【科学走向未来】
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近日，中国科学院科技战略研究所、中国科学院文献信息中心和柯睿维安公司联合发布了2019研究前沿和2019研究前沿热度指数，评选出2019年自然科学和社会科学十大学科100大热门前沿和37个新兴前沿。本期摘录了报告的部分内容。
农业、植物学和动物学
热点主要分布在植物生理调控机制、作物性状改良、除草剂抗性、植物活性物质的结构与功能、农田土壤污染修复、家畜胃肠消化、农业无人机等研究方向。植物生理调控机制方向今年的热点是茉莉酸调节植物生长和防御的信号转导机制、植物自噬的分子调控机制、植物细胞壁中纤维素的合成和结构及其与木聚糖的相互作用、植物光形态建成的调控机制。作物性状改良与除草剂抗性的两个方向。今年的热点前沿是植物生物刺激剂对果蔬生长和抗逆性的促进作用，以及草甘膦除草剂抗性的研究。植物活性物质的结构与功能、农田土壤污染修复、家畜胃肠消化和农业无人机是今年新的热门前沿研究方向。对应的前沿是植物活性多糖的结构和功能研究、生物炭修复农田土壤重金属镉污染、牛瘤胃微生物群和肠道甲烷排放研究、无人机系统在作物表型分析中的应用。农业、植物学和动物学的新前沿是低磷条件下水稻OsAUX1基因促进根毛伸长的机理研究。
化学和材料科学
热点主要分布在有机合成、电化学合成、先进材料以及机器学习在该领域的应用等研究方向。其中，半数热点已入选《研究前沿》报告，另一半首次进入，呈现出既延续又发展的特点。今年有机合成有四大热点前沿，分别是过渡金属催化的电化学碳氢键功能化反应、过渡金属催化的酰胺碳氮键活化、钳锰配合物有机催化剂、分子机器。今年电化学方向有两个热点，除了前面提到的用于碳氢键功能化的电化学，还有氨的电化学合成。今年先进材料方向有四大热点，分别是无铅钙钛矿光吸收层材料、高能量密度聚合物纳米复合材料、有机超长磷光材料、界面光蒸气转换。机器学习在该领域的应用方向今年有一个热门前沿:机器学习预测分子性质。化学材料科学领域有五个新兴前沿，分别是用于光热治疗的半导体聚合物、通过远程迁移策略实现非活性烯烃的双功能化、铋基光催化剂、用于锌空气体电池的杂原子掺杂碳纳米材料、用作氧化剂和氧源合成含氧化合物的氧气。
天文学和天体物理学
热点与空之间的科学任务平台高度相关。其中引力波方向今年有三个热点前沿，分别是双中子星合并引力波事件GW170817的多信使观测、双黑洞合并引力波事件的观测和理论研究、标量-张量引力修正理论和引力波事件的影响。其他热点前沿还有基于阿塔卡马大型毫米波/亚毫米波阵列和甚大望远镜的原行星盘观测和研究，快速射电爆发的观测和理论研究，各种方法测量哈勃常数，艾斯·库伯中微子天文台和南极费米伽马射线空望远镜对高能中微子和伽马射线的观测和研究，以及对银心伽马射线超过现象的各种理论解释。天文学和天体物理学有三个新兴的前沿领域，即昴宿星望远镜主聚焦相机的战略计划及其调查结果。基于21厘米超精细谱线观测研究早期宇宙中的暗物质，基于引力波多信使观测约束中子星的质量、半径和状态方程。
生态和环境科学
热点主要分布在污水处理技术、水中污染物的分析与分离技术、环境污染物的环境特征与风险研究、生物圈和生态系统的宏观尺度变化与风险等方面。其中，今年污水处理技术的热点前沿是活性污泥消化技术的机理、工艺及影响因素，消化过程中微生物间电子转移的机理及应用，厌氧氨氧化技术及其在污水处理中的应用。今年的热点前沿是利用纳米复合材料吸附去除水中有毒金属离子、金属有机框架材料去除水中污染物、分析分离液体中有毒物质和生物活性物质的新材料的制备和功能。环境污染物的环境特征与风险研究方向今年的热点课题包括内分泌干扰物的环境特征、人体暴露和健康风险。生物圈和生态系统的宏观变化和风险方向。今年的热门话题是地表植被覆盖变化对气候的影响，全球范围内外来物种入侵的监测与影响分析，磷排放和蓝藻水华的污染与健康风险。生态环境科学的新前沿是环境污染物对肠道微生物区系的影响。
生物科学
热点主要分布在药物开发、衰老研究、合成生物学、细菌耐药机制、T细胞等研究方向。其中，药物研发方向的热点是诱导蛋白质降解的小分子PROTACs、3D打印医用药物、绿色合成纳米粒子在蚊媒疾病和癌症防治中的应用。衰老研究的热点是衰老和衰老相关疾病中的细胞衰老:从机制到治疗，衰老的DNA甲基化和表观遗传时钟理论，以及一种新的细胞死亡模式——铁死亡。合成生物学的前沿是一个新的CRISPR基因编辑系统，它针对的是合成基因组RNA-CAS 13。细菌耐药的机制和T细胞的方向今年各有一个热点前沿，即质粒介导的多粘菌素耐药基因、组织常驻记忆T细胞及其肿瘤免疫保护机制。生物科学有六大新兴前沿:环状RNA作为癌症新的生物标志物、用于疾病建模和药物筛选的肿瘤近生理有机培养体系、FOXO蛋白转录因子在癌症中的新作用、新一代高灵敏度Xpert MTB RIF Ultra检测方法快速检测结核病、巨型病毒的翻译机制、单细胞水平的细胞谱系追踪。
地学
热点主要分布在固体地球物理与地质学、气候变化、地球化学等研究方向。其中固体地球物理学和地质学方向今年有6个热点前沿，分别是磁层多尺度任务科学研究进展、人工神经网络在太阳辐射预测中的应用、大地震复杂破裂过程和走滑机制研究、美国多地地下流体注入诱发地震机制研究、好奇号盖尔陨坑岩石矿物学研究、欧洲和中东地震数据库和地震动模型。今年气候变化方向有三个热点前沿，分别是利用CESM模式和RCP8.5情景研究全球气候变化，利用热带降雨测量任务和全球降雨测量任务开展全球多地区降水分析，元古代大气和海洋氧化。今年地球化学有一个热点前沿:中国主要矿床重金属的地理富集与环境风险控制。地球科学领域的新前沿是研究热损伤对岩石力学性质的影响。
数学、计算机、工程
热点课题为高阶非线性薛定谔方程的孤子解及其在光通信中的应用、基于D数理论、DEMATEL方法和TOPSIS理论的决策方法研究、水下瞬态空湍流的数值模拟、无人机中继网络的部署与轨迹优化、时延系统的稳定性分析方法、高温部件的寿命预测与可靠性评估、氧化镓材料的生长与器件研制、云计算环境下的数据安全。
数学、计算机科学和工程领域有五个新兴前沿，分别是求解时间分数阶演化方程、基于最小二乘的迭代参数估计算法及其应用、马尔可夫跳变系统的H∞控制、卷积神经网络在磁共振图像处理中的应用、工业传感器网络和智慧城市。
临床医学
热点主要分布在慢性病管理及新技术应用、新发病机制发现、影像诊断新技术及安全性、肿瘤免疫治疗、生物技术药物临床应用等研究方向。其中，慢性病的管理和新技术的应用方向今年有四个热点前沿，分别是高血压降压治疗后的血压和心血管事件、糖尿病管理的连续血糖监测和人工胰腺系统、指导PCI术后抗血小板治疗的药物基因组学技术、支气管扩张的临床特点和治疗。今年在新的疾病机制发现方向有两个热点前沿，分别是长链非编码RNA PV1在肿瘤中的作用和机制，以及中枢神经系统外周细胞功能障碍在阿尔茨海默病中的作用。新诊断技术和安全方向今年有两个热点前沿，分别是神经退行性疾病PET中Tau蛋白示踪剂的结合特性，以及磁共振中含钆造影剂的脑沉淀危害研究。肿瘤免疫治疗和生物技术药物临床应用两个方向今年各有一个热点前沿，分别是PD-1/L1抗体肿瘤免疫治疗的不良反应，以及英夫利昔单抗生物类似物的临床疗效和安全性。临床领域有11个新兴前沿领域，即PCI对稳定型冠状动脉疾病的临床益处、68Ga-PSMA PET/CT结果对前列腺癌管理模式的影响、新型口服降糖药SGLT-2抑制剂降低二型糖尿病患者心血管事件风险的真实世界研究、弥漫性大细胞淋巴瘤的基因分型、溶瘤病毒辅助肿瘤免疫治疗、正常代谢性肥胖和心血管疾病风险、 摘要:检查点抑制剂联合药物治疗肾细胞癌的1/2期临床研究，PD-L1表达的分子调控机制及肿瘤免疫治疗增强策略，非他汀类降脂药物与心血管疾病风险，DAAs药物Glecaprevir/Pibrentasvir治疗伴或不伴肝硬化的慢性丙型肝炎的疗效和安全性，免疫治疗时代的肿瘤疗效评价。
经济学、心理学和其他社会科学
热点是基于共享社会经济的预测问题研究，共享经济的一些问题，智能手机成瘾的原因及其对人们身心健康的负面影响，偏好最小二乘结构方程模型及其应用，大数据分析在企业管理中的应用，能源消耗与碳排放的分解分析方法，网络众筹背景下的投资者行为研究， 大脑功能结构和连接方式的fMRI研究方法，多区域投入产出模型在世界经济、资源、环境研究中的应用，社会隔离对人的身心健康的影响。
经济学、心理学等社会科学有两个新的前沿，分别是“多属性决策的一些新模型”和“工业4.0及其影响”。
物理学
热点主要分布在凝聚态物理、光学、理论物理、高能物理等研究方向。其中凝聚态物理今年有四个热点前沿，分别是量子自旋液体的理论和实验研究、氮族锑砷铋二维材料特性研究、马约拉纳费米子研究、拓扑声子晶体和拓扑声学机制研究。今年光学领域有三个热点前沿，分别是新型深紫外非线性光学晶体材料的合成与性质、金属纳米结构的表面等离子体性质、光学原子钟。今年物理学界有两个热门前沿，分别是量子力学的Sachdev-Ye-Kitaev模型研究和周期驱动量子系统特性研究。高能物理方向今年有一个热门前沿:四夸克态和五夸克态的实验和理论研究。物理学领域有两个新的前沿，即无时序关联函数的量子多体系统的研究和B介子反常的研究。
