全球氣候變暖與極端高溫事件頻發，使建筑、設備和人體熱管理需求持續攀升，也推動低能耗、零碳排放制冷技術成為“雙碳”目標下的重要研究方向。輻射制冷依托地表與外層空間之間的紅外輻射交換，將熱量直接釋放至寒冷外太空，為建筑節能、電力設備散熱、光伏降溫和個人熱舒適提供了新的被動冷卻路徑。

《科技導報》2026年第8期推出了“材料結構仿生設計與輻射制冷專題”。本專題關注周期性、非周期性和仿生微納結構對光譜調控的作用，也從生物熱管理機制出發，總結光學調控、傳導調控與相變調控對新型熱管理材料設計的啟示；同時討論智能響應、能量收集、光致發光、結構色、傳感集成及有限天空視角下的定向熱輻射等前沿方向，旨在從材料設計、仿生機制與工程應用多維度梳理輻射制冷技術的發展路徑，為其從實驗室研究走向低碳節能場景應用提供參考。

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卷首語

科聯體：應用基礎研究的一種有效模式

作者：楊文采

作者信息：地球物理學家、中國科學院院士。曾任國家現代地質勘查工程中心主任、中國地球物理學會和中國地質學會常務理事。現任浙江大學地球科學學院教授，研究方向為地球物理正反演、地球成像和大陸動力學。

摘要：科聯體是大學中的某個科研團隊（包括研究生）與多個企業研發部聯合進行應用基礎研究的聯合組織。幾乎所有大學都支持其教授團隊組織科聯體，為它們提供研究空間和學術資源，并收取管理費。

科技新聞

前沿動態

• 大腦皮層也有“導航軸”

• 銅箔打上納米“鉚釘”后獲超高強度

• 41%被交易的野生哺乳動物攜帶人類病原體

• 實驗室成功模擬出球狀閃電

• 不成癮的大麻素可精準鎮痛

• 人工智能大語言模型會在訓練過程中“夾帶私貨”

• 植物吃鈣可更好地向下生長

卓越亮點

• 咖啡因代謝產物可加速增肌

• 多功能涂層實現防腐、吸波、減阻三重突破

深度報道

• 核糖體差異或可解釋人類多樣性

• 隱形的圖案：紅外波段的防偽與信息加密技術革命

科技評論

人工智能價值對齊的目標：自然正義

作者：甘華鳴1，彭澤宇2*

1 中國移動通信聯合會人工智能與元宇宙產業工作委員會

2 復旦大學國際關系與公共事務學院

摘要：在考慮可以用來作為人工智能價值對齊的目標時，應該選擇超越用戶并且超越社群的全人類共識價值觀，而在全人類共識價值觀的諸多因素中，應該選擇自然正義這個唯一真實存在的道德律；簡言之，人工智能價值對齊的目標應該是自然正義。自然正義是：參與者把任何有當前博弈的任何參與者參與的、跟當前博弈結構類似的博弈都視為同一個無限期重復博弈的一個階段博弈。從而，在此視角下，他的策略（行動）為：（1）第1輪合作，（2）從第2輪起還報，即獎賞或懲罰，但如果他上一輪背叛則改過。使用全球重疊共識、“無知之幕”思想實驗、社會選擇思想實驗3種方法來決定人工智能價值對齊的目標，均得到同一個結論，即人工智能價值對齊的目標應該是自然正義。提出了需要進一步研究的與自然正義用于人工智能有關的問題。

本刊專稿

2025年全球核能科技進展

作者：徐樂瑾，劉齊，胡夢巖，翁志國，陶文彬，馮文卓，謝小可，王文軒，吳新宇，楊軍*

華中科技大學能源與動力工程學院核工程與核技術系

摘要：2025年，全球核能技術正朝著多元化、小型化與智能化方向快速發展。各國在核電頂層立法、低碳資質認定、審批機制改革與國際合規互認等政策維度上都有更新。針對第4代反應堆、小型模塊化反應堆的示范項目建設現狀，指出核聚變技術在長脈沖高參數運行、高溫超導強磁場技術等方面取得的關鍵性突破。針對各國數字孿生、人工智能、核數據庫的技術發展、程序開發與實際應用的現狀，指出其在可靠性、標準化程度等方面需要改進。介紹了乏燃料及放射性廢物處理研究進展，包括脈沖萃取柱在乏燃料后處理中、高中低放射性廢物處理方法等。針對核能在綜合利用方面的進展，提出核能與風電、光伏、儲能耦合及在其他非電力領域的綜合應用是未來的發展方向。

特色專題：

材料結構仿生設計與輻射制冷

輻射制冷能否成為“雙碳”目標的關鍵節能技術？

作者：劉翔宇1,2,3，李鵬里1,2,3，黃興溢1,2,3,4*

1 上海交通大學高分子科學與工程系

2 上海市電氣絕緣與熱老化重點實驗室

3 聚烯烴催化技術與高性能材料全國重點實驗室

4 上海交通大學電氣工程學院

摘要：全球氣候變暖導致極端高溫天氣頻發，建筑與設備制冷能耗持續上升，制冷用電已成為電網負荷增長的重要驅動因素之一。在“雙碳”目標背景下，發展低能耗、綠色降溫技術成為關鍵挑戰。輻射制冷作為一種基于地?宇宙紅外輻射交換的被動冷卻技術，因其無額外能耗、零碳排放的優勢而備受關注。綜述相關研究后提出3個核心觀點：首先，盡管輻射制冷在建筑節能、光伏降溫和電力設備散熱等領域具有潛在應用價值，但其實際工程效益可能被高估；其次，從實驗室研究到產業化應用，主要障礙不僅涉及材料性能優化，還包括規?；苽涔に嚒㈤L期耐候性及經濟成本等現實問題；最后，缺乏統一的性能測試標準和認證體系，導致研究結果可比性不足，阻礙了產業和政策層面的推廣應用?；诘湫桶咐c實測數據，分析了輻射制冷在不同氣候條件下及應用場景中的適用性與局限性，并探討了關于光學性能測試、實際降溫效果等相關爭議。未來，輻射制冷的發展需突破單一材料優化的局限，推動跨學科協作：一方面需開發低成本、可規?；a的新材料體系，另一方面應完善標準規范、政策激勵和市場機制。唯有通過多維度協同創新，才能避免實驗室成果與實際應用脫節，切實發揮輻射制冷在節能減排和可持續發展中的作用。

仿生熱管理材料研究進展

作者：單威1，吳明瑞1，柏浩1,2*

1 浙江大學化學工程與低碳技術全國重點實驗室

2 浙江大學基礎交叉研究院

摘要：熱管理材料在人體熱舒適、建筑節能及電子器件散熱等領域具有重要作用，但傳統材料在環境適應性與多功能協同調控方面仍存在不足。自然界的生物通過長期進化形成了高效且多樣的熱管理機制，為新型熱管理材料設計提供了重要啟示。首先，從光學調控、傳導調控與相變調控3個方面歸納生物體系中的熱管理機制；在此基礎上，系統介紹了近年來仿生熱管理材料的進展，包括通過光譜選擇性調控實現輻射制冷、紅外偽裝和光熱轉換，通過結構調控實現高效隔熱與各向異性導熱路徑構筑，以及基于界面蒸發、液體輸運和相變儲能實現的高效相變熱管理。當前，仿生熱管理材料仍面臨制備工藝復雜、規模化難度大、長期穩定性不足及多功能協同優化困難等問題。未來，應加強多機制耦合設計、跨尺度結構精準構筑及工程化應用導向研究，推動仿生熱管理材料向高性能與實際應用發展。

輻射制冷材料微納結構設計及光譜調控

作者：劉瑞娜1,2，趙思名1，郭震宇1，黃婭1，趙卓菁1，王康康1，張如范1*

1 清華大學化學工程系

2 廊坊師范學院化學與材料科學學院

摘要：輻射制冷是一種新興的零能耗制冷技術，深入研究和開發輻射制冷節能材料對解決能源危機和全球變暖問題具有重要意義。聚焦于輻射制冷材料的微納結構設計及其對光譜調控的關鍵作用，研究材料結構對光散射、傳播、共振等行為的調控，從而實現輻射制冷材料的多波段光譜優化。同時，梳理了輻射制冷材料的周期性、非周期性和仿生型微納結構體系的設計原理、光譜調控策略及制冷性能突破，并總結了輻射制冷材料在光譜調控精準性、環境適應性、規模化制備和產業認知等方面面臨的挑戰。未來，輻射制冷材料的開發在平衡性能與成本、增強環境穩定性和統一測試標準的同時，在以下3個方向具有較大的研究價值和應用潛力：微納結構設計的多尺度精準協同與多功能集成、智能動態調控機制的深化、新型輻射制冷材料體系的開發，以期推動輻射制冷技術從實驗室研究走向規模化應用。

多功能耦合輻射制冷材料的研究進展

作者：張一帆1,2，周玥桐1，鄢定祥2*，馬儒軍1*

1 南開大學材料科學與工程學院

2 四川大學空天科學與工程學院，機器人衛星四川省重點實驗室，空間先進機構與智能飛行器教育部重點實驗室

摘要：被動式日間輻射制冷（passive daytime radiative cooling，PDRC）依托“大氣透明窗口”實現零耗電散熱，但傳統靜態光譜設計難以適應多氣候條件與多樣化應用需求。圍繞PDRC技術的多功能耦合發展路徑，綜述了其在智能熱管理、能量收集及新興功能集成3個方向的研究進展。在智能熱管理方面，介紹了溫度、濕度被動響應及機械力、電主動響應機制，探討了從“持續制冷”向“按需調控”的跨越路徑；在能量收集方面，分析了輻射制冷與溫差發電、摩擦納米發電及大氣水收集的協同策略，揭示了“冷卻?發電?集水”一體化的增效機制；在新興功能集成方面，介紹了光致發光、傳感與結構色設計等耦合方案，闡述了解決著色與冷卻性能矛盾、拓展應用邊界的創新思路。在此基礎上，指出了當前研究在材料性能權衡、長期穩定性、系統集成復雜度、經濟性與環境適應性等方面面臨的共性挑戰。建議未來研究應聚焦于智能響應材料與高效能量轉換結構的協同設計，建立多場景服役性能評估體系，推動多功能耦合輻射制冷技術向自適應、可規?；⒍嗄芑パa的智能平臺發展。

有限天空視角下的建筑表面輻射制冷策略

作者：陳啟祥1，趙東亮1,2,3*

1 東南大學能源與環境學院

2 東南大學碳中和科學技術研究院

3 東南大學碳中和發展研究院

摘要：在建筑密集的環境中，有限的天空視角帶來的環境寄生熱輻射嚴重制約了傳統全向輻射制冷材料的制冷性能。針對這一局限，介紹了面向有限天空視角場景的定向熱輻射策略與關鍵進展。首先，回顧了有限視角下定向輻射制冷的理論探索工作，并探討了利用外置聚光結構與表面形態工程實現定向輻射制冷的宏觀幾何光學策略；其次，聚焦多層平面薄膜和超表面，重點解析定向熱輻射從窄帶向寬帶和單向演進的物理機制，涵蓋表面波相干激發、近零介電常數材料的Berreman模式、法布里?珀羅諧振耦合及空間對稱性破缺等機制，并梳理了基于磁致機械形變、相變材料及半導體熱載流子效應的動態定向熱輻射機制；最后，總結了該領域面臨的高昂加工成本等規模化制造及灰塵沉積等環境耐候性難題，并對未來的發展方向進行了展望，提出應探索低成本制造工藝、開發兼顧太陽光調控能力的多光譜動態定向輻射制冷材料，旨在為提升輻射制冷技術的全場景應用潛力提供理論依據與技術路徑。

研究論文

基于亞波長聚醚酰亞胺/金屬基復合涂層的波長選擇性紅外隱身技術研究

作者：張旭陽1,2，潘亮1,2，李心如1，張璇2，蔡曉東2，文政績2*，邵宇川1,2

1 上海大學微電子學院

2 中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學研發中心

摘要：傳統光學薄膜與超構表面難以滿足低成本、大面積紅外隱身需求。開發了一種基于聚醚酰亞胺（polyetherimide，PEI）/鉻（Cr）的低成本紅外隱身復合涂層。通過轉移矩陣法（transfer matrix method，TMM）理論計算與時域有限差分法（finite difference time domain，FDTD）仿真結合工藝優化，確定最優結構為4.5 μm PEI層/Cr層。實驗驗證該涂層在3~5、5~8和8~14 μm波段的平均發射率分別低至0.26、0.61和0.47，同時實現探測波段隱身與非探測波段輻射散熱。揭示了其紅外響應機制源于PEI化學鍵振動吸收與法布里?珀羅共振的協同作用。PEI材料的高機械性能與低成本工藝支持多場景應用。實驗與仿真結果高度吻合，驗證了設計方法的有效性，為低成本紅外隱身材料開發提供了新思路，在軍事隱身與熱管理領域具有重要應用價值。

CuRu雙金屬改性ZSM?5催化甲烷直接氧化制甲醇研究

作者：安勝欣1,2,3，孔娜1，趙帥博1，周杰4，李勇1，徐康1

1 安徽理工大學化工與爆破學院

2 合肥綜合性國家科學中心能源研究院

3 深部煤炭安全開采與環境保護全國重點實驗室

4 安徽理工大學安全工程學院

摘要：甲烷作為低碳清潔能源，其高效利用對保障能源安全、助力“雙碳”目標實現意義重大。溫和條件下甲烷直接轉化制甲醇是能源催化領域的研究熱點，然而，單金屬催化劑存在對甲烷的 C—H鍵活化難、甲醇產率低等問題。通過離子交換法制備了CuRu雙金屬改性H?ZSM?5催化劑，系統探究了金屬負載量、負載順序，以及反應條件對甲烷制甲醇性能的影響。結果表明，同時負載的1Cu/0.05Ru?ZSM?5催化劑性能最優，在70℃、反應30 min、0.75 mol·L?1 H2O2、3 MPa CH4條件下甲醇收率可達38633.95 μmol·gcat?1·h?1，優于同類單金屬催化劑。表征結果顯示，Cu、Ru在載體上高度分散，通過電子協同作用增強了催化劑對甲烷分子的吸附與活化能力，從而提升了催化性能，為溫和條件下甲烷高效轉化的雙金屬沸石催化劑設計開發提供了理論支撐。

政策建議

以“四位一體”策略驅動中國全球導航衛星系統反射測量產業化升級

作者：金雙根1，賈燕2

1 河南理工大學測繪與國土信息工程學院

2 南京郵電大學物聯網學院

摘要：全球導航衛星系統反射測量（global navigation satellite system reflectometry，GNSS?R）技術憑借其全天候、全天時及廣域覆蓋的優勢，實現了高頻采樣與較高空間分辨率探測，顯著提升了對全球地表環境的時空監測能力。詳細分析了GNSS?R反射測量技術的國內外發展現狀，指出了中國現階段存在的主要問題，包括空間規劃標準不統一、遙感數據管理機制碎片化以及產業應用政策支持不足等。借鑒歐盟Copernicus數據共享機制和美國商業航天發展經驗，提出了一套面向中國GNSS?R技術發展的“四位一體”對策建議。該方案涵蓋建設國家GNSS?R數據中臺、主導GNSS?R國際標準制定、培育星地協同應用生態、推動GNSS?R商業化，旨在為中國GNSS?R技術發展提供系統性解決路徑。該對策建議不僅有助于推動中國從GNSS?R技術領先者向規則制定者轉型，也為提升中國在全球空間治理體系及相關應用領域的話語權提供了重要參考。

多學科交叉項目轉型路徑與策略：基于美國國家科學基金會的多案例比較分析

作者：周紅坊1，林成華2，朱正偉3

1 四川師范大學馬克思主義學院

2 浙江大學中國科教戰略研究院

3 重慶大學土木工程學院

摘要：在科教興國與創新驅動發展戰略持續深化的新時代背景下，多學科交叉項目作為推動國家科技革命與產業革命的核心引擎，戰略地位日益凸顯。然而，中國多學科交叉項目面臨結構性困境，尚未建立起可持續的自主發展機制。為破解這一困境，基于組織變革理論并依托“解凍—轉型—再凍結”框架，以美國國家科學基金會工程研究中心（National Science Foundation's Engineering Research Center，NSF?ERC）中順利轉型的9個多學科交叉項目與未能轉型的3個項目為研究對象，運用多案例比較分析與模糊集定性比較分析（fuzzy?set qualitative comparative analysis，fsQCA）方法，系統剖析多學科交叉項目轉型路徑的組態因果機制。研究揭示，多學科交叉項目轉型呈現出3階段特征。解凍期：凝練戰略注意力，破除制度惰性；轉型期：推行漸進式組織變革，建立多元資助矩陣；再凍結期：鞏固制度，實現可持續創新。最后提出中國多學科交叉項目資助體系的優化路徑，包括國家維度：搭建長期穩定型資助體系；地方維度：構建基于場境實現的資助承接體系；高校維度：完善內部制度供給；整合維度：構建三級聯動產學研共同體。

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《科技導報》創刊于1980年，中國科協學術會刊，主要刊登科學前沿和技術熱點領域突破性的研究成果、權威性的科學評論、引領性的高端綜述，發表促進經濟社會發展、完善科技管理、優化科研環境、培育科學文化、促進科技創新和科技成果轉化的決策咨詢建議。常設欄目有院士卷首語、科技新聞、科技評論、本刊專稿、特色專題、研究論文、政策建議、科技人文等。