2019年，非金属及金属掺杂和负载的炭电极材料在水分解、H₂O₂合成、燃料电池、金属-空气电池等领域的应用研究是一个热点，主要集中在非金属掺杂炭材料和单原子金属（M）-N-C材料的制备、原理及相关催化反应机制。采用含掺杂元素的有机前驱体高温热解法，正在成为重要的相关材料制备方法。

水是生命之源，水环境安全是人类生存与发展的必要条件。2019年，水污染控制、地表水生态环境、地下水环境保护等领域科技进展显著。本文围绕水资源、水生态、水环境，介绍了2019年生活污水与工业废水污染控制、地表水生态流量与氮排放限值、地下水资源保护与污染防控等方面的全球科技研究热点及亮点工作，回顾了中国水环境安全的2019年。

生态城市研究在2019年保持着持续高涨的研究热度。以自然生态为切入点，结合城乡规划建设、城乡规划学及其相关学科，盘点了国内外生态城市在区域层次、城区层次、生态社区与住区层次、生态建筑与群组、生态景观和新技术在生态城市研究的运用等6个方面的研究成果；总结了国内外生态城市建设成果经验。

通过综述2019年虚拟现实领域在硬件、软件平台、内容、应用服务等方面取得的重要研究进展和发生的热点事件，展望了虚拟现实硬件小型化、移动化、无线化、长续航的发展趋势，VR内容场景丰富化、生产规模化、流程规范化、品牌化的发展方向，以及应用服务价值化、纵深化、个性化的发展趋势。

2019年地下空间工程在工程建设和技术进步方面取得了一系列成果。以重点工程为背景，介绍了超大直径盾构隧道的施工难点和技术突破；依托大型项目，分析了地下综合体的功能定位和设计趋势。由于地下工程事故现象频发，指出了目前国内对工程风险管控的不足。结合国内智能化地下工程的研究热点，介绍了信息化技术在地下空间中的应用。

2019年，医疗机器人领域的产品化和标准化加速发展。国内外多项手术机器人产品通过了监管机构审批；ISO/TC299发布了两项涉及手术机器人和康复机器人的国际标准。在5G通信支持下，远程机器人手术再次成为关注点。新型交互机构、人工智能、虚拟现实以及新一代通信等技术持续融入医疗机器人开发过程，数据驱动下的智能化人机协作正在成为医疗机器人的研究特色。医疗机器人的临床需求牵引、医工联动创新的特色得到了进一步巩固。

在科技创新牵引和管控政策的推动下，无人机产业焕发出新的活力。2019年，无人机自主控制及应用技术又取得长足发展，呈现出一些新的发展态势。从无人机新战略、无人机赛事、技术革新、实战化等多个角度，对2019年无人机的科技热点及发展趋势进行了总结。分析表明，无人机集群智能作为一项颠覆性技术和作战理念，将成为未来无人机研究发展的重要方向。

2019年，人工智能学科各分支取得了一系列进展，并在众多领域得到广泛应用。遴选5G通信网络、区块链技术、脑机接口技术、AI芯片、AI教育、人脸识别、军事智能化等作为代表，回顾了2019年人工智能领域的热点事件。

从政府政策环境、企业行动、示范运行等方面回顾了2019年氢燃料电池汽车的热点；阐述了氢燃料电池催化剂、膜、膜电极、双极板、电堆的关键技术、研究成果及产品工程开发进展；提出了中国氢燃料电池发展建议。

清洁能源开发研究在2019年继续保持火热的发展劲头，取得了一系列丰硕的研究成果。小分子催化转化研究为实现清洁能源融合发展，能源系统零排放持续发力；太阳能电池的稳定性和效率突破不断，燃料电池技术逐渐完善以及大数据与机器学习引入锂电池领域进一步促进新能源汽车时代的到来。本文评述了小分子催化转化，太阳能电池、燃料电池、锂电池及生物质能等能源技术在2019年取得的一些进展，并对目前清洁能源的发展状况进行了分析与总结。

介绍熔盐电解法制备硅材料及其在能源领域的应用，并回顾其2019年的基础研究进展。熔盐电解方法可以在较温和的温度下通过电化学还原氧化硅实现硅纳米材料的大规模制备，得到的硅纳米材料纯度和形貌可控，能够用于硅基光伏材料以及锂离子电池负极材料。

由中国科学院、中国工程院主办，中国科学院学部工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社承办，中国科学院院士和中国工程院院士投票评选的2019年中国十大科技进展新闻、世界十大科技进展新闻，2020年1月11日在北京揭晓。

回顾了2019年临床心理学领域的研究热点，包括：心理健康素养的概念扩展与深入研究，正念疗法的脑机制研究进展和应用效果，运动对心理健康的促进作用，健康饮食对心理健康的促进作用，空气、绿化等环境因素对心理健康的影响，人工智能在精神卫生领域的应用，游戏成瘾纳入国际疾病诊断分类标准，研究生群体心理健康问题引发关注。

环境材料自20世纪90年代兴起以来，一直是材料科学与技术研究的重要内容之一。研究和发展环境材料，减少环境污染，降低材料环境负担，提高资源能源效率，是材料科学工作者义不容辞的责任。2019年，环境材料研究取得了一系列重要的进展。回顾了2019年环境材料领域研究热点，概述了相关研究团队的代表性工作成果，展望了环境材料未来的发展方向。

恶性肿瘤是严重威胁人们健康最主要的慢性非传染性疾病，因此抗肿瘤新药研发成为新药研发的重点领域。近年来随着国家政策扶持和经济社会的持续发展，中国自主研发抗肿瘤新药的能力不断提高。2019年，一些新的国产抗肿瘤新药上市并开始临床应用，给患者提供了更多的治疗选择。本文从生物类似药、免疫治疗药物、靶向药物及抗血管生成药物等方面盘点了2019年上市的部分抗肿瘤新药的研究成果。

高性能纤维复合材料作为典型的先进纤维复合材料，无论在军用还是民用领域都拥有极为广泛的应用前景，近年来已成为世界各国研究的热点和重点。通过回顾2019年全球范围内高性能纤维复合材料在新产品、新工艺以及新市场等方面取得的科技进展，对美国、日本、欧洲和中国高性能纤维复合材料的研究重点进行了总结并分析了未来高性能纤维复合材料的发展趋势。

深空探测是空间科学探索与发现的重要方式之一。2019年全球在轨工作的深空探测任务有29个，皆为非载人航天任务，主要开展了月球、火星和小行星等的探测、深空太阳观测及日-地L1点空间天气监测和L2点空间天文观测。在纪念人类登月50周年之际，美国加快推动重返月球的阿尔忒弥斯计划，中国嫦娥四号任务着陆器和玉兔二号月球车对月球背面的就位探测和巡视勘察陆续产出一批国际关注的科学成果。美国新视野号任务飞掠柯伊伯带小天体“2014 MU69”的首个科学成果揭示了该“接触双星系统”的发展、地质与构成。日本隼鸟二号任务完成对“龙宫”小行星的两次采样探测、启程返回地球。除了“史诗级”的太阳探测帕克号任务，被“遗忘”在L1点的多个超期服役的空间天气监测科学任务如SOHO、WIND等表现依然稳定和出色。2020年，人类将迎来探测火星的新发射窗口，中国、美国和欧洲等即将实施的多个火星任务引人注目。

微纳米尺度下材料的力学性能与样品的尺寸和表界面等物理量密切相关，因此纳米材料的力学性能可以在很大范围内进行高效的调节，使得纳米材料能够拥有超轻、超硬、以及高断裂强度和高韧性等卓越的力学性能。从尺度缺陷效应和生长机理、屈曲机理分析和应用、界面力学性能和应用、生物和软物质力学性能、软体机器人、机器学习等方面盘点了微纳米力学2019年取得的研究成果。

概述了2019年临近空间科学技术的研究热点：在临近空间原位进行科学探测的高空科学气球扮演了主角；其他临近空间飞行器在平台技术研究与试验方面也取得了不同程度的进展；多型高超声速飞行器已经装备部队；太空旅游商业公司维珍银河上市，商业化的太空旅游又近了一步。

近200年以来，科学飞速发展，成为推动历史发展的根本力量。科学与技术的结合日趋紧密，日新月异的科学技术对生产力发展的作用和对人类生活的影响达到了前人无法想象的地步，已经成为第一生产力。

随着激光的诞生，光学已渗透到人类生活的方方面面。盘点了未来可能会对人类生存及生活方式产生巨大影响的微纳光学、超强激光、成像技术、量子通信、太赫兹技术、光学通信、生物光子学、人工智能用于光学检测8个光学技术研究领域，回顾了这些领域在2019年的重大进展。