自主知识产权的智慧能量代谢舱研制成功。 能量代谢舱是一种人体代谢指数测量系统。它利用间接测热法的原理，通过收集舱体内的氧气和二氧化碳，采用高精密气体浓度分析仪器测定人体氧气消耗、二氧化碳排出量，可无扰、连续、实时计算人...

科技速递丨首个草鱼肠道微生物基因目录构建

我国科学家成功构建了首个草鱼肠道微生物基因目录。成果日前发表于国际期刊《微生物组》。 肠道菌群在鱼类的新陈代谢过程和免疫系统运作中扮演着关键角色，但目前对于鱼类肠道微生物基因组的认知仍然相当有限。研究团队运用宏基因组学技术，成功构建了包含5...

科技速递丨北京工业大学校长

聂祚仁 中国工程院院士 基础学科具有探索事物本源、探究基本原理的学术特性，基础学科的人才培养相较于应用型学科的人才培养，具有长期性的特征。 培养基础学科人才，要探索符合基础学科特性的人才培养模式，可以尝试构建基础学科人才“本硕博贯通式”培养...

科技速递丨中国检验检疫科学研究院首席科学家

庞国芳 中国工程院院士 高水平科技自立自强离不开原始创新，真正的原始创新来自基础研究，而可靠的數据资源是基础研究和原始创新的重要支撑。 习近平总书记一直高度重视信息化发展和大数据建设。在食品安全领域，如何牢牢把握信息革命的“时”与“势”，在...

科技速递丨国家煤矿水害防治工程技术研究中心主任

武强 中国工程院院士 煤炭是工业粮食，更是我国安全可靠的战略基础能源。我國煤炭工业发展同先进采煤国家有很大不同。在我国，煤炭工业发展是“并联式”的过程，现阶段发展任务尚未充分完成就提前开启了下一阶段发展任务，甚至部分任务与先进采煤国家同步发...

科技速递丨湖南师范大学生命科学学院教授

刘少军 中国工程院院士 21世纪是科技发展日新月异的时代，是国际竞争空前激烈的时代。加快实现高水平科技自立自强，是建设中国特色社会主义现代化强国的必由之路，也是广大科技工作者义不容辞的责任。 自立自强，是中华民族几千年来始终昂然屹立于世界民...

科技名刊精选丨可重构DNA折纸术的折纸机制

《自然》封面：折纸术。《自然》杂志第7968期封面文章报道了一种可重构DNA折叠的方法，这种方法可以创建多种动态形状。DNA折纸术能用模板創建有用的超分子结构。但这种技术也有局限性，因为大部分结构只有两种构型：折叠或展开。本期一项研究开发了...

科技名刊精选丨全球珊瑚礁的塑料污染情况

《自然》封面：通常，海底的海胆会找一些海草或碎石帮助它们藏身，而封面所示的变异囊海胆却找来了蓝色塑料袋的碎片，并缠绕在珊瑚礁上的废弃鱼线里。《自然》杂志第7969期封面文章报道了塑料污染对全球生态系统的严峻影响，报道中提到的两篇论文量化了塑...

科技名刊精选丨人体细胞图谱

《自然》封面：2018年启动的人类生物分子图谱计划（HuBMAP）旨在绘制人体内各类型细胞的排列图谱。《自然》杂志第7970期封面文章报道了3项HuBMAP的早期研究成果。一是科学家利用新型成像技术和单细胞技术绘制了人体肠道图谱，二是利用空...

科技名刊精选丨热辅助探测与测距研究

《自然》封面：夜視。《自然》杂志第7971期封面文章报道了一种人工智能（AI）的辅助方法，极大提高人造机器的夜视能力。从机器人助手到自动驾驶汽车，让机器参与社会互动的一个必要条件是其感知周围环境的能力。光照充足的环境问题不大，但黑暗环境目前...

科技名刊精选丨电子的电偶极矩的新上限

《科学》封面：激光探测振荡电场悬浮真空室中的电子。《科学》杂志第6653期封面文章报道了粒子物理学研究的新成就。研究人员使用限制在分子离子内的电子，经受巨大的分子内电场，并相干演化长达3秒，提出迄今为止最精确的电子的电偶极矩（eEDM）测量...

科技名刊精选丨机器智能世界

《科学》封面：人工智能（AI）在科学和社会上的发展和应用已经取得了巨大的进步。《科学》杂志第6654期特刊文章报道了人类社会持续寻找安全、公平的合作方式，让人类与人工智能和谐发展。人工智能带来了极大的利好，特别是当应用程序涉及大量数据和高度...

科技名刊精选丨人类骨骼形态的遗传结构和进化

《科学》封面：人类行走的骨骼X光片。《科学》杂志第6655期封面文章报道了人类骨骼比例的遗传基础。文章利用深度學习技术从3万人中提取23个骨骼比例，结合遗传和生物银行数据，确定了100多个与这些比例相关的遗传变异，研究成果为人类骨骼形态的进...

科技名刊精选丨卡托克廷炼铁炉埋葬的非裔美国人遗传血统与特征

《科学》封面：失去了根。《科学》杂志第6657期封面文章报道了美国殖民时期和现代非裔美国人之間的多代联系。在1774年至1850年期间，被奴役的人在马里兰州卡托克廷熔炉工作。卡托克廷熔炉在美国早期历史上发挥了作用（包括在独立战争期间提供弹药...

科技名刊精选丨破译大麻素受体选择性信号转导机制

浙江大学医学院李曉明教授课题组联合张岩教授课题组开展科研攻关，从原子分辨率水平解析了大麻素受体和信号转导复合物的精细三维结构，阐明了大麻素受体CB1产生下游特定信号谱图的机制，有望在保留大麻治疗效果的同时规避其副作用。相关成果发表于《细胞》...

科技名刊精选丨揭示新冠康复者刺突蛋白特异性共享抗体图谱

中国科学院广州生物医药与健康研究院呼吸疾病全国重点实验室陈凌、熊晓犁等与国内同行合作，开展了深度抗体组库测序、抗体组学和结构分析。相关成果发表于《新兴微生物和感染》（Emerging Microbes & Infections）。靶...

科技名刊精选丨揭示卷曲受体的激活机制及与平面细胞极性调控的相互关系

上海科技大学生命科学与技术学院徐菲课题组联合复旦大学附属眼耳鼻喉科医院白内障与晶状体屈光手术学科竺向佳课题组，解析了卷曲受体的激活机制及与平面细胞极性调控的相互关系。相关成果发表于《细胞发现》（Cell Discovery）。卷曲受體是信号...

科技名刊精选丨贝伐单抗可减缓早期阿尔茨海默病进程

中山大学中山医学院叶小菁团队、孙逸仙纪念医院林伟杰团队和唐亚梅团队合作，开发有效方案预防和治疗阿尔茨海默病（AD）。相关成果发表于《转化性神经变性》（Translational Neurodegeneration）。阿尔茨海默病是老年痴呆最...

科技名刊精选丨单结构域二氢叶酸还原酶索烃的设计和生物合成

北京大学化学与分子工程学院方晶、张文彬等人通过对二氢叶酸还原酶（DHFR）的二级结构进行重新接线，利用其天然存在的缠结结构，在不引入外源模板的前提下实现了单结构域二氢叶酸还原酶索烃的胞内直接合成，且无需任何额外的体外反应。相关成果发表于《国...

科技名刊精选丨单原子催化剂与载体协同机制实现乙烯羧甲酯化

中国科学院大连化学物理研究所催化与新材料研究室张涛院士、王爱琴研究员团队在单原子催化乙烯羧甲酯化反应研究方面取得新进展。相关成果发表于《美国化学会杂志》（Journal of the American Chemical Society）。乙...

科技名刊精选丨设计具有高热稳定性的莫内林变体

天津大学生命科学学院刘斯、叶升团队通过计算设计成功创造出4种能够在沸水中仍保持甜度的莫内林（Monellin）突变体，解决了莫内林甜蛋白在开发中的一个重要挑战。相关成果发表于《食品化学》（Food Chemistry）。莫内林是一种源自非洲...

科技名刊精选丨构建明确配位结构的Co(CN)3

北京化工大学孙晓明、田书博、庄仲滨等人开展了Co（CN）3（三氰化钴）晶体的精确可控合成研究。相关成果发表于《自然·催化》（Nature Catalysis）。研究团队制备并精確表征了新型Co（CN）3微晶，并将其用作氧还原反应催...

科技名刊精选丨力学调控拓扑铁电畴研究

北京理工大学王学云、洪家旺团队在力学调控拓扑铁电畴研究中取得新进展，解决了受拓扑保护的铁电畴难以在室温局域精准调控的难题。相关成果发表于《科学进展》（Science Advances）。拓撲缺陷作为一种具有拓扑保护的微结构，是研究体系对称性...

科技名刊精选丨氧化铪材料电矩交换作用机制研究

吉林大学物理学院物质模拟方法与软件教育部重点实验室马琰铭院士团队的赵宏健等人與国际同行合作，在氧化铪材料电矩间交换作用机制方面取得新进展。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究确认氧化铪是...

科技名刊精选丨超快激光诱导纳米光栅的形成机理

上海大学理学院物理系超快光子学实验室戴晔团队与国际同行合作，以“光与物质相互作用”中的“物质”（包括透明电介质、半导体和晶体等）为重点，介绍了近20年来超快激光诱导纳米光栅的形成机理。相关成果发表于《材料科学进展》（Progress in ...

科技名刊精选丨发现自旋超固态及其巨大磁卡效应

中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心孙培杰研究组与中国科学院大学苏刚、中国科学院理论物理研究所李伟、北京航空航天大学金文涛等人合作，通过极低温下的热力学测量、中子衍射实验，结合量子多体理论计算，在钴基三角晶格材料中发现了一种新型...

科技名刊精选丨蛋白质水下软体机器人研究

上海交通大学钱志刚、夏小霞等人创制出可编程驱动的蛋白质水下软体机器人。相关成果发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。研究团队提出可编程黏附及形变的设计原理，以基因工程节肢彈性蛋白为原料，通过分子间共价...

科技名刊精选丨驱动凝固液滴自发升高的机理研究

复旦大学航空航天系邓道盛课题组开展凝固诱导溶质马兰戈尼流动驱动二元液滴自发升高研究。相关成果发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。近年来，多组分液滴的动力学行为成为流体力学研究热点之一。研究团队开展了水/...

科技名刊精选丨增材制造可降解金属骨植入物

清华大学机械系温鹏副教授课题组和中国人民解放军总医院第四医学中心口腔科李岩峰教授团队开展合作，开展用于治疗感染性骨缺损的含载药涂层的生物可降解锌支架的体内外研究。相关成果发表于《今日材料生物》（Materials Today Bio）。锌是...

科技名刊精选丨新型超快激光器研究

中国科学院上海光学精密机械研究所梁曉燕等人在高重频高功率超快激光器研究方面取得新进展。相关成果发表于《光学快报》（Advanced Materials）。大功率、大能量、窄脉宽的超快激光器对于科研和工业应用具有重要意义。大功率、大能量、窄脉...

封面人物丨将山河踏遍，为中国加“铀”

1964年10月16日下午3时，一朵巨大的“蘑菇云”在新疆罗布泊地区腾空而起——中国的第一颗原子弹爆炸成功——它向世界庄严宣告：中国人民依靠自己的力量，掌握了原子弹技术，打破了超级大国的核垄断，成为继美、苏、英、法之后，世界第五个拥有核武器...

封底人物丨守护祖国油气“生命线”

石油和天然气被称为“工业的粮食”，是人类社会工业化发展过程中不可或缺的支柱能源。油气管道作为输送石油天然气的“大动脉”，是保障油气安全的“生命线”，它主宰着一个国家经济的命脉。 1959年我国建成第一条输油管线——全长147.2千米的克拉玛...

封底人物丨求索智能遥感 擦亮生态底色

在2023年7月举办的全国生态环境保护大会上，习近平总书记特别强调：“把建设美丽中国摆在强国建设、民族复兴的突出位置，推动城乡人居环境明显改善、美丽中国建设取得显著成效，以高品质生态环境支撑高质量发展。”牢固树立和践行“绿水青山就是金山银山...

科技奖励丨黄晓军获选法国国家医学科学院外籍院士

1月9日，法国国家医学科学院举行新晋院士授证仪式，中国工程院院士黄晓军因在骨髓移植领域的开创性工作和杰出成就，入选法国国家医学科学院外籍院士。中国驻法国大使卢沙野，科技处公参郭晓林，法国医学界代表等出席了授证仪式。 法国医学科学院高汉院士在...

中国论坛丨为什么要探索火星

“天问一号” 人类在20世纪60年代就开启了探测火星之旅。进入21世纪以后，人类又掀起了火星探测的高潮，探测的主要目标是火星上有没有水、有没有生命，它的环境是否宜居。在2020年，我国的“天问一号”也奔赴火星，踏上“探火之旅”。 “天问一号...

创新之路丨一生执着火箭“心”

火箭发动机是火箭和航天器的心脏，其发展水平决定了航天活动的规模和实力，支撑了国家进出空间、和平利用空间的能力，是国家科技水平的重要体现、国家安全的重要保障。 作为航天科技集团六院11所（以下简称“11所”）技术专家、“长征五号”系列运载火箭...

创新之路丨打开光电领域科技创新的“总开关”

如果说基础研究是科技创新的“总开关”，那么光学基础研究就是那个打开光电领域科技创新的“总开关”。 对华中科技大学光电学院教授，武汉光电国家研究中心及华中科技大学集成电路学院双聘教授陈云天来说，要打开光电领域科技创新的“总开关”，就需要将光学...

创新之路丨用智慧医疗守护妇幼健康

“我的兴趣在于用技术解决实际问题，创业就是给自己一个产学研平台，一个将想法落地的环境。令我自豪的是，我的很多想法已经变成了好用的产品，并在医疗实践中发挥了作用。”陆尧胜说。 陆尧胜是暨南大学信息科学技术学院教授、广东省中医药信息化重点实验室...

创新之路丨道阻且长 行则将至

我们该如何认识这个世界？鱼群游弋，鸟群迁徙，萤火虫集体发光……自然界的动物在形成群体之后，仿佛能通过成员之间的“默契”与“配合”爆发出一种超越个体的智慧，进而带来整体利益的“最优解”。20世纪90年代开始，这种内在的群体智慧逻辑被应用到人工...

创新之路丨助力中医药诊疗向更精准迈进

辨证论治一直是中医诊断的重要思想，是中医认识疾病和治疗疾病的基本原则。传统的中医辨证体系在现代的临床实践中面临着一系列问题，包括诊疗术语不统一、病证诊断缺少专家共识、四诊操作不规范及传统辨证方法存在局限性等。基于此，湖南中医药大学教授彭清华...

创新之路丨腐草为萤，耀采于月

从古至今，无论版图如何变化，地大物博的中国都天生一方药草宜居的土壤，既蓄养了中华文明，也沉淀下浓浓药香。中药的发展已历经上千年，从最原始的多种草药生吃，到繁琐的煎煮，再到草药浓缩丸……其服用方式还在循序渐进地变化着，但不变的是人们对其效用的...

创新之路丨融媒体多角度呈现消费者至上

在过剩经济的时代背景下，市场竞争的中心早已从机器轰鸣的生产端，转向了没有硝烟的战场——消费者的心智端。简而言之，谁能取得消费者的信任，谁就拥有了独一份的优势，可以在品牌角力场上傲视群雄。而这一根本路径，在于营销。 营销的基本价值在于创造认知...

创新之路丨刀尖上的舞者

2023年5月初，“深圳十大杰出青年”正式揭晓，中国医学科学院肿瘤医院深圳医院胸外科病区主任、医务部部长郭晓彤榜上有名。他也是2023年评选中深圳市卫生健康系统唯一的上榜者。 这是中国医学科学院肿瘤医院扎根深圳的第六年，也是郭晓彤来到深圳的...

创新之路丨情系医学 从骨至“精”

如果说关节是人体中的一个奇妙“支点”，那么深圳市人民医院骨关节科主任李广恒便是人体支点的“修复大师”。从小动手能力极强的他，因为热爱选择进入骨科医学领域，而这一扎根就是30年。 三十载春华秋实，李广恒曾在国内外多所高校从事学习、研究工作，在...

创新之路丨传承不泥古 创新不离宗

药物是人类在长期的生产、生活及与疾病做斗争的过程中逐步发现和发展起来的。在人类发现药物的漫长历史中，大自然提供了许多结构多样和活性新颖的天然产物，这些天然产物多是动植物或微生物体内的内源性化学成分或其代谢产物。早期，人类为维持生存，在与伤痛...

创新之路丨用地理信息系统映照真实世界

古人以舆图标绘空间信息，而今人以地理信息系统（GIS）映照真实世界。 GIS是一种基于计算机的工具，可以对空间信息进行管理分析和集成显示。世界上第一个实用的GIS诞生十余年后，1977年我国也拉开了GIS的研发序幕。半个世纪以来，中国GIS...

创新之路丨与灾害“赛跑”，筑牢供电屏障

很多人眼中曾出现过这样一幅画面：电工悬空在百米高空的电线上进行带电作业。每当这时，一群喜鹊从半空中飞过，从下面看上去，低飞的喜鹊个头仿佛比那高处作业的人影还要大。对于我国用电大省江苏而言，这类场景更属司空见惯。其境内的特高压输电线路...

创新之路丨面向人民生命健康，探索人-机-环境融合之路

当前，以人工智能、大数据为代表的新一轮科技革命和产业革命推动医学发展进入了新的阶段，我国的卫生健康事业发展面临着新的挑战。根据“健康中国”战略要求，实施医工交叉是我国医疗技术创新发展的必由之路，也是传统工科焕发新活力的重要途径。在新时代使命...

科技博览丨裸眼3D技术：打造沉浸式视觉盛宴

一直以来，人们对虚拟世界和现实世界之间交互融合的探索从未停止。裸眼3D技术凭借其出众的创新性、颠覆性和前瞻性，引起国内外科研团体的关注。 在一间如同浴室般大小的“3D全息电话亭”中，即使与远在千里之外的朋友对话，使用者也可以“面对面”进行交...

科技博览丨超前设计，解锁未来

维修检查机器人 国外一家公司开发了一种独特的六条腿步行机器人。机器人可用于海上风力涡轮机叶片的远程检查和早期维修，能够实时收集关键资产的智能数据，而无须将技术人员置于危险之中，从而降低了与风力涡轮机叶片维护相关的成本和风险。 移动模块化太阳...

支撑平台丨创新发展绿色草原畜牧业

省部共建草原家畜生殖调控与繁育国家重点实验室（以下简称“实验室”）依托内蒙古大学建立，为提升草原家畜繁殖效率、选育草原家畜新品种、建立草原生态养殖模式，以及内蒙古畜牧业转型升级、增强竞争力提供科技支撑。生物学作为内蒙古大学建校初期就设立的6...

支撑平台丨自主创新科技，大展紫竹宏图

2002年6月奠基，2011年6月升级为“国家高新技术产业开发区”……上海紫竹高新技术产业开发区（简称“上海紫竹高新区”）是集科研、人才、资本、产业等优势，运用市场化运作方式而设立的新型高新技术产业开发区，2017年12月26日又被国家知识...

支撑平台丨强化自然资源领域科技的创新力量

为加强河北省自然资源高层次科技创新人才队伍建设，根据《河北省自然资源厅印发〈关于加强自然资源科技创新工作提质提效的若干措施〉的通知》要求，特制定河北省自然资源厅高层次科技创新人才工程（以下简称“科技人才工程”）实施方案。 指导思想 以习近平...

人与自然丨2023年度大自然保护协会摄影大赛获奖名单（上）

近期，大自然保护协会公布了2023年摄影大赛获奖名单。本次大赛有来自191个国家和地区的8万多名个人摄影师，以及超过18.9万件参赛作品参与评选。与2022年超过10万件的参赛作品相比，2023年度摄影大赛参赛作品数量大幅增加。这些获奖作品...

百味书屋丨《改写地球历史的25种石头》

在生活中，石头似乎随处可见，并不起眼。事实上，人类的发展历史相较于地球上的石头而言不过是弹指一瞬，每一颗石头都有自己的故事，它们都是地球历史的见证者。在《改写地球历史的25种石头》这本书中，作者唐纳德·R.普罗瑟罗精心挑选了25种...