如城市里街道和人行道的坚硬表面一样，城市建筑物的水平或垂直表面也造成了世界范围内大城市气温的不断上升。但是，人们并没有采取任何改善措施，而是把建筑物立面看作为室内人员提供舒适环境的结构，并忽略其对室外产生的影响，或是把它当做其所有者可识别美感的象征。本文提出了将建筑物立面作为'户外行人福利管家'的反思，以及将公共健康作为建筑物立面附加功能的概念，该概念强调要考虑户外行人的利益和健康。如果把一个城市建筑物的全部表面积看做是城市基础设施的一部分，那么它的作用不仅是使室外的空间更加舒适、卫生、宜人，还要有助于缓解城市气温上升这一更大的问题。
以化石燃料为基础的发电方式会产生大量二氧化碳，从而导致全球气候变暖。我们需要采取行动减少化石燃料的使用和二氧化碳的排放。海洋能源存在巨大潜力，但是其开发还面临着跨学科的技术、成本、投资、环境影响和政府政策等方面的问题。本文简要介绍了海上风电、潮流、洋流、 潮差、波浪能、海洋热能、盐度梯度、生物能等方面的内容，简述了开采海洋可再生能源需要进行研究的领域。这些领域包括能源存储、高级材料、机器人和信息学。本文以可持续性的角度从伦理、立法、监管环境、政府政策、经济、社会和环境制约等方面给出了海洋可再生能源发展的要求，强调我们急需富有专研精神的新一代科学家解决海洋可再生能源面临的重大挑战。
HPR1000是具有能动与非能动安全性的先进核电站。它是基于现有压水堆核电站成熟技术的渐进式设计，融合了包括采用177组CF3先进燃料组件的堆芯能动与非能动安全系统、全面的严重事故预防与缓解措施、强化的外部事件防护能力和改进的应急响应能力在内的先进设计特征。针对关键的自主创新技术，如非能动系统、堆芯和主设备，研究人员已经开展了充分的试验验证。 HPR1000的设计满足国际上对先进轻水堆的用户要求以及最新的核安全要求，并且考虑了福岛事故的经验反馈。基于其出色的安全性与经济性，HPR1000为国内与国际核电市场提供了卓越可行的解决方案。
行波堆为一次通过式燃料循环反应堆，其利用堆芯自增殖大大降低了对浓缩和后处理的需求。自增殖将次临界换料燃料转化为新的临界燃料，从而使增殖燃烧波得以扩散。该理念建立在增殖燃烧波和燃料的相对移动的基础上。因此，燃料或增殖燃烧波相对于固定的观察器而言是移动的。行波堆最实用的体现就是能够在将核反应保持在同一位置的同时移动燃料——有时行波堆也被称为'驻波堆'。行波堆能够使用换料铀燃料运行，换料铀燃料包括完全贫化铀、天然铀和低浓缩铀燃料( 即235U含量为5.5 %或更低的燃料)，这些燃料通常在快谱中达不到临界状态。轻水反应堆卸出的乏燃料也可以作为行波堆的换料燃料。上述情况均无需后处理即可实现极高的燃料利用率和燃料废物量的显著降低。当换料燃料为贫化铀时，行波堆的最大优势得以实现，即在启动后，无需浓缩设施，就可维持最先启动的反应堆和一连串后续的反应堆的运行。自2006年起，泰拉能源公司(TerraPower) 与50 多个机构高度协作，开展了概念设计、工程设计和相关技术开发活动，力争到2026年实现将第一个机组投入使用。本文总结了行波堆技术，包括它的发展计划及其进展，分析了行波堆的社会和经济效益。
压水堆CAP1400是基于中国核工业研发体系和装备制造能力以及非能动压水堆AP1000 的引进和消化吸收，并经过集成创新与再创新而形成的具有自主知识产权的第三代非能动先进压水堆核电型号。本文通过对CAP1400的总体设计思路、主要性能指标和技术参数、电站安全设计，以及在安全性、经济性和先进性等方面的阐述，论述了CAP1400作为第三代压水堆堆型的技术内涵和技术创新。此外，作为国家科技重大专项的成果，CAP1400型号的研发促进了中国自主核电在研发设计、试验和设备制造水平方面的整体提升，实现了核电设计与装备技术由第二代到第三代的升级。
本文对广泛应用于第三代压水堆的严重事故缓解措施——熔融物堆内滞留(IVR)进行了历史回顾。IVR策略最早源自于第二代反应堆Lovissa VVER-440的改进设计，以应对堆芯熔化事故。随后，IVR策略被应用于许多新设计的反应堆，如西屋的AP1000、韩国的APR1400以及中国的先进压水堆CAP1400和华龙一号。对IVR策略有效性影响最大的因素分别为堆内堆芯熔化进程、熔融物加载于压力容器壁面的热流密度和压力容器外部冷却。对于堆芯熔化进程，过去人们一直仅关注压力容器下腔室内熔池的换热行为。但通过回顾与分析，本文认为堆内的其他现象，如堆芯的降级和迁移、碎片床的形成及其可冷却性以及熔池的动态形成过程等，可能也会对熔池的最终状态及其作用于下封头的热负荷产生影响。通过对相关研究的回顾，本文希望找出IVR策略的研究中有待完善的部分，并据目前发展水平提出未来IVR研究的需求。
世界首台球床模块式高温气冷堆(HTR-PM) 核电站示范工程于2012 年12 月9日在中国山东省荣成市石岛湾厂区完成第一罐混凝土的浇筑，2015年6月完成反应堆厂房建设，然后进入设备安装阶段。目前正在向着在2017年年底实现并网发电的目标顺利推进。1个HTR-PM反应堆模块的热功 率是250 MWth，反应堆堆芯氦气的进出口温度分别是250 °C 和750 °C。蒸汽发生器出口的蒸汽参数是13.25 MPa/567 °C。2个球床反应堆模块连接1台蒸汽轮机，形成一座210 MWe的核电站。项目团队克服了巨大困难，利用中国现有的工业制造技术研制出世界首台设备，实现了一系列重大技术创新。在研发的规划和实施、工业合作伙伴关系的建立、主设备制造、燃料生产、安全审查、站址选择以及安全性和经济性的平衡等方面取得了令人欣慰的进展，为世界同行积累了可以借鉴的经验。
2005 年，美国国会通过了《2005年能源政策法案》，该法案授权在2021年之前建造和运行一个高温气冷堆(HTGR)。在美国国内专家对未来核技术发展方向进行了多年的研究后，该法案才得以通过。作为该法案的结果，美国国会设立了名为'下一代核电站'的项目，这是一种为制氢提供工艺用热的HTGR。尽管HTGR被寄予了很高的期望，但其现状仅限于完成关于先进燃料、石墨和其他材料的研究计划，并不是如国会在2005年提出的建造一个示范电站。HTGR 发展目标降低背后有许多原因，包括：用于研究的政府资金不足，对反应堆不切实际的高温要求，对'氢'经 济需求的延迟，来自轻水冷却的小型模块反应堆的竞争，业主公司对新技术的兴趣较低，美国天然气价格过低，以及美国对非水冷反应堆许可证申请的具有挑战性的流程等。
2011年，在中国科学院战略性先导专项'未来先进核裂变能——加速器驱动次临界嬗变系统'等项目的支持下，针对加速器驱动次临界系统和第四代铅冷快堆的技术发展目标和试验要求，完成了具有临界和加速器驱动次临界双模式运行能力的10 MW中国铅基研究堆CLEAR-I的概念设计，建成了KYLIN系列铅铋回路试验平台，并在此基础上开展了反应堆冷却剂技术、关键组件、结构材料与燃料、反应堆运行与控制技术等铅铋反应堆关键技术的研发。为验证及测试铅基堆关键组件和综合操作技术，正在开展铅合金冷却非核反应堆CLEAR-S、铅基零功率核反应堆CLEAR-0和铅基虚拟反应堆CLEAR-V的建设。
分子成像不仅可以利用传统成像技术提供结构图像，也可利用许多新的成像技术提供生物功能信息和分子信息。在过去的几十年间，纳米技术在分子成像中的应用显示了许多明显的优势，并且为活体成像提供了新的机遇。多模态纳米粒子可对肿瘤的生物性和微环境做出精确评估。本文讨论了与工程化纳米粒子相关的话题，并总结了近几年来这些纳米结构在恶性肿瘤光学成像、超声成像、光声成像、磁共振成像和放射性核素显像中的应用；同时，还讨论了将纳米粒子应用到临床医学中面临的主要挑战。
心血管疾病是全世界主要致死原因之一。人们对新的干预性治疗手段的需求与日俱增。虽然药物和手术治疗极大地改善了心血管疾病患者的生活质量，但人们还是需要价格更便宜、副作用更小的治疗手段。天然和合成生物材料无论是作为给药载体，还是替代支架的细胞外基质，在心脏修复和再生中都展现出巨大的潜力。本文探讨了目前治疗心血管疾病的几种方式和应用于上述疾病干预性治疗的生物材料；着重研究了导电聚合物在纠正局部缺血性心脏病引发的传导异常及其在心脏起搏器中应用的可能性，以改善心肌梗死状态下的传导路径。