12月8日，由中国科学院科技战略咨询研究院、中国科学院文献情报中心与科睿唯安联合举办的“2021研究前沿发布暨研讨会”在北京举行，会上向全球发布《2021研究前沿》报告和《2021研究前沿热度指数》报告。
《2021研究前沿》报告，遴选展示了在农业科学、植物学和动物学、生态与环境科学、地球科学、临床医学、生物科学、化学与材料科学、物理学、天文学与天体物理学、数学、信息科学、经济学、心理学及其他社会科学等11个高度聚合的大学科领域中较为活跃或发展迅速的110个热点前沿和61个新兴前沿，较为客观地反映了相关学科的发展趋势。
一、生态与环境科学领域
生态与环境科学领域的Top 10热点前沿主要分布在生态科学和环境科学两个子领域，全球性的生态环境问题及新冠肺炎疫情相关的生态环境问题是主要关注点。
具体来看，环境科学子领域的热点前沿主要涉及新冠肺炎疫情相关环境研究，空气污染相关研究，及全氟化合物、汞、微塑料等全球性传统和新污染物的环境特征、风险与控制研究。2020 年新冠肺炎疫情在全球肆虐，该领域的2 个热点前沿展现了新冠肺炎疫情与环境的相互影响，包括“空气、水体、物体表面等环境中新型冠状病毒的检测与传播”和“新冠肺炎疫情期间的封锁隔离措施对空气质量的影响”。
空气污染是2021 年热点前沿的焦点，相关前沿包括3 个，分别是“低成本大气颗粒物传感器性能评估”、“气溶胶与大气边界层相互作用及其对空气质量的影响”和“全球空气污染造成的死亡率和疾病负担估计”。其中，“气溶胶与大气边界层相互作用及其对空气质量的影响”相关研究曾入选2020年的热点研究前沿。此外，“新冠肺炎疫情期间的封锁隔离措施对空气质量的影响”也同时是空气污染相关的前沿。
全球性污染物相关前沿包括“燃煤及工业烟气中汞污染的消除”、“微塑料在土壤中的暴露及对土壤生态系统的影响”和“全氟和多氟烷基化合物的分布、暴露、毒理和污染控制技术”。这三个前沿所涉及污染物均是在全球范围内带来重大、长期生态环境风险，受到全球关注的典型污染物，多年入选环境领域的热点前沿。如汞污染相关研究分别在2016、2017、2020年入选热点前沿；微塑料污染相关研究分别在2015、2016、2017、2020 年入选热点前沿；全氟化合物相关研究在2020 年和2021 年连续被列入热点前沿。
生态与环境领域的重点热点前沿包括“昆虫衰退现状、灭绝危机与驱动因素”“全氟和多氟烷基化合物的分布、暴露、毒理和污染控制技术”。
生态与环境科学领域有2 个方向入选新兴前沿，即“气候环境因素对新冠肺炎疫情的影响”“大气二氧化氮水平与新冠肺炎死亡率升高相关”。
二、地球科学领域
地球科学领域Top10 热点前沿中有4 个属于地理学相关研究，3个属于地质学，3 个属于大气科学研究。从研究主题上看，地球科学领域Top 10 热点前沿更加聚焦全球气候变化。其中，利用地球系统模型开展的气候敏感性评估和全球气候变化研究等主题自2015 年起已4 次入选《研究前沿》报告，展现出地学界对人类活动与气候变化研究的持续关注。从研究方法上看，利用天基探测平台开展地球科学研究的特点更加突出，再次印证了遥感和信息技术进步对地球科学发展的巨大推动作用，例如：基于数字高程模型的高亚洲冰川质量变化研究，基于多个卫星数据的全球火灾排放评估，基于日光诱导叶绿素荧光卫星数据的植被总初级生产量评估，全球降水数据集的研制与评估，卫星土壤湿度数据产品评估与验证等。
地球科学领域的重点热点前沿包括“基于多个卫星数据的全球火灾排放评估”“全球降水数据集的研制与评估”。
地球科学领域有1 项研究入选新兴前沿，即“洞察号对火星地震的探测研究”。
三、化学与材料科学领域
2021 年化学与材料科学领域Top10 热点前沿主要分布在有机合成、先进材料、生物化学等方面。与2013-2020 年相比，2021 年Top10 热点前沿中超过半数的前沿属于首次入选，即使曾经出现过的研究主题在今年其研究方向也发生了迁移。在有机合成方面，氮杂环卡宾催化去年曾入选Top10热点研究前沿，2021 年突出了光和氮杂环卡宾的协同催化；二氧化硫插入策略合成磺酰类功能分子、非共价相互作用（卤键、硫键等）及不对称合成轴手性化合物三个研究方向均是首次出现。
先进材料方面，钙钛矿材料的研究一直是近年来的热点，2013-2020 年主要研究其作为电池材料和光学晶体材料在太阳能电池和光电探测器领域的应用，2021 年重点关注了其铁电性质；基于水凝胶的应变传感器曾是2020 年的热点前沿，2021 年在其抗干燥、热稳定性及机械稳定性等性能提升方面做了较多研究；电磁波吸收材料曾是2016 年的新兴前沿，重点关注了具有壳核结构的电磁波材料，2021 年重点关注了具有棒状、花状及层状结构复合物对电磁波的吸收性能；无铅储能陶瓷曾是2020 年的热点前沿，重点研究了无铅钙钛矿铁电储能陶瓷材料，2021 年重点关注了无铅弛豫铁电储能陶瓷材料。生物化学方面，化学动力学疗法和光电化学生物传感器均是首次入选研究前沿。
化学与材料科学领域的重点热点前沿包括“非共价相互作用（卤键、硫键等）”“化学动力学疗法”。
在化学与材料科学领域共有3项研究入选新兴前沿，1 项聚焦化学原理在病毒检测中的应用，即“化学传感器在新型冠状病毒检测中的应用”；1 项聚焦新型塑料的研发，即“新型塑料vitrimers 的制备和性质研究”；还有1 项侧重于海水淡化材料的研制，即“聚酰胺纳米膜用于海水淡化”。这三个前沿方向均是首次进入新兴研究前沿。
《2021研究前沿热度指数》在《2021研究前沿》基础上，评估了中国、美国、英国、德国、法国和日本等国家在上述研究前沿中的表现。报告显示，2021年，在11大学科领域整体层面，美国仍最为活跃；中国继续稳居第二，而且与美国的差距进一步缩小；英国、德国和意大利分别列第三、第四和第五。
发布《2021研究前沿》是中国科学院“发挥好国家高端科技智库功能，把握世界科技发展大势”的重要举措。为了在学术化、专业化基础上向公众传播科技前沿主要进展与发展趋势，充分体现中国科学院作为国家高端科技智库的前瞻和引领作用，从2014年开始，中国科学院战略情报研究团队与科睿唯安公司合作，面向全球发布《研究前沿》系列年度研究报告，成为中国科学院国家高端科技智库的品牌成果，为决策者和专业人员服务。
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