（節(jié)選）
本文由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家科學(xué)圖書(shū)館黃矛研究員撰寫(xiě)。作者以美國(guó)科學(xué)信息研究所（ISI）出版的雙月刊《科學(xué)觀察》（Science Watch）所提供的科學(xué)引文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)介紹了一年來(lái)國(guó)際上物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)四大學(xué)科中最受人們關(guān)注和最新出現(xiàn)的前沿?zé)衢T課題，其相關(guān)論文的引用頻次均曾進(jìn)入或多次進(jìn)入這一時(shí)期6次公布的前10名排行榜。與以往的情況相比既有相似又有區(qū)別，主導(dǎo)這四大領(lǐng)域前沿的最熱門分支是物理學(xué)中的天文學(xué)和單原子石墨薄片，化學(xué)中的納米科學(xué)技術(shù)、固態(tài)多孔材料以及催化與反應(yīng)，生物學(xué)中有關(guān)T細(xì)胞和基因的研究，醫(yī)學(xué)中的癌癥、糖尿病和心血管疾病。
1．物理學(xué)
在過(guò)去一年的物理學(xué)熱門課題中，有關(guān)天文學(xué)的研究再一次占據(jù)了絕對(duì)的主導(dǎo)地位，在6次前10名的排行榜中幾乎占總出現(xiàn)次數(shù)的一半，研究重點(diǎn)還是圍繞著宇宙論和天體演化，其中，關(guān)于幾項(xiàng)重大的巡天性觀測(cè)的報(bào)道在熱門論文中出現(xiàn)最頻繁，這包括斯隆數(shù)字巡天、二微米全天空巡天以及超新星遺跡巡天。這一時(shí)期，天文學(xué)領(lǐng)域新出現(xiàn)的一個(gè)極其引人注目的熱門課題就是美國(guó)航空航天局的“深度撞擊”研究任務(wù)，其主要宗旨在于深入到彗星的完全未知的性質(zhì)的領(lǐng)域。
天文學(xué)領(lǐng)域的另一個(gè)備受關(guān)注的前沿課題就是威爾金森微波各向異性探測(cè)器（WMAP）頭3年的觀測(cè)結(jié)果，其有關(guān)論文在這一時(shí)期物理學(xué)熱門課題前10名排行榜中連續(xù)3次雄居榜首。論文中的結(jié)果標(biāo)志著這項(xiàng)為時(shí)6年的觀測(cè)計(jì)劃的中期階段的成就，它已經(jīng)顯著地改進(jìn)了對(duì)6個(gè)關(guān)鍵宇宙學(xué)參數(shù)的測(cè)量，并提供了有利于一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的宇宙學(xué)模型的無(wú)懈可擊的證據(jù)。通過(guò)將WMAP與其它測(cè)量結(jié)合，有可能對(duì)宇宙的幾何形狀、暗能量的本性以及最終變?yōu)楫a(chǎn)生星系的引力浪潮的原始波紋的生成機(jī)制提供重要的限定。
半導(dǎo)體量子點(diǎn)中受控自旋的研究也是物理學(xué)熱門論文前10名排行榜中多次出現(xiàn)的課題。半導(dǎo)體中自旋的電控制可說(shuō)是一項(xiàng)突破性的進(jìn)展，它可能為量子計(jì)算的實(shí)現(xiàn)鋪平道路。
物理學(xué)領(lǐng)域的其它熱門課題還包括石墨薄片的特性、聚合物光電池、高能粒子物理、VIM法解非線性方程、歐洲熱浪對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響等。
2.化 學(xué)
化學(xué)領(lǐng)域的前沿?zé)衢T課題與前幾年相比沒(méi)有顯得那么分散，有關(guān)的分支領(lǐng)域主要集中在納米材料和納米技術(shù)及其應(yīng)用、固態(tài)多孔材料、離子液體的性質(zhì)、催化作用和反應(yīng)。與納米科技有關(guān)的研究成果的報(bào)導(dǎo)在6次熱門論文前10名排行榜中幾乎占總出現(xiàn)次數(shù)的40%。前一階段頻繁出現(xiàn)在化學(xué)熱門課題前10名排行榜中的一篇題為“用染料敏化氧化鋅納米線以提高光電池效率”的論文，在這一時(shí)期終于登上了排行榜之首。染料敏化的光電池的商業(yè)潛力是巨大的，下一步是要借助增加納米線的表面積來(lái)提高這種電池的效率，最好的辦法可能是吸收更高密度的染料分子。
金納米材料的各種應(yīng)用是這一時(shí)期多次出現(xiàn)的熱門課題。金元素在通常狀態(tài)下是不活潑的，但納米結(jié)構(gòu)的金，如金納米顆粒和金納米棒則具有特殊的活潑性，從而具有相應(yīng)的特殊用途。例如，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)可以將金納米棒的光學(xué)性質(zhì)與光熱性質(zhì)結(jié)合起來(lái)用于癌癥的診斷和治療。金納米顆粒則可用作催化劑。此外，由低核苷酸改性的金納米顆粒也可以用來(lái)進(jìn)行細(xì)胞內(nèi)基因的調(diào)控，故具有生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用前景。
對(duì)離子液體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的研究是這一時(shí)期化學(xué)領(lǐng)域另一個(gè)頻繁出現(xiàn)的新的熱門課題，一度曾有4篇相關(guān)的論文同時(shí)進(jìn)入前10名排行榜，其中有一篇還躍居榜首?；瘜W(xué)家發(fā)現(xiàn)了許多離子液體的新特性，其中最令人驚訝的是，離子液體居然也具有揮發(fā)性，它們可以蒸發(fā)，可以蒸餾，這一發(fā)現(xiàn)推翻了離子液體不可能有可測(cè)量的蒸汽壓這一普遍承認(rèn)的信念。這一新發(fā)現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)的角度看，打開(kāi)了研究離子液體在氣相狀態(tài)下的行為的大門；從特殊應(yīng)用的角度看，可將離子液體的回收與純化應(yīng)用于高級(jí)復(fù)合材料、醫(yī)藥以及生物醫(yī)學(xué)產(chǎn)品等方面。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，由離子組成的溶劑不僅能為化學(xué)，而且能為物理學(xué)甚至生物學(xué)帶來(lái)大的變革，也能在可持續(xù)、無(wú)污染的化工領(lǐng)域中發(fā)揮積極作用。
化學(xué)領(lǐng)域的其它熱門課題還包括密度函數(shù)的設(shè)計(jì)、過(guò)氧化氫的直接合成、摻氮二氧化鈦的光活性、液晶半導(dǎo)體聚合物、分子電子存儲(chǔ)器等
3. 生 物 學(xué)
有關(guān)基因的研究與以往幾年一樣在生物學(xué)前沿?zé)衢T課題中依然占據(jù)著顯著的地位，在6次前10名排行榜中出現(xiàn)的總次數(shù)約占三分之一。但這一時(shí)期的不同之處表現(xiàn)在對(duì)T細(xì)胞的研究課題在熱門論文中出現(xiàn)得最頻繁，其中最為突出的是關(guān)于T輔助細(xì)胞和T調(diào)控細(xì)胞的研究論文，它們?cè)谏飳W(xué)熱門論文前10名排行榜中每次平均出現(xiàn)3次以上，最后連續(xù)占據(jù)著榜首的地位?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，一般的T細(xì)胞如何能轉(zhuǎn)變?yōu)門reg或Th17細(xì)胞，而究竟轉(zhuǎn)變?yōu)槟姆N細(xì)胞取決于T細(xì)胞分化被引發(fā)時(shí)的具體條件。
這一時(shí)期新出現(xiàn)的另一個(gè)關(guān)于T細(xì)胞的生物學(xué)熱門課題就是慢性病毒感染中CD8 T 細(xì)胞功能恢復(fù)的途徑。由于發(fā)現(xiàn)了對(duì)T細(xì)胞能力喪失的基本原理，將有助于找到一條治療途徑，以幫助身體清除持續(xù)不斷的慢性感染，如乙型肝炎、丙型肝炎、HIV感染等。
二型糖尿病與變異基因的關(guān)系也是這一時(shí)期新出現(xiàn)的生物學(xué)熱門課題。近年來(lái)人們將許多環(huán)境和遺傳因素與二型糖尿病聯(lián)系起來(lái)，但迄今沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一個(gè)是強(qiáng)烈地相關(guān)。不久前科學(xué)家首次清楚地識(shí)別了一個(gè)變異基因，它使攜帶者具有較強(qiáng)的患二型糖尿病的傾向。他們注意到染色體10中TCF7L2基因的一個(gè)特定的標(biāo)記DG10S478明顯地與該疾病聯(lián)系在一起。但這一發(fā)現(xiàn)對(duì)該疾病治療和預(yù)防方面的潛在意義可能還有待進(jìn)一步研究。
生物學(xué)的其它熱門課題還包括酪氨酸激酶變異、鉀離子通道的晶體結(jié)構(gòu)、組蛋白去甲基化、人類胚胎干細(xì)胞發(fā)育的調(diào)控、小鼠神經(jīng)變性、miR引起程序化死亡等。
4.醫(yī) 學(xué)
這一時(shí)期醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前沿?zé)衢T課題主要集中于癌癥治療和抗癌藥物、糖尿病及其治療藥效、心血管疾病、超重與肥胖，黃斑病變等。這些課題中有關(guān)癌癥的研究在熱門論文的前10名排行榜中仍然占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位，所涉及的范圍主要包括乳腺癌、肺癌、腎癌和鱗狀細(xì)胞癌，其中有關(guān)乳腺癌及其藥物治療的研究成果在熱門論文中出現(xiàn)得最頻繁。一個(gè)簡(jiǎn)稱為EBCTCG的早期乳腺癌治療的大規(guī)模隨機(jī)臨床試驗(yàn)計(jì)劃于20多年前開(kāi)始啟動(dòng)，迄今它對(duì)這種多發(fā)病的臨床實(shí)踐和對(duì)患者治療的深遠(yuǎn)影響已逐步顯現(xiàn)。此外，癌癥治療應(yīng)該根據(jù)患者及其腫瘤的分子和遺傳特性來(lái)進(jìn)行配合的觀點(diǎn)也正在受到關(guān)注。
在這一時(shí)期，對(duì)于治療老年性黃斑變異藥物的研究論文不只一次地出現(xiàn)在前10名排行榜中。該疾病是導(dǎo)致眼睛失明的重要原因?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，患者視網(wǎng)膜后面新血管的生長(zhǎng)對(duì)視力形成負(fù)面影響，所以可施用血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）抑制劑類藥物進(jìn)行治療。一種稱為貝伐單抗的單克隆抗體是常用于直腸癌治療的這類藥物，但近年來(lái)也將這種藥物施用于黃斑變性患者。科學(xué)家在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)這種藥物能使視網(wǎng)膜厚度和視力均得到明顯的改進(jìn)，并且未發(fā)現(xiàn)明顯的全身性或?qū)ρ劬Φ母弊饔谩?/p>
對(duì)二型糖尿病的遺傳學(xué)的研究在這一時(shí)期不僅是生物學(xué)的而且也是醫(yī)學(xué)的熱門課題?？茖W(xué)家通過(guò)全基因組關(guān)聯(lián)性研究，迄今已識(shí)別10多種與二型糖尿病有關(guān)的危險(xiǎn)性基因座。他們認(rèn)為患二型糖尿病的風(fēng)險(xiǎn)取決于許多基因變異和環(huán)境因素的綜合效應(yīng)。從治療學(xué)的角度來(lái)看，這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于理解正常和反常的葡萄糖體內(nèi)平衡機(jī)制有重要意義。
醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的其它熱門課題還包括治療精神分裂癥的藥物、腸炎疾病基因、青霉素抵抗的金黃色葡萄球菌感染及相應(yīng)的抗生素等。
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