2019年100個熱點前沿和37個新興前沿一覽

中國網/中國發展門戶網訊 （記者王振紅）11月26日，「2019研究前沿發布暨研討會」在北京舉行，中國科學院科技戰略諮詢研究院、中國科學院文獻情報中心與科睿唯安聯合發布了《2019研究前沿》報告，報告對2019年全球科技發展布局和競爭結構提出了分析和解釋，遴選出2019年十個高度聚合的大學科領域排名最前的100個熱點前沿和37個新興前沿。

       11月26日，「2019研究前沿發布暨研討會」在北京舉行。

農業、植物學和動物學領域的Top10熱點前沿主要分布在植物生理調控機制（包括茉莉酸信號傳導、自噬、細胞壁纖維素合成、光形態發生等調控機理研究）、作物性狀改良、除草劑抗性、植物活性物質結構和功能、農田土壤汙染修復、家畜胃腸道消化及農用無人機等研究方向上。

農業、植物學和動物學領域有1項研究即「水稻OsAUX1基因低磷條件下促進根毛伸長的機理研究」入選新興前沿。該領域亮點前沿：「無人機系統在作物表型分析中的應用」。

生態與環境科學領域的Top10熱點前沿主要分布在環境科學和生態科學兩個子領域，水體生態環境問題及多學科解決方案仍是研究前沿重要的關注點。環境科學子領域的熱點前沿主要包括利用微生物的汙水處理技術、水中汙染物分析分離技術以及環境汙染物的環境特徵與風險研究前沿「內分泌幹擾物的環境特徵、人體暴露與健康風險」。生態科學子領域的熱點前沿主要涉及宏觀大尺度的生物圈和生態系統的變化與風險，包括「地表植被覆蓋變化對氣候的影響」「在全球尺度上對外來物種入侵的監測及影響分析」和「磷排放及藍藻水華的汙染和健康風險」。

生態與環境科學領域有1項研究入選新興前沿，即「環境汙染物對腸道微生物菌群的影響」。該領域亮點前沿：「環境汙染物對腸道微生物菌群的影響」。

地球科學領域Top10熱點前沿中6個屬於固體地球物理學和地質學相關研究，包括：磁層多尺度任務科學研究進展，人工神經網絡在預測太陽輻射中的應用，2016年紐西蘭凱庫拉地震和2015年尼泊爾廓爾喀地震破裂帶特徵分析，地下流體注入誘發美國多地地震機理研究，利用好奇號開展蓋爾隕石坑的巖石礦物學研究，歐洲和中東地區地震資料庫與地面運動模型。3個熱點前沿與氣候變化有關，包括：利用CESM模式和RCP8.5情景研究全球氣候變化，利用熱帶降雨測量任務和全球降水測量任務開展全球多地區降水分析，元古代時期大氣和海洋的氧化作用。還有1個地球化學研究熱點：中國主要城市表層土壤重金屬汙染來源與風險評估。

地球科學領域有1項研究入選新興前沿，即「熱損傷對巖石力學特性的影響研究」。該領域亮點前沿：「中國主要城市表層土壤重金屬汙染來源與風險評估」。

臨床醫學領域位的Top10熱點前沿主要集中於慢病管理及新技術應用、疾病新機制發現、影像診斷新技術與安全性、腫瘤免疫療法、生物技術藥臨床應用5個前沿群。「慢病管理及新技術應用」前沿群重點關注高血壓降壓治療目標值與心血管事件風險關係、人工胰腺應用於1型糖尿病治療、藥物基因組學技術指導PCI術後抗血小板藥物選擇以及成年人支氣管擴張症臨床治療研究；「疾病新機制發現」前沿群包括長鏈非編碼RNA PV1在腫瘤中的功能和作用機制、周細胞在阿爾茨海默病中的作用2個熱點前沿；「影像診斷新技術與安全性」前沿群包含基於PET的Tau蛋白成像技術應用於阿爾茲海默病等神經退行疾病研究以及磁共振含釓造影劑腦部沉澱危害研究2個熱點前沿；「腫瘤免疫療法」「生物技術藥臨床應用」則分別包含PD-1/L1抗體藥腫瘤免疫治療不良反應、英利昔單抗生物類似藥臨床療效和安全性熱點前沿。

臨床醫學領域今年有11項研究入選新興前沿，主要涉及腫瘤免疫治療、腫瘤分子分型和管理、心血管疾病危險因素和治療以及C肝抗病毒治療幾個方面。其中，免疫檢查點抑制劑與腫瘤免疫治療、68Ga-PSMA PET/CT與前列腺癌管理以及DAAs藥物與C肝治療等新興前沿與往年研究前沿存在一定程度的關聯。該領域亮點前沿：「中樞神經系統周細胞功能障礙在阿爾茨海默病中的作用」。

生物科學領域位的Top10熱點前沿包括：3個藥物開發相關前沿：「誘導蛋白降解的小分子PROTACs」「3D列印醫療藥物」和「綠色合成納米顆粒在防治蚊媒疾病和癌症中的應用」，3個衰老相關的前沿：「衰老和年齡相關疾病中的細胞衰老：從機制到治療」「DNA甲基化與衰老表觀遺傳時鐘理論」和「一種新的細胞死亡模式—鐵死亡」，2個合成生物學熱點前沿：「Cas13：一種靶向RNA的新型CRISPR基因編輯系統」和「人工合成基因組」，1個探索細菌抗性基因耐藥機制的前沿：「質粒介導的多粘菌素抗性基因」，1個新發現的具有實體瘤免疫的T細胞譜系相關前沿：「組織駐留記憶T細胞及其腫瘤免疫保護機制」。

生物科學領域有6項研究入選新興前沿， 3個癌症相關的前沿分別是「環狀RNA作為癌症新的生物標誌物」「用於疾病建模和藥物篩選的腫瘤近生理類有機物培養系統」和「FOXO 蛋白轉錄因子在癌症中的新作用」，2個生物學基礎研究的新興前沿「巨型病毒的翻譯機制」和「單細胞水平下的細胞譜系追蹤」分別探討了病毒的蛋白質翻譯機制和細胞發育，此外還有1個檢測結核病的前沿。該領域亮點前沿：「Cas13：一種靶向RNA的新型CRISPR系統」。

化學與材料科學領域Top10熱點前沿主要分布在有機合成、電化學合成、先進材料、機器學習在化學和材料科學中的應用等領域。與2013-2018年相比，2019年Top10熱點前沿一半曾入選《研究前沿》報告，一半是首次進入，表現出既有延續又有發展的特點。在有機合成領域，碳氫鍵活化連續成為熱點前沿，今年突出了與電化學的結合；碳氮鍵活化和鉗形有機催化劑都是第二次進入《研究前沿》報告，分子機器是首次進入。在電化學合成領域，電化學合成氨首次進入《研究前沿》報告。在先進材料領域，鈣鈦礦材料和高能量密度聚合物納米複合材料都是連續入選熱點前沿，有機超長磷光材料和納米材料蒸發水技術首次入選研究前沿。在大數據、人工智慧背景下，近年來發展迅速的機器學習首次成為研究前沿。

在化學與材料科學領域共有5項研究入選新興前沿，主要涉及光催化劑、鋅空氣電池及半導體聚合物等材料類新興前沿和非活化烯烴的官能化及含氧化合物的合成等有機化學反應領域的新興前沿。該領域亮點前沿：「分子機器」。

物理學領域位居的Top10熱點前沿主要集中於凝聚態物理、光學、理論物理和高能物理。凝聚態物理方面聚焦在量子自旋液體、氮族二維材料、馬約拉納費米子和拓撲聲子晶體，這4個熱點前沿都是首次出現，都與拓撲物理學研究密切相關。光學方面，新型深紫外非線性光學晶體、金屬納米結構表面等離激元和光學原子鐘成為了新的研究前沿。理論物理方面，量子力學模型Sachdev-Ye-Kitaev模型和周期性驅動量子系統備受關注。高能物理方面，對四夸克態和五夸克態奇特強子的研究已經連續三年位列熱點前沿。

物理學領域有2項研究入選新興前沿，一個聚焦理論物理領域量子多體系統研究的新方法，即「基於無時序相關函數的量子多體系統研究」，一個側重於高能物理領域探索新物理的模型研究，即「B介子反常研究」。該領域亮點前沿：「新型深紫外非線性光學晶體材料的合成和性質研究」。

天文學與天體物理學領域的Top10熱點前沿涵蓋了引力波、原行星盤、快速射電暴、哈勃常數、高能中微子、伽馬射線、宇宙流體動力學模擬、宇宙早期暗淡星系等研究主題。引力波無疑是2019年最為亮眼的研究主題，湧現出「對雙中子星併合引力波事件GW170817的多信使觀測」「對雙黑洞併合引力波事件的觀測和理論研究」和「標量-張量引力修正理論及引力波事件的影響」3個熱點前沿。此外，天文學與天體物理學領域的熱點前沿依舊體現出與空間科學任務平臺高度相關的特點，哈勃常數、高能中微子和伽馬射線、宇宙早期暗淡星系等長期備受關注的研究主題再次上榜。

天文學與天體物理領域有3項研究入選新興前沿，分別是「昴星團望遠鏡主焦點相機戰略計劃及其巡天觀測發現」「基於21釐米超精細譜線觀測研究早期宇宙中的暗物質」和「基於引力波多信使觀測約束中子星的質量、半徑和狀態方程」。該領域亮點前沿：「基於21釐米超精細譜線觀測研究早期宇宙中的暗物質」。

數學、計算機科學與工程學領域位的Top10熱點前沿主要集中於高階非線性薛丁格方程孤子解求解及應用、基於多種理論的決策方法研究、時滯系統穩定性分析方法、無人機中繼網絡的部署和軌跡優化、雲計算環境中的數據安全、非正交多路訪問網絡、水下瞬態空化湍流的數值模擬、高溫構件壽命預測及可靠性評估、電動汽車用鋰離子電池的荷電狀態估計、Ga2O3材料生長及器件研製等主題的研究。與2013-2018年相比，2019年Top 10熱點前沿既有延續又有發展。非線性方程求解及其應用問題連續多年入選本領域的熱點前沿或新興前沿。決策方法研究、時滯系統穩定性分析方法研究、電動汽車用鋰離子電池狀態估計也是歷年研究前沿中的重要研究主題。其餘的熱點前沿均為首次入選的熱點前沿。

數學、計算機科學與工程領域有5項研究入選新興前沿，分別是數學領域的「時間分數階發展方程求解」「基於最小二乘的迭代參數估計算法及其應用」和「馬爾可夫跳躍系統的H-infinity控制」，計算機科學領域的「卷積神經網絡在磁共振圖像處理中的應用」以及工程學領域的「工業傳感器網絡及智能城市」。該領域亮點前沿：「卷積神經網絡在磁共振圖像處理中的應用」。

經濟學、心理學及其他社會科學領域位的Top10熱點前沿主要集中在心理學、商業經濟、能源經濟一些研究方法上。心理學領域熱點前沿包括「智慧型手機成癮的原因及對人身心健康的負面影響」「識別大腦功能結構及連接模式對理解個體注意力等認知和行為的研究」「社會隔離（孤立）對人身心健康的影響」。在商業經濟領域，「大數據分析在商業管理中的應用」繼2018年之後再次成為Top10熱點前沿，此外，一些新出現的經濟模式成為了熱點前沿，包括「基於共享社會經濟的預測問題研究」「共享經濟的若干問題研究」「在線眾籌背景下投資者行為研究」等。在研究方法方面，「偏好最小二乘結構方程模型（PLS-SEM）及其應用」繼2017年之後再一次進入經濟學、心理學及其他社會科學Top10熱點前沿，「能源及碳排放的結構分解分析方法」和「多區域投入產出模型在世界經濟和資源環境研究中的應用」集中在能源與環境經濟領域的投入產出發放研究。

經濟學、心理學及其他社會科學領域有2項研究入選新興前沿，即「多屬性（目標）決策的一些新模型」和「工業4.0及其影響」。該領域亮點前沿：「工業4.0及其影響」。