编者按  环顾当今世界，新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起，全球科技创新呈现新的发展态势，基础研究精彩纷呈，学科交叉特征突出。在“十二五”和“十三五”起承转合之际，北京市自然科学基金对其资助项目在“十二五”期间产生的优秀成果进行了认真梳理，既是对优秀成果的一次巡礼，亦是对基金工作的一次审视。

    本专题将分四个系列（前沿热点、理论实证、应用前景、人才团队等）对北京市基金“十二五”期间优秀成果进行展示。

    近年来，北京市自然科学基金（以下简称“市基金”）加强科学前沿探索布局，力争在更多领域引领首都科学研究方向，着力培育源头创新能力，更好地为国家其他重点科技方向孕育源头知识、提供成果储备。

    栉风沐雨，人才蔚起。伴随着北京市基础研究工作的日益繁荣，市基金对首都基础研究的前沿推动作用也日益凸显。以每亿元资助额度计，市基金资助项目“十二五”期间论文产出量位居省部级基金第二位，国际论文H指数位居省部级基金第一位。“十二五”期间共发表SCI检索论文8756篇，在Science、Nature、Cell、PNAS等世界顶级期刊均有文章发表，其中，16.0%的论文发表在影响因子大于5的期刊上，市基金在国际前沿领域影响力日益显著。

    强化前沿热点布局，推动领域创新突破

    为了推动首都基础研究在前沿热点和理论研究方面挖掘更多科技力量，产出更多成果，市基金通过创新指南编制方式、增设重点研究专题等改革措施，围绕北京市的特点，紧密结合首都地区发展需求,强化前沿热点布局，在基础研究前沿热点领域取得了诸多创新性突破。

    利用太阳能光催化分解水制氢是最清洁的制氢途径，被称为“21世纪梦的技术”，受到世界各国科学家的高度重视。除了催化加氢反应，将氢气直接高效转化为电能的氢燃料电池技术一直被认为是解决未来人类能源危机的终极方案，也是该领域研究需要攻克的难题。在市基金的连续支持下，中国科学院理化技术研究所张铁锐研究员课题组以能源催化材料为研究主线，开展了适用于太阳能光解水制氢、催化加氢合成以及氢燃料电池氧还原反应等方面的研究工作，有效提高了光催化材料对可见光的吸收率，并实现了廉价、高活性、高稳定性和抗中毒性的非贵金属碳基氢燃料电池氧还原反应催化材料的理性设计与可控合成，打破了纳米催化材料领域的研究瓶颈。在国际权威期刊发表SCI论文58篇，13篇论文入选“ESI高被引论文”，10篇被选为封面、封底或扉页论文。研究成果多次被Materials Views等科学媒体作为研究亮点报道。

    在材料科学与凝聚态物理领域，原子层次认知材料微观结构变化与其物理性能的关联性是国际瓶颈性难题。北京工业大学韩晓东研究员课题组基于透射和扫描电子显微镜，原创性地发展了原子/纳米尺度材料微观结构变化—物理性能一体化研究平台，并将其发展为普适于各种材料的研究平台。将材料力学行为动力学表征方法的空间分辨率由纳米提高至皮米尺度，实现了近3个数量级的飞跃，填补了该领域国际空白。研究成果发表在Nature Communications等领域顶级期刊，在国际上引起广泛关注，部分成果被Nature Materials专题亮点报道，并使用新的专有名词“Hyperelastic（超弹性）”对研究成果进行阐释，指出发现的超大晶格应变是体材料的100倍。

    培育源头创新能力，促进优势学科发展

    据介绍，根据我国基础研究转型发展需求和科研队伍发展状况，市基金遵循基础研究特点和规律，运用宏观调控手段，有效发挥资助率和资助强度的杠杆调节作用，不断培育源头创新能力，促进优势学科发展，引导首都科学群体向科技前沿发起攻坚,研究成果获得国际认可。

    市基金自1990年成立伊始就对首都神经科学学科提供了鼎力支持，26年来，市基金对该学科的发展产生了重要的促进作用，如首都医科大学神经科学团队取得大批丰硕成果，并于2002年获批国家重点学科。“十二五”期间，在市基金的支持下，首都神经科学学科再取得重大进展。首都医科大学和北京航空航天大学双聘教授李晓光课题组于2015年在世界顶级期刊PNAS发表两篇关于脊髓损伤修复方面的论文，原创性的首次证明，生物材料可激活成年动物体内休眠状态的神经干细胞分化为新生神经元修复损伤。研究成果获得了2013年诺贝尔生理或医学奖获得者美国斯坦福大学教授SüDHOF Thomas C.的高度评价：是迄今为止，最接近临床应用的方法。

    北京师范大学贺永教授的认知神经科学研究团队在市基金等项目资助下，通过采用多模态磁共振图像大数据，建立了规范的活体人脑网络模型构建、拓扑描述、可重复性评价和疾病模型验证计算方法体系，揭示了人脑网络连接的生理基础，在人脑连接组学这一国际重要前沿课题取得了创新性突破。成果论文发表在PNAS等国际权威期刊，其中4篇论文入选“ESI高被引论文”。研究成果促进了国际神经影像和人脑连接组学计算领域的发展，为重大脑疾病的影像学研究提供了方法学依据，具有重要的科学意义与临床价值，得到国际同行的广泛认可：美国华盛顿大学和明尼苏达大学联合承担的人脑连接组项目官方主页将成果论文选作推荐阅读；成果论文和插图多次入选美国高校教科书等。

    市基金相关负责人表示，“十三五”期间市基金将进一步深化科技体制改革，积极推动基金探索形成以自由探索和需求导向并重、支持项目和培养人才并重、财政投入和社会投入并重的工作格局；聚焦全国科技创新中心建设中已经明确的重点研究领域，引导科技人员针对量子计算、第三代半导体、脑科学、3D打印、智能机器人、石墨烯等前沿领域的关键科学问题开展创新性研究；与北京市重点科技计划形成前后端对接机制，推动基础研究从“跟跑”“并跑”向“领跑”转变，为重点前沿领域形成知识高地提供有力支撑。（本版撰文 柯文）