本報(bào)訊 （記者黃辛、胡璇子）5月6日，浦江創(chuàng)新論壇——2019科技創(chuàng)新智庫國際研討會在滬舉行。當(dāng)天，由上海市科學(xué)學(xué)研究所、中科院上海生命科學(xué)研究院和上海科學(xué)技術(shù)情報(bào)研究所三家機(jī)構(gòu)共同完成的《全球城市科技創(chuàng)新策源點(diǎn)觀察》報(bào)告在研討會上發(fā)布。
該報(bào)告選取了倫敦、紐約、上海等11座代表性全球城市為考察對象，對28925篇TOP 1%高被引文獻(xiàn)進(jìn)行分析，經(jīng)專家解讀與綜合研判，提出了以下15個(gè)全球城市科技創(chuàng)新策源點(diǎn)：
1. 納米發(fā)電機(jī)
納米發(fā)電機(jī)是一種將微小物理變化引起的機(jī)械能／熱能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。
在該研究方向，涉及的高被引論文成果來自佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院和中科院北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所；專利數(shù)量位于前列的研究單位除以上兩個(gè)科研機(jī)構(gòu)外，還有國家納米科學(xué)中心、納米新能源（唐山）有限責(zé)任公司、韓國高等科學(xué)技術(shù)學(xué)院和三星電子有限公司等。
2.非富勒烯聚合物太陽能電池
非富勒烯聚合物太陽能電池的受體材料是聚合物，在可見光區(qū)具有強(qiáng)而寬的吸收峰，在結(jié)構(gòu)和能級上具有很高的調(diào)控度，有望代替聚合物/富勒烯太陽能電池。
在該研究方向，高被引論文成果大都由我國科學(xué)家主持，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括北京大學(xué)、中科院化學(xué)研究所、福建師范大學(xué)、國家納米科學(xué)中心、西安交通大學(xué)等，國際上的領(lǐng)先研究機(jī)構(gòu)包括北卡羅來納大學(xué)教堂山分校、瑞典林雪平大學(xué)等。
3.光催化材料的太陽能轉(zhuǎn)化應(yīng)用
光催化材料能夠利用水分解將太陽能轉(zhuǎn)化為氫能，得到氫氣和氧氣，氫氣具有高熱值和無污染的特點(diǎn)，可以用作多種化學(xué)工業(yè)的原料。
在該研究方向，近年來較為突出的高被引論文成果由國內(nèi)外科學(xué)家共同參與，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括日本東京大學(xué)、日本人工光合作用化學(xué)過程技術(shù)研究協(xié)會、上海第二工業(yè)大學(xué)、山東科技大學(xué)、美國田納西大學(xué)、廈門大學(xué)、新加坡材料工程研究所、武漢大學(xué)、中科院物理研究所、北京科技大學(xué)、美國加州理工學(xué)院、日本國立材料研究所、美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、日本東京工業(yè)大學(xué)、東華大學(xué)等。
4. 高負(fù)荷高能鋰硫電池
鋰硫電池是化學(xué)儲能電池的一種，一般以單質(zhì)硫作為電池正極，金屬鋰片作為負(fù)極，此類電池成本低，對環(huán)境友好，能量密度是其他類型鋰離子電池的數(shù)倍，在電動(dòng)汽車、無人機(jī)、軍用便攜式電源、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
在該研究方向，國內(nèi)外多個(gè)高校、研究院所、電池類實(shí)驗(yàn)室/公司等都在開展鋰硫電池的研發(fā)，國外以英國Oxis和美國Sion Power兩家公司最為著名，高被引論文成果由國內(nèi)外科學(xué)家共同參與，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括中國科學(xué)院、廈門大學(xué)、清華大學(xué)、加拿大滑鐵盧大學(xué)、美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室、美國得克薩斯州立大學(xué)等。
5. 鈣鈦礦類材料的光電領(lǐng)域應(yīng)用
人們最早發(fā)現(xiàn)的鈣鈦礦類化合物是存在于鈣鈦礦礦石中的鈦酸鈣化合物，隨著研究不斷深入，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以通過以其他元素替代此類材料中的鈣、鈦、氧來改善這種材料的物理化學(xué)性質(zhì)，從而獲得一系列具有鈣鈦礦晶型的有機(jī)金屬鹵化物吸光材料。近年來，鈣鈦礦類材料由于具有一系列優(yōu)異的光電性質(zhì)，引起了廣泛關(guān)注，具體應(yīng)用包括太陽能電池、發(fā)光二極管、激光器、光電探測器、燃料電池、存儲器等。
在該研究方向，高被引論文成果大部分由我國科學(xué)家主持，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括中科院半導(dǎo)體研究所、上海交通大學(xué)等，國際上的領(lǐng)先研究機(jī)構(gòu)包括日本國立材料研究所、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院、英國牛津大學(xué)、韓國成均館大學(xué)、韓國蔚山國家科學(xué)技術(shù)大學(xué)等；在鈣鈦礦光電應(yīng)用研究領(lǐng)域中，國際上的主要研究機(jī)構(gòu)是韓國浦項(xiàng)工科大學(xué)、新加坡南洋理工大學(xué)、美國佛羅里達(dá)州州立大學(xué)，國內(nèi)的南京工業(yè)大學(xué)表現(xiàn)較為突出。
6.CRISPR/Cas9 基因組編輯
基因組編輯是指在基因組水平上對目的基因序列甚至是單個(gè)核苷酸進(jìn)行替換、切除，增加或插入外源DNA序列的基因工程技術(shù)。CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)具有廉價(jià)、便捷、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)，成為繼鋅指核酸酶（ZFN）和轉(zhuǎn)錄激活因子樣效應(yīng)因子核酸酶（TALEN）后的第三代基因組編輯技術(shù)，并引發(fā)了持續(xù)至今的研究熱潮。
在該研究方向，高被引論文成果由國內(nèi)外科學(xué)家共同撰寫，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括麻省理工學(xué)院、加州理工大學(xué)、中國科學(xué)院、北京大學(xué)、清華大學(xué)等。
7. 心血管疾病精準(zhǔn)治療
心血管疾病的精準(zhǔn)治療通過定位明確的患者亞組，確定與疾病基礎(chǔ)相關(guān)的分子靶標(biāo)，使制藥公司與醫(yī)療機(jī)構(gòu)更有針對性地開發(fā)心血管藥物與疾病治療方法。
在該研究方向，高被引論文幾乎都來自美國心臟病學(xué)院、美國心臟學(xué)會等機(jī)構(gòu)發(fā)布的心血管疾病領(lǐng)域的管理指南與人群研究成果，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括哈佛大學(xué)、愛荷華大學(xué)、西北大學(xué)、約翰霍普金斯大學(xué)、賓夕法尼亞州立大學(xué)等。
8. 腫瘤PD-1/PD-L1 免疫療法
程序性細(xì)胞死亡蛋白-1（PD-1）是免疫細(xì)胞T細(xì)胞表面的一種受體蛋白，它可與腫瘤細(xì)胞表面表達(dá)的配體蛋白（PD-L1）結(jié)合，誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的免疫逃逸。PD-1與PD-L1的抑制劑均可激活人體的免疫功能，從而實(shí)現(xiàn)抗腫瘤的目的。
在該研究方向，高被引論文成果主要由美國、法國、英國、德國等國家的研究機(jī)構(gòu)撰寫，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括哈佛大學(xué)、達(dá)納—法伯癌癥研究所、約翰霍普金斯大學(xué)和加州大學(xué)等。
9. 抑郁癥的生物標(biāo)志物
抑郁癥的生物標(biāo)志物研究對于抑郁癥的診斷、分期和新藥物或新療法在目標(biāo)人群中的安全性及有效性判定具有重要的意義。
在該研究方向，高被引論文成果主要來自美國的科學(xué)家，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括威爾康奈爾醫(yī)學(xué)中心、哥倫比亞大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)、斯坦福大學(xué)、耶魯大學(xué)等。
10.路易體癡呆癥的鑒別診斷
路易體癡呆癥是最常見的神經(jīng)變性病之一，其主要的臨床特點(diǎn)為波動(dòng)性認(rèn)知功能障礙、視幻覺和類似帕金森病的運(yùn)動(dòng)癥狀，主要病理特征為路易氏體廣泛分布于大腦皮層及腦干。路易體癡呆癥占老年期癡呆的15%~20%，僅次于阿爾茨海默病，占第2位。
在該研究方向，高被引論文成果由英國、美國、澳大利亞、意大利、西班牙、日本等國家的機(jī)構(gòu)與企業(yè)共同撰寫，相關(guān)機(jī)構(gòu)與企業(yè)包括紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)、美國梅奧診所、密歇根大學(xué)、悉尼大學(xué)、GE醫(yī)療、名古屋大學(xué)等。
11. 三維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)或多個(gè)卷積層和頂端的全連通層組成，同時(shí)也包括關(guān)聯(lián)權(quán)重和池化層。相比其他深度、前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要估計(jì)的參數(shù)更少，在圖像和語音識別方面能夠給出更優(yōu)的結(jié)果，使之成為一種頗具吸引力的深度學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)。
在該研究方向，高被引論文成果多數(shù)由我國科學(xué)家主持或參與，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京交通大學(xué)等。在卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的其他研究方向上，還有電子科技大學(xué)、西安理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的相關(guān)成果進(jìn)入高被引論文之列。
12. 石墨烯的電化學(xué)傳感應(yīng)用
石墨烯是由碳原子構(gòu)成的二維材料，在力學(xué)、熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、生物學(xué)等方面均顯示出多種特異的性能，在能量儲存、防腐涂料、電子信息、新型顯示、生物醫(yī)藥等方面均有重大的應(yīng)用潛力，因此近年來受到了科研和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。
在該研究方向，一些突出高被引論文成果幾乎都由我國科學(xué)家主持或參與，相關(guān)機(jī)構(gòu)包括中科院長春應(yīng)用化學(xué)研究所、中國石油大學(xué)、清華大學(xué)、上海交通大學(xué)等。在石墨烯的其他研究方向上，還有東華大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)等機(jī)構(gòu)的相關(guān)成果進(jìn)入高被引論文文之列。
13. 憶阻器在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用
憶阻器，全稱記憶電阻器，其電阻值會受流經(jīng)它的電荷數(shù)量決定。這一特性使其能夠從物理結(jié)構(gòu)和功能上模擬生物神經(jīng)細(xì)胞學(xué)習(xí)強(qiáng)化的能力。
馬薩諸塞州大學(xué)阿默斯特分校、拉夫堡大學(xué)、惠普公司、鎂光科技公司等機(jī)構(gòu)和企業(yè)參與了部分突出成果的研究。
14.大氣甲烷濃度劇變
同二氧化碳相比，甲烷的溫室氣體身份并未得到廣泛的認(rèn)識。在世界各國的共同努力下，目前全球二氧化碳的排放量正趨于穩(wěn)定。然而大氣中甲烷濃度加速上升的趨勢令人吃驚，從21 世紀(jì)初至今，十多年的時(shí)間里甲烷濃度增長的速度加快了約20倍。同時(shí)由于缺乏監(jiān)控，對于甲烷的來源難以做到像二氧化碳一樣的準(zhǔn)確定位。
目前，“全球碳計(jì)劃”組織開始每兩年公布一次“全球甲烷預(yù)算”，并成為了相關(guān)研究的重要依據(jù)。法國凡爾賽大學(xué)、法國氣候科學(xué)與環(huán)境實(shí)驗(yàn)室、意大利國立地球物理與火山學(xué)研究所、荷蘭烏得勒支大學(xué)、瑞典林雪平大學(xué)等機(jī)構(gòu)都參與了報(bào)告的編制。
15.原始黑洞
原始黑洞是一類理論中存在的誕生于宇宙初期的黑洞，同大恒星坍縮形成的黑洞相比，具有更加悠久的壽命和不同的形成機(jī)理。原始黑洞的存在始終未被證實(shí)，其形態(tài)、機(jī)理和影響始終是相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜矣懻摰臒狳c(diǎn)話題。
在該研究方向，高被引論文成果幾乎都是由致力于引力波的國際物理研究組織LIGO科學(xué)聯(lián)盟成員機(jī)構(gòu)發(fā)表，國內(nèi)的清華大學(xué)、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)也長期致力于該領(lǐng)域的研究。
摘自《中國科學(xué)報(bào)》
