專題：金屬材料腐蝕研究

《科技導報》2025年第17期出版了“金屬材料腐蝕研究專題”，刊登了《 》《 》《 》等文章。本專題聚焦 金屬材料腐蝕這一 難題 ，揭示腐蝕防護的前沿創新與發展趨勢，系統回顧了從傳統防護到多元化策略的技術演進，展現了大數據、人工智能等如何驅動防腐技術向“智能診斷與精準預測”的革命性跨越。文章涵蓋熱障涂層、掃描微探針、高熵合金、深海鈦合金等關鍵方向，為讀者勾勒出一幅從基礎機理到智能運維的完整技術藍圖。

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卷首語

01

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侯保榮

作者簡介：侯保榮，海洋腐蝕與防護專家、中國工程院院士，中國科學院海洋研究所研究員，國家海洋腐蝕防護工程技術研究中心主任，研究方向為海洋腐蝕與防護。

侯保榮. 金屬材料腐蝕研究：挑戰、策略與未來[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 1-2.

金屬腐蝕是全球范圍內導致巨額經濟損失（腐蝕損失約占全球國民生產總值的3.4%）與安全隱患的普遍問題，金屬材料腐蝕防護技術的創新是實現有效防護的關鍵，因此必須深入研究腐蝕機理，并積極發展多元化防護策略，通過應用綠色防腐材料、智能化監測預警系統以及大數據分析等先進技術，推動腐蝕防護向智能化、綠色化方向轉型，從而顯著降低經濟損失，保障工程安全與可持續發展。

科技評論

02

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馬佳玉，孫仲恒，趙禹涵，趙虎，郭浩，田禾

作者簡介：馬佳玉，清華大學集成電路學院、中北大學半導體與物理學院，碩士生，研究方向為二維材料柔性傳感；郭浩（共同通信作者），中北大學半導體與物理學院，教授，研究方向為微納光量子傳感與精密測量、微納器件集成及應用；田禾（通信作者），清華大學集成電路學院，副教授，研究方向為基于二維材料（石墨烯、二硫化鉬、黑磷等）的新型微納電子器件等。

馬佳玉, 孫仲恒, 趙禹涵, 等. 二維材料引領后摩爾時代[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 16?21.

本文系統闡述后摩爾時代二維材料（ 在三維空間中僅具有2個維度：長度和寬度，且可自由運動、厚度僅為單個或少數幾個原子層的納米級材料 ）的戰略價值與發展路徑：首先基于量子限域效應、表面無懸掛鍵和超薄溝道三大特性，闡明二維材料突破硅基物理極限的理論潛力；繼而客觀分析其在規模化制備與工藝兼容性方面的現實瓶頸，并指出通過原子級制造、異質集成等前沿技術正在有效彌補這些不足；最終明確二維材料將通過功能層嵌入與硅基技術形成互補融合，而非簡單替代，以此共同驅動集成電路向多維度創新范式演進。

常見二維材料、性質及應用方向

本刊專稿

03

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李眾，張曉虎，程學群，張達威，李曉剛

作者簡介：李眾，北京科技大學國家材料腐蝕與防護科學數據中心，副研究員，研究方向為腐蝕大數據及其應用；李曉剛（通信作者），北京科技大學國家材料腐蝕與防護科學數據中心，教授，研究方向為腐蝕大數據及其應用。

李眾, 張曉虎, 程學群, 等. 腐蝕大數據技術及其智慧工程應用[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 22?33.

本文系統闡述了腐蝕大數據技術作為解決材料腐蝕問題的革命性范式，通過介紹中國在該領域從理論創新、技術體系構建（ 高通量采集、 智能數據庫建設、 挖掘建模與可視化、 共享與物聯網平臺 ）、數據平臺建設（ 粵港澳大灣區分中心、海上風電分中心和智慧鑄管-耐蝕鋼鐵材料數據中心 ）到廣泛工程應用（ 耐蝕鋼研發、高速鐵路、地下管網、海洋工程、跨海大橋、文物保護、電子通信和載人航天 ）的全鏈條發展成果，彰顯了其對于提升國家重大基礎設施和工業裝備安全保障水平、驅動行業智能化轉型的核心價值與巨大潛力。

面對傳統腐蝕監測方法的局限，中國通過發展腐蝕大數據技術，實現了從被動防護到主動預警、從經驗驅動到數據驅動的跨越，并已在實際工程中取得顯著成效，未來將繼續作為關鍵驅動力，推動腐蝕防護領域的進步和智慧社會的建設。

腐蝕大數據的4個主要組成部分

特色專題

04

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吳俊升、胡科峰、董超芳、胡凌越、張博威、范林、肖葵、孫明先、雍興躍、李曉剛

作者簡介：吳俊升，北京科技大學新材料技術研究院，教授，研究方向為材料海洋腐蝕與防護；胡科峰，武漢第二船舶設計研究所；董超芳，北京科技大學新材料技術研究院；胡凌越，武漢第二船舶設計研究所；張博威，北京科技大學新材料技術研究院；范林，中國船舶集團有限公司第七二五研究所海洋腐蝕與防護全國重點實驗室；肖葵，北京科技大學新材料技術研究院；孫明先，中國船舶集團有限公司第七二五研究所海洋腐蝕與防護全國重點實驗室；雍興躍，北京化工大學有機無機復合材料國家重點實驗室；李曉剛，北京科技大學新材料技術研究院。

吳俊升, 胡科峰, 董超芳, 等. 深海極端環境下鈦合金腐蝕科學問題評述[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 77?84.

“鈦合金是永不腐蝕的‘海洋金屬’”是一種傳統認知誤區，本文系統論證了在深海極端環境下，鈦合金結構仍面臨微生物腐蝕、縫隙腐蝕、氫脆、應力腐蝕、腐蝕疲勞等多種局部腐蝕及多因素耦合損傷的嚴重威脅。并呼吁必須重視這些風險，通過實海試驗、模擬研究、計算模擬等多手段結合，重點開展多因素耦合腐蝕研究，以保障深海裝備的長期安全服役。

05

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董樊麗、張兵、楊劍英、李薇薇

作者簡介：董樊麗，上海交通大學材料科學與工程學院、上海交通大學內蒙古研究院，副研究員，研究方向為新材料戰略研究。

董樊麗, 張兵, 楊劍英, 等. 金屬增材制造的前沿技術創新與應用[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 85?99.

本文系統性地綜述了2024年金屬增材制造（3D打印）技術在材料、工藝、智能化及軟件等方面取得的關鍵性突破，這些進步正有效解決其成本、精度和穩定性等傳統瓶頸。同時，文章通過分析其在航空航天、醫療、汽車等核心市場的規模化應用案例，并結合政策支持與未來展望（ 材料創新、全流程自動化、規模化生產、數字化管理 ），論證了該技術已從研發走向實用，正成為驅動制造業向智能、綠色、個性化轉型的核心力量。

金屬增材制造不再是一項前沿概念技術，而是在2024年實現了從“能造”到“造好”、從“小眾”到“規模化”的實質性跨越，奠定了其作為未來智能制造基石的競爭地位。

金屬增材制造在重點行業的新應用

研究論文

06

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范麗亞、王梅、馬介淵

作者簡介：范麗亞，西安交通大學城市學院計算機學院、物聯網智能感知交互平臺陜西省高校工程研究中心，教授，研究方向為 VR/AR 技術及產業。

范麗亞, 王梅, 馬介淵. 擴展現實研究關鍵技術及發展趨勢[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 107?121.

XR產業在2024年已告別單點創新，進入了一個由尖端硬件（Micro LED/Micro OLED顯示、AI+AR）驅動體驗革新、開源軟件（Horizon OS, Android XR）重塑競爭生態、多元化內容（大空間文旅）開拓市場應用三者協同并進的新階段，其發展重心正從技術本身轉向技術與生態的深度融合。

本文系統性綜述了2024年全球及中國XR（擴展現實）產業在硬件（顯示技術、AI融合與交互方式）、軟件（操作系統與3D數據處理）、內容（大空間文旅項目）三大領域取得的全方位、實質性進展，并通過分析代表性技術與應用案例，揭示出產業正朝著“體驗升級、生態開放、應用深化”方向加速邁進的發展趨勢。同時，文章也客觀指出了當前在核心軟件、內容生態與行業融合方面面臨的挑戰，并為中國XR產業未來通過關鍵技術攻堅、產業鏈協同與標準體系建設，以實現高質量生態化發展提供了明確的路徑建議。

2024年國外Snap公司發布的AI+AR眼鏡

07

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張君妍

作者簡介：張君妍，上海交通大學醫學院附屬松江醫院、上海交通大學醫學院附屬松江研究院，副研究員，研究方向為生物基納米復合材料、雜化多孔材料、多功能熒光探針、腦腫瘤力學調控。

張君妍. 納米復合藥物治療腦腫瘤研究熱點與挑戰[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 122?131.

面對GBM（膠質母細胞瘤）因其復雜的生物學特性（異質性、侵襲性、干細胞特性）和獨特的免疫抑制微環境（包括與神經系統的相互作用）導致的傳統治療困境，納米復合藥物憑借其高效穿越血腦屏障、多功能集成與智能控釋的三大核心優勢，能夠實現多模態協同治療與診療一體化，已在多項前沿研究中證實能顯著提升治療效果。

盡管其產業化仍面臨生產、安全、監管與成本等多重挑戰，但未來通過與AI、多組學、先進模型等前沿技術深度融合，有望推動GBM治療進入一個全新的“精準納米醫學”時代。

代表性納米載體及藥物負載簡圖

政策建議

08

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湯瑞瑜、宋潔、朱廣宇、莊明浩、楊易

作者簡介：湯瑞瑜，重慶大學環境與生態學院，碩士研究生，研究方向為農業對生物多樣性影響評估；楊易（通信作者），重慶大學環境與生態學院，教授，研究方向為氣候變化對農業系統的影響和可持續健康飲食的環境效益分析等。

湯瑞瑜, 宋潔, 朱廣宇, 等. 氣候變化對可持續農業的挑戰及對策[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 132?140.

應對氣候變化對農業的挑戰，必須摒棄單一維度的解決思路，轉而采取一種整合“生產-供應-消費”全鏈條、協同“技術-政策-市場-行為”多層面的系統性方案，從而實現農業系統與地球生態邊界之間的和諧共生。

本文從地球系統科學的行星邊界框架出發，系統解析了氣候變化通過水資源、土地、生物多樣性、氮磷循環和溫室氣體排放等多重路徑加劇農業生態環境壓力的復雜機制，并針對性地構建了一個涵蓋生產技術（氣候智慧型農業及一系列可持續管理實踐，如間歇性灌溉、精準施肥、豆類輪作等）、供應鏈（物流綠色轉型、循環經濟模式、供應鏈數字化、政策保障）、消費模式（引導購買低碳食品、減少食物浪費、健康飲食、對高碳食品征稅等）、科技創新（人工智能、納米技術、基因編輯、垂直農業等）與政策體系的多維度、全鏈條應對策略框架，旨在推動農業在氣候變化背景下轉向具有氣候韌性和環境可持續的發展路徑。

全球升溫3℃情景下作物受綠水資源短缺影響的區域預測

科技人文

09

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陳彪，焦宇昊，申夢茹，彭安婷，朱玥瑋，芮楊夢琳，王春秀，郝鋅穎*

作者簡介：陳彪，中國科學技術大學科技史與科技考古系，副教授，研究方向為科技史、科技考古；郝鋅穎（通信作者），中國科學技術大學科技史與科技考古系，副研究員，研究方向為科技史、文物保護。

陳彪, 焦宇昊, 申夢茹, 等. 微小 RNA，大時代：安布羅斯與魯夫昆的科研征途及啟示[J]. 科技導報, 2025, 43(17): 141?144.

本文系統梳理維克托·安布羅斯和加里·魯夫昆發現miRNA并獲得諾貝爾獎的完整科研歷程，生動揭示了重大科學突破背后所蘊含的三大核心要素——研究者對未知世界純粹而持久的探索熱情、坦然面對迷茫與挫折的堅韌心態，以及巧妙選擇模式生物以簡化復雜問題的科學智慧，從而啟迪科研工作者，真正的科學進步往往源于對興趣的堅守與長期的積累，而非即時的學術回報。

在充滿不確定性的探索中，保持好奇、堅韌與策略，是穿越漫長“前夜”、最終抵達光明彼岸的關鍵。

維克托·安布羅斯（左）和加里·魯夫昆（右）

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