专题：金属材料腐蚀研究

《科技导报》2025年第17期出版了“金属材料腐蚀研究专题”，刊登了《 》《 》《 》等文章。本专题聚焦 金属材料腐蚀这一 难题 ，揭示腐蚀防护的前沿创新与发展趋势，系统回顾了从传统防护到多元化策略的技术演进，展现了大数据、人工智能等如何驱动防腐技术向“智能诊断与精准预测”的革命性跨越。文章涵盖热障涂层、扫描微探针、高熵合金、深海钛合金等关键方向，为读者勾勒出一幅从基础机理到智能运维的完整技术蓝图。

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卷首语

01

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侯保荣

作者简介：侯保荣，海洋腐蚀与防护专家、中国工程院院士，中国科学院海洋研究所研究员，国家海洋腐蚀防护工程技术研究中心主任，研究方向为海洋腐蚀与防护。

侯保荣. 金属材料腐蚀研究：挑战、策略与未来[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 1-2.

金属腐蚀是全球范围内导致巨额经济损失（腐蚀损失约占全球国民生产总值的3.4%）与安全隐患的普遍问题，金属材料腐蚀防护技术的创新是实现有效防护的关键，因此必须深入研究腐蚀机理，并积极发展多元化防护策略，通过应用绿色防腐材料、智能化监测预警系统以及大数据分析等先进技术，推动腐蚀防护向智能化、绿色化方向转型，从而显著降低经济损失，保障工程安全与可持续发展。

科技评论

02

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马佳玉，孙仲恒，赵禹涵，赵虎，郭浩，田禾

作者简介：马佳玉，清华大学集成电路学院、中北大学半导体与物理学院，硕士生，研究方向为二维材料柔性传感；郭浩（共同通信作者），中北大学半导体与物理学院，教授，研究方向为微纳光量子传感与精密测量、微纳器件集成及应用；田禾（通信作者），清华大学集成电路学院，副教授，研究方向为基于二维材料（石墨烯、二硫化钼、黑磷等）的新型微纳电子器件等。

马佳玉, 孙仲恒, 赵禹涵, 等. 二维材料引领后摩尔时代[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 16−21.

本文系统阐述后摩尔时代二维材料（ 在三维空间中仅具有2个维度：长度和宽度，且可自由运动、厚度仅为单个或少数几个原子层的纳米级材料 ）的战略价值与发展路径：首先基于量子限域效应、表面无悬挂键和超薄沟道三大特性，阐明二维材料突破硅基物理极限的理论潜力；继而客观分析其在规模化制备与工艺兼容性方面的现实瓶颈，并指出通过原子级制造、异质集成等前沿技术正在有效弥补这些不足；最终明确二维材料将通过功能层嵌入与硅基技术形成互补融合，而非简单替代，以此共同驱动集成电路向多维度创新范式演进。

常见二维材料、性质及应用方向

本刊专稿

03

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李众，张晓虎，程学群，张达威，李晓刚

作者简介：李众，北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心，副研究员，研究方向为腐蚀大数据及其应用；李晓刚（通信作者），北京科技大学国家材料腐蚀与防护科学数据中心，教授，研究方向为腐蚀大数据及其应用。

李众, 张晓虎, 程学群, 等. 腐蚀大数据技术及其智慧工程应用[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 22−33.

本文系统阐述了腐蚀大数据技术作为解决材料腐蚀问题的革命性范式，通过介绍中国在该领域从理论创新、技术体系构建（ 高通量采集、 智能数据库建设、 挖掘建模与可视化、 共享与物联网平台 ）、数据平台建设（ 粤港澳大湾区分中心、海上风电分中心和智慧铸管-耐蚀钢铁材料数据中心 ）到广泛工程应用（ 耐蚀钢研发、高速铁路、地下管网、海洋工程、跨海大桥、文物保护、电子通信和载人航天 ）的全链条发展成果，彰显了其对于提升国家重大基础设施和工业装备安全保障水平、驱动行业智能化转型的核心价值与巨大潜力。

面对传统腐蚀监测方法的局限，中国通过发展腐蚀大数据技术，实现了从被动防护到主动预警、从经验驱动到数据驱动的跨越，并已在实际工程中取得显著成效，未来将继续作为关键驱动力，推动腐蚀防护领域的进步和智慧社会的建设。

腐蚀大数据的4个主要组成部分

特色专题

04

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吴俊升、胡科峰、董超芳、胡凌越、张博威、范林、肖葵、孙明先、雍兴跃、李晓刚

作者简介：吴俊升，北京科技大学新材料技术研究院，教授，研究方向为材料海洋腐蚀与防护；胡科峰，武汉第二船舶设计研究所；董超芳，北京科技大学新材料技术研究院；胡凌越，武汉第二船舶设计研究所；张博威，北京科技大学新材料技术研究院；范林，中国船舶集团有限公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护全国重点实验室；肖葵，北京科技大学新材料技术研究院；孙明先，中国船舶集团有限公司第七二五研究所海洋腐蚀与防护全国重点实验室；雍兴跃，北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室；李晓刚，北京科技大学新材料技术研究院。

吴俊升, 胡科峰, 董超芳, 等. 深海极端环境下钛合金腐蚀科学问题评述[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 77−84.

“钛合金是永不腐蚀的‘海洋金属’”是一种传统认知误区，本文系统论证了在深海极端环境下，钛合金结构仍面临微生物腐蚀、缝隙腐蚀、氢脆、应力腐蚀、腐蚀疲劳等多种局部腐蚀及多因素耦合损伤的严重威胁。并呼吁必须重视这些风险，通过实海试验、模拟研究、计算模拟等多手段结合，重点开展多因素耦合腐蚀研究，以保障深海装备的长期安全服役。

05

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董樊丽、张兵、杨剑英、李薇薇

作者简介：董樊丽，上海交通大学材料科学与工程学院、上海交通大学内蒙古研究院，副研究员，研究方向为新材料战略研究。

董樊丽, 张兵, 杨剑英, 等. 金属增材制造的前沿技术创新与应用[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 85−99.

本文系统性地综述了2024年金属增材制造（3D打印）技术在材料、工艺、智能化及软件等方面取得的关键性突破，这些进步正有效解决其成本、精度和稳定性等传统瓶颈。同时，文章通过分析其在航空航天、医疗、汽车等核心市场的规模化应用案例，并结合政策支持与未来展望（ 材料创新、全流程自动化、规模化生产、数字化管理 ），论证了该技术已从研发走向实用，正成为驱动制造业向智能、绿色、个性化转型的核心力量。

金属增材制造不再是一项前沿概念技术，而是在2024年实现了从“能造”到“造好”、从“小众”到“规模化”的实质性跨越，奠定了其作为未来智能制造基石的竞争地位。

金属增材制造在重点行业的新应用

研究论文

06

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范丽亚、王梅、马介渊

作者简介：范丽亚，西安交通大学城市学院计算机学院、物联网智能感知交互平台陕西省高校工程研究中心，教授，研究方向为 VR/AR 技术及产业。

范丽亚, 王梅, 马介渊. 扩展现实研究关键技术及发展趋势[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 107−121.

XR产业在2024年已告别单点创新，进入了一个由尖端硬件（Micro LED/Micro OLED显示、AI+AR）驱动体验革新、开源软件（Horizon OS, Android XR）重塑竞争生态、多元化内容（大空间文旅）开拓市场应用三者协同并进的新阶段，其发展重心正从技术本身转向技术与生态的深度融合。

本文系统性综述了2024年全球及中国XR（扩展现实）产业在硬件（显示技术、AI融合与交互方式）、软件（操作系统与3D数据处理）、内容（大空间文旅项目）三大领域取得的全方位、实质性进展，并通过分析代表性技术与应用案例，揭示出产业正朝着“体验升级、生态开放、应用深化”方向加速迈进的发展趋势。同时，文章也客观指出了当前在核心软件、内容生态与行业融合方面面临的挑战，并为中国XR产业未来通过关键技术攻坚、产业链协同与标准体系建设，以实现高质量生态化发展提供了明确的路径建议。

2024年国外Snap公司发布的AI+AR眼镜

07

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张君妍

作者简介：张君妍，上海交通大学医学院附属松江医院、上海交通大学医学院附属松江研究院，副研究员，研究方向为生物基纳米复合材料、杂化多孔材料、多功能荧光探针、脑肿瘤力学调控。

张君妍. 纳米复合药物治疗脑肿瘤研究热点与挑战[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 122−131.

面对GBM（胶质母细胞瘤）因其复杂的生物学特性（异质性、侵袭性、干细胞特性）和独特的免疫抑制微环境（包括与神经系统的相互作用）导致的传统治疗困境，纳米复合药物凭借其高效穿越血脑屏障、多功能集成与智能控释的三大核心优势，能够实现多模态协同治疗与诊疗一体化，已在多项前沿研究中证实能显著提升治疗效果。

尽管其产业化仍面临生产、安全、监管与成本等多重挑战，但未来通过与AI、多组学、先进模型等前沿技术深度融合，有望推动GBM治疗进入一个全新的“精准纳米医学”时代。

代表性纳米载体及药物负载简图

政策建议

08

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汤瑞瑜、宋洁、朱广宇、庄明浩、杨易

作者简介：汤瑞瑜，重庆大学环境与生态学院，硕士研究生，研究方向为农业对生物多样性影响评估；杨易（通信作者），重庆大学环境与生态学院，教授，研究方向为气候变化对农业系统的影响和可持续健康饮食的环境效益分析等。

汤瑞瑜, 宋洁, 朱广宇, 等. 气候变化对可持续农业的挑战及对策[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 132−140.

应对气候变化对农业的挑战，必须摒弃单一维度的解决思路，转而采取一种整合“生产-供应-消费”全链条、协同“技术-政策-市场-行为”多层面的系统性方案，从而实现农业系统与地球生态边界之间的和谐共生。

本文从地球系统科学的行星边界框架出发，系统解析了气候变化通过水资源、土地、生物多样性、氮磷循环和温室气体排放等多重路径加剧农业生态环境压力的复杂机制，并针对性地构建了一个涵盖生产技术（气候智慧型农业及一系列可持续管理实践，如间歇性灌溉、精准施肥、豆类轮作等）、供应链（物流绿色转型、循环经济模式、供应链数字化、政策保障）、消费模式（引导购买低碳食品、减少食物浪费、健康饮食、对高碳食品征税等）、科技创新（人工智能、纳米技术、基因编辑、垂直农业等）与政策体系的多维度、全链条应对策略框架，旨在推动农业在气候变化背景下转向具有气候韧性和环境可持续的发展路径。

全球升温3℃情景下作物受绿水资源短缺影响的区域预测

科技人文

09

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陈彪，焦宇昊，申梦茹，彭安婷，朱玥玮，芮杨梦琳，王春秀，郝锌颖*

作者简介：陈彪，中国科学技术大学科技史与科技考古系，副教授，研究方向为科技史、科技考古；郝锌颖（通信作者），中国科学技术大学科技史与科技考古系，副研究员，研究方向为科技史、文物保护。

陈彪, 焦宇昊, 申梦茹, 等. 微小 RNA，大时代：安布罗斯与鲁夫昆的科研征途及启示[J]. 科技导报, 2025, 43(17): 141−144.

本文系统梳理维克托·安布罗斯和加里·鲁夫昆发现miRNA并获得诺贝尔奖的完整科研历程，生动揭示了重大科学突破背后所蕴含的三大核心要素——研究者对未知世界纯粹而持久的探索热情、坦然面对迷茫与挫折的坚韧心态，以及巧妙选择模式生物以简化复杂问题的科学智慧，从而启迪科研工作者，真正的科学进步往往源于对兴趣的坚守与长期的积累，而非即时的学术回报。

在充满不确定性的探索中，保持好奇、坚韧与策略，是穿越漫长“前夜”、最终抵达光明彼岸的关键。

维克托·安布罗斯（左）和加里·鲁夫昆（右）

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