高科技论文那些科学论文中的童心未泯

用户投稿 2025年06月24日 04:26:03 26 0

那些科学论文中的童心未泯

今天是六一儿童节，让我们暂时放下严肃的科研工作，看看童心未泯的学霸们如何让看论文变得轻松那么一点点。首先用一篇Nature 封面镇楼，用漫画风格的超级英雄来比喻跨学科合作，攻克科学难题，就像漫威英雄组建联盟拯救世界一般 [1]。

图片来源：Nature [1]

奶龙

近几年火爆全网的奶龙形象，凭借可爱呆萌的特质俘获了无数人的心。近日，曲阜师范大学的研究者们发表论文 [2]，介绍了一种名为MOF-1@RhB的新型荧光探针，能够高选择性检测糖精。糖精作为一种曾经广泛使用的低热量甜味剂，已被世界卫生组织归类为2B类致癌物。

图片来源：Sensors Actuat. B Chem. [2]

哪吒

从来生死都看淡，

专和老天对着干。

我命由我不由天，

发篇论文上顶刊！

哪吒这么火的IP，怎能不现身科研论文？

来自滑铁卢大学和哈尔滨工业大学的研究者合作，采用球磨法制备出nZVI@MoS2系列复合材料，并成功验证了其优异的催化活性。[3]当然，除了哪吒，敖丙也是配图的主角之一。

图片来源：Chem. Eng. J. [3]

下面这张图，左上来自山东大学的研究者，该综述系统地阐述了MXenes材料的制备、特性及其光热性能。[4] 左下来自四川大学的研究者，论文指出Sir2-HerA复合物具有多种酶活性，并揭示了其协同作用机制。[5] 右图则来自南开大学的研究者，哪吒的三头六臂形象的比喻空心球在固-液-气反应界面中的高活性位点特性。[6]

图片来源：Nano-Micro Let.[4]，Mol. Cell [5]，Appl. Catal. B Environ.[6]

我们的小哪吒还登上过Adv. Mater. 杂志的封面 [7]，没错，是他，是他，就是他！论文来自深圳先进技术研究院，报道了硅阳极的柔性界面设计，所谓柔能克刚，连哪吒的火尖枪都不怕！

图片来源：Adv. Mater. [7]

孙悟空

有了哪吒，怎能少了孙大圣？想当年，每逢假期，《西游记》总是电视机里滚动播放的节目。华北理工大学的研究者发表的综述中 [8]，氮化碳材料在光致发光、化学发光和电化学发光等领域的应用潜力，恰如孙悟空的“火眼金睛”神通广大，洞察能量转换的奥秘。

图片来源：Carbon Energy [8]

齐天大圣也登上过很多顶刊的封面，左猴来自广州医科大学的研究者，以“孙悟空东海取金箍棒”为喻，阐释了线粒体DNA缺失综合征患者因铁失衡引发的铁死亡机制。[9]香港城市大学的研究者设计了中间猴手中的“法宝”，一种空心结构微晶体，可调控光强度并在近红外激发下生成空间可分辨的光编码。[10] 右猴一看就是“三打白骨精”这一经典场景，四川大学的研究者借用这个经典故事，揭示循环肿瘤细胞如何逃避“唐僧”的免疫监视，却难逃纳米探针的“火眼金睛”。[11]

图片来源：Adv. Sci. [9]，Angew. Chem. Int. Ed.[10]，Cancer Cell [11]

雪王

“你爱我，我爱你”，雪王也必须要有排面！南京林业大学的研究者可能同样被洗脑旋律“上头”，在论文中安排了雪王出场，来说明PC/PB复合多孔材料在吸附中的潜在应用。[12]

图片来源：Bioresour. Technol. [12]

Tom & Jerry

作为经典“纪录片”，猫和老鼠承载了一代人的童年回忆。吉林建筑大学的研究者巧妙借用这对“冤家”，阐释了多孔锰/铁MOF衍生物催化分解H2O2的快速反应机制。[13] 不过，我咋记得小时候动画片里，每次都是Jerry胜利的呢？

图片来源：J. Water Process Eng.[13]

海绵宝宝

“嗨，海绵宝宝，我们去抓水母吧。”

“对不起，今天不行，我要去吹泡泡。”

浙江理工大学的研究者通过改性MnOx海绵材料，开发出高活性除去HCHO的耐久性复合材料。[14]

图片来源：J. Hazard Mater. [14]

葫芦娃

葫芦娃，

一棵藤上七朵花~

啦~~~啦啦啦~~~

昆士兰科技大学借用七个葫芦娃各有所长，比喻碳点独特的物理化学特性，展现出丰富多样的应用潜力。[15]

图片来源：Mater. Today [15]

下面这张图，左边五娃的水系法力，化身为等离子体活化水，其富含的过氧亚硝酸根等活性物质展现出广谱杀菌性能，或成替代抗生素新选择。[16] 右图四娃的火系法力，与七娃的宝葫芦结合，暗喻采用柠檬酸基天然共熔溶剂配合低温预处理，实现污泥中磷元素的高效回收与污染控制。[17] 所以说，葫芦娃救爷爷需团队协作，可别再一个一个去了啊！

图片来源：Green Chem.[16]，Water Res. [17]

无名小可爱

除了有名有姓的“角儿”，还有不少好玩的无名小可爱出现在论文中。近日，南开大学的研究者用卡通小人，阐释本征荧光为“零”的可激活型近红外响应探针，成功实现了高对比度的生物成像。[18] 而代尔夫特理工大学的研究者则用卡通小猫，直观展示了Ir基络合物催化PE脱氢反应的性能，以及羰基抑制催化活性的机理。[19]

图片来源：Angew. Chem. Int. Ed. [18]

图片来源：ACS Catal. [19]

或许，很多人的儿时梦想，是成为一名科学家，那些藏在童年记忆里的奇思妙想，长大后，化作了实验室里严谨的实验论证。毕竟，人类最伟大的能力——想象力，本就是所有孩子与科学家共享的超能力。下次在文献里撞见熟悉的卡通角色，不妨会心一笑，这是某个研究者在加班深夜时，突然被童年记忆击中的灵光一闪。祝各位，六一儿童节快乐！

图片来源：Nature [20]

参考文献：

[1] R. Brown, et al. Interdisciplinarity: How to catalyse collaboration. Nature 2015 , 525, 315–317. DOI: 10.1038/525315a

[2] E. Zhang, Equipment-free detection of saccharin based on the confined space enhanced AIE effect of a novel ratiometric fluorescent Zn-MOF: Probe design, sensing performance, and practical applications. Sensors Actuat. B-Chem 2025 , 441, 137985. DOI: 10.1016/j.snb.2025.137985

[3] X. Song, et al. Peroxydisulfate activation by a versatile ball-milled nZVI@MoS2 composite: Performance and potential activation mechanism. Chem. Eng. J. 2023 , 453, 139830. DOI: 10.1016/j.cej.2022.139830

[4] S. Hao, et al. Recent Advancements on Photothermal Conversion and Antibacterial Applications over MXenes-Based Materials. Nano-Micro Lett. 2022 , 14, 178. DOI: 10.1007/s40820-022-00901-w

[5] D. Tang, et al. Multiple enzymatic activities of a Sir2-HerA system cooperate for anti-phage defense. Mol. Cell 2023 , 83, 4600-4613. DOI: 10.17632/w98fkvz3rk.1

[6] C.-C. Weng, et al. Triple-phase oxygen electrocatalysis of hollow spherical structures for rechargeable Zn-Air batteries. Appl. Catal. B-Environ. 2022 , 307, 121190. DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.121190

[7] C. Jiang, et al. Flexible Interface Design for Stress Regulation of a Silicon Anode toward Highly Stable Dual-Ion Batteries. Adv. Mater. 2020 , 32, 1908470. DOI: 10.1002/adma.201908470

[8] H. Zhang, et al. Insight into structure evolution of carbon nitrides and its energy conversion as luminescence. Carbon Energy 2024 , 6, e463. DOI: 10.1002/cey2.463

[9] J. Guo, et al. A Combined Model of Human iPSC-Derived Liver Organoids and Hepatocytes Reveals Ferroptosis in DGUOK Mutant mtDNA Depletion Syndrome. Adv. Sci. 2021 , 8, 2004680. DOI: 10.1002/advs.202004680

[10] B. Chen, et al. Crystalline Hollow Microrods for Site-Selective Enhancement of Nonlinear Photoluminescence. Angew. Chem. Int. Ed. 2017 , 56, 10383-10387. DOI: 10.1002/anie.201703600

[11] X. Liu, et al. Immune checkpoint HLA-E:CD94-NKG2A mediates evasion of circulating tumor cells from NK cell surveillance. Cancer Cell 2023 , 41, 272-287. DOI: 10.1016/j.ccell.2023.01.001

[12] J. Qin, et al. Self-activation of potassium/iron citrate-assisted production of porous carbon/porous biochar composites from macroalgae for high-performance sorption of sulfamethoxazole. Bioresour. Technol. 2023 , 369, 128361. DOI: 10.1016/j.biortech.2022.128361

[13] Hongyang Jiang, et al. Manganese/iron organic frame material derivatives for rapid catalytic oxidation of metronidazole: Performance and mechanism. J. Water Process Eng. 2024 , 66, 105930. DOI: 10.1016/j.jwpe.2024.105930

[14] Z. Wang, et al. Polydopamine mediated modification of manganese oxide on melamine sponge for photothermocatalysis of gaseous formaldehyde. J. Hazard Mater. 2021 , 407, 124795. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2020.124795

[15] S. Li, et al. The development of carbon dots: From the perspective of materials chemistry. Mater. Today 2021 , 51, 188-207. DOI: 10.1016/j.mattod.2021.07.028

[16] R. Zhou, et al. Cold atmospheric plasma activated water as a prospective disinfectant: the crucial role of peroxynitrite. Green Chem. 2018 , 20, 5276-5284. DOI: 10.1039/C8GC02800A

[17] L. Zhao, et al. Efficient phosphorus recovery from waste activated sludge: Pretreatment with natural deep eutectic solvent and recovery as vivianite. Water Res. 2024 , 263, 122161. DOI: 10.1016/j.watres.2024.122161

[18] F. Wu, et al. Access to Diverse Activatable Heptamethine Cyanine Probes with Low Intrinsic Fluorescence via 5-exo-trig Cyclization Strategy for High-Contrast Bioimaging In Vivo. Angew. Chem. Int. Ed. 2025 , e202423059. DOI: 10.1002/anie.202423059

[19] A. A. Kolganov, et al. Homogeneous Catalysis in Plastic Waste Upcycling: A DFT Study on the Role of Imperfections in Polymer Chains. ACS Catal. 2023 , 13, 13310–13318. DOI: 10.1021/acscatal.3c03269

[20] J. Tregoning & R. Tillotson, ‘That’s funny’: creative solutions for time-starved researchers. Nature 2024 , 636, 769-771. DOI: 10.1038/d41586-024-03426-x

（本文由小希供稿）

从量变到质变中国科技向新而行

图虫创意/供图

证券时报记者梁谦刚

“十四五” 时期，中国投身科技创新的时代浪潮，在诸多关键领域披荆斩棘，科技事业取得长足发展，成为世界上具有重要影响力的科技大国。

本文为《数说“十四五”》第二篇，从中国科技创新成果和影响力等角度，展示我国正向着世界科技强国的宏伟目标阔步前进。

中国科技全球引领力跃升

当今世界，科技创新已成为推动国家发展的关键力量。从5G通信技术引领全球，到高铁网络重塑世界交通格局，从量子计算的前沿突破，到新能源汽车的弯道超车，中国科技创新成果不断涌现，不仅推动了我国经济高质量发展，更是在全球科技舞台上大放异彩。

世界知识产权组织发布的《2024年全球创新指数报告》显示，中国在全球的创新力排名较上年上升1位至第11位，是10年来创新力上升最快的经济体之一。中国拥有26个全球百强科技创新集群，超过上年的24个，位居世界第一，连续两年位居世界各国之首。

中国科技软实力在世界范围内同样具备强大影响力。据央视新闻，中国科学技术信息研究所在2024年9月发布的《中国科技论文统计结果报告》显示，我国各学科最具影响力期刊论文数量、高水平国际期刊论文数量及被引用次数继续保持世界第一位。各学科影响因子最高的期刊可以被看作世界各学科最具影响力期刊。2023年中国在这些期刊上发表的论文数为14227篇，占世界总量的27.7%，排在世界第一位。

中国创新能力不断提升，与中国不断加大研发投入密切相关。国家统计局公布数据显示，2024年，中国研究与试验发展（R&D）经费投入3.61万亿元，同比增长8.3%；R&D经费投入强度达2.68%，比上年提高0.1个百分点，在世界主要国家中排名第12位，超过欧盟国家平均水平，并进一步接近经济合作与发展组织国家平均水平。

2024年我国共授予发明专利104.5万件，同比增长13.5%，历史上首次突破100万件。截至2024年末，境内有效发明专利达468.2万件，相比2020年末增长1.12倍。一串串鲜活的数据，反映出我国正向着科技强国的目标稳步迈进。

技术市场作为我国五大要素市场之一，其发展水平影响科技创新和产业创新融合效果。国家统计局数据显示，2024年，全国技术合同成交额达到6.84万亿元，同比增长11.2%，连续8年保持两位数增长，提前完成《“十四五”技术要素市场专项规划》确定的5万亿元目标。

中国5G技术领跑全球

“十四五”期间，我国在多个细分领域达到世界顶尖水平。在信息通信这一引领时代变革的前沿领域，中国的表现堪称惊艳。5G技术作为这场通信革命的先锋，中国牢牢占据了全球领先的制高点。

中国5G标准必要专利声明全球占比超42%。从基础理论研究，到关键技术攻关，再到标准制定的国际舞台，中国科研人员与企业紧密协作，主导并推动着5G技术体系的不断完善。

在5G网络建设进程中，我国更是展现出惊人的速度与规模。截至2024年底，中国5G基站数达425.1万个，占移动电话基站数的33.6%，千兆用户突破2亿，实现“县县通千兆，乡乡通5G”。

当5G技术仍在持续深耕应用场景时，我国已将目光投向6G。工信部指导成立的IMT-2030（6G）推进组，正在凝聚合力推动6G创新，包括发布《6G总体愿景与潜在关键技术》等50余项研究成果，组织对通感一体化、无线AI等6G关键技术开展测试验证，加速了相关技术成熟。

中国制造向智造跃迁

制造业是立国之本、强国之基。中国制造业门类齐全、体系完备，不仅满足了国内需求，也在全球市场独具优势。《2024中国制造强国发展指数报告》显示，2024年国家级集群规模达到80家，首次实现了制造业重点产业链的全覆盖。2024年，中国全部工业增加值完成40.5万亿元，制造业总体规模连续15年保持全球第一。中国制造彰显出的坚实底气、创新动能、澎湃活力，为推进中国式现代化提供有力支撑。

建设制造强国之路，“灯塔工厂”的示范引领作用不可或缺。“灯塔工厂”是工业4.0技术应用的最佳实践工厂，代表全球智能制造的最高水平，被誉为“世界上最先进的工厂”。

“十四五” 期间，我国入选“灯塔工厂”数量快速攀升。据世界经济论坛，截至2025年1月，全球“灯塔工厂”已连续发布8年共计13批次，累计数量达到189家，我国有78家，总量位居世界首位。这一成果充分展示了中国制造业的强劲实力，彰显出“中国制造”向“中国智造”的升级跃迁，也折射出中国制造在全球生产体系中的重要地位。

在这些“灯塔工厂”里，人工智能、大数据、物联网、机器人等先进技术得到深度融合与应用。通过部署智能传感器，实时采集生产过程中的海量数据，利用大数据分析与人工智能算法，对生产流程进行精准优化与预测性维护；机器人在生产线上灵活协作，完成复杂、精细的操作任务，大幅提高生产效率与产品质量；物联网技术实现设备之间、设备与系统之间的互联互通，构建起高效协同的智能生产网络。例如，在汽车制造领域的 “灯塔工厂”，从零部件的加工、装配，到整车的检测、下线，整个生产过程实现了高度自动化与智能化，生产周期大幅缩短，产品质量一致性显著提升。

人工智能跻身全球前列

人工智能（AI）大幅提升了人类认识和改造世界的能力，是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。一批类似DeepSeek的中国科技企业，开源共享推动人工智能技术在全球的普遍应用，为世界贡献了“中国智慧”。

中国持续加强人工智能基础研究，全力推进人工智能科技创新，形成了完整的人工智能产业体系。《数字中国发展报告（2024年）》显示，全球2024年新公开的4.5万件生成式人工智能专利中，我国占比61.5%。

算力作为支撑人工智能发展的核心生产力，成为各国抢占科技制高点、争夺发展主导权的重要手段。中国正积极实施“人工智能+”战略，持续加大在算力基础设施上的投资，优化全国算力中心布局，以应对日益增长且多样化的算力需求。《中国算力发展报告（2024年）》显示，国内建成、在建、拟建的智算中心已达百余家，遍布我国30座城市。

赛迪顾问认为，2025年中国人工智能产业将迎来爆发式增长，增速领跑全球。中国人工智能产业在未来10年将呈现出显著的增长趋势，并在全球市场中占据重要地位。2025年到2035年，中国人工智能产业规模预计将从3985亿元增长至17295亿元，复合年增长率为15.6%。

在 “十四五” 科技创新的征程中，中国在信息通信、能源电力、交通、智能制造等诸多领域取得了令世界瞩目的成就。这些成就不仅为我国经济社会的高质量发展注入了强劲动力，提升了国家综合实力与国际竞争力，更为全球科技进步与可持续发展贡献了中国智慧与方案。

站在新的历史起点，中国科技将继续秉持创新驱动发展战略，向着更高的目标奋勇迈进，创造更多辉煌。