中國科學(xué)十大進(jìn)展發(fā)布

鄭觀新聞
2023-03-19 10:07:10

3月17日，科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎(chǔ)研究管理中心）發(fā)布了2022年度中國科學(xué)十大進(jìn)展，涵蓋數(shù)理天文信息、化學(xué)材料能源、地球環(huán)境、生命醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。

1.祝融號巡視雷達(dá)揭秘火星烏托邦平原淺表分層結(jié)構(gòu)

詳細(xì)的火星地下結(jié)構(gòu)和物性信息是研究火星地質(zhì)及其宜居性演化的關(guān)鍵。

中科院地質(zhì)與地球物理研究所陳凌、張金海團(tuán)隊等對祝融號火星車的低頻雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入分析和精細(xì)成像，獲得了烏托邦平原南部淺表80米之上的高精度結(jié)構(gòu)分層圖像和地層物性信息。該研究揭示了現(xiàn)今火星淺表精細(xì)結(jié)構(gòu)和物性特征，提供了火星長期存在水活動的觀測證據(jù)，為深入認(rèn)識火星地質(zhì)演化與環(huán)境、氣候變遷提供了重要依據(jù)。

祝融號火星車在烏托邦平原進(jìn)行原位雷達(dá)探測

【資料圖】

2.FAST精細(xì)刻畫活躍重復(fù)快速射電暴

快速射電暴（FRB）是宇宙無線電波段最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，是天文領(lǐng)域重大熱點前沿之一。中科院國家天文臺李菂團(tuán)隊聯(lián)合北京大學(xué)、之江實驗室和中科院上海天文臺團(tuán)隊利用FAST發(fā)現(xiàn)了世界首例持續(xù)活躍的快速射電暴FRB20190520B，通過監(jiān)測活躍重復(fù)快速射電暴FRB20201124A獲得了迄今為止最大的FRB偏振樣本。FAST精細(xì)刻畫活躍重復(fù)快速射電暴，構(gòu)建統(tǒng)一圖景，為最終揭示快速射電暴起源奠定了觀測基礎(chǔ)。

“中國天眼”發(fā)現(xiàn)重復(fù)快速射電暴

3.全新原理實現(xiàn)海水直接電解制氫

海水復(fù)雜組分引起的副反應(yīng)和腐蝕性等問題一直是海水直接電解制氫難以破解的重大難題。深圳大學(xué)/四川大學(xué)謝和平團(tuán)隊通過將分子擴(kuò)散、界面相平衡等物理力學(xué)過程與電化學(xué)反應(yīng)結(jié)合，開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫全新原理與技術(shù)，破解了該領(lǐng)域長期困擾科技界和產(chǎn)業(yè)界的技術(shù)難題。

海水直接電解制氫原理與技術(shù)樣機圖

4.揭示新冠病毒突變特征與免疫逃逸機制

北京大學(xué)、北京昌平實驗室曹云龍、謝曉亮團(tuán)隊聯(lián)合中科院生物物理研究所王祥喜團(tuán)隊率先揭示了新冠病毒奧密克戎變異株及其新型亞類的體液免疫逃逸機制與突變進(jìn)化特征，相關(guān)研究為廣譜新冠疫苗和抗體藥物研發(fā)提供了理論依據(jù)和設(shè)計指導(dǎo)，為全球新冠疫情防控提供了重要參考。

介導(dǎo)免疫逃逸的新冠病毒受體結(jié)合域突變位點的預(yù)測

5.實現(xiàn)高效率的全鈣鈦礦疊層太陽能電池和組件

鈣鈦礦疊層太陽能電池具有低成本溶液處理的優(yōu)勢，在薄膜太陽能電池的大規(guī)模應(yīng)用中顯示出重要前景。南京大學(xué)譚海仁團(tuán)隊通過設(shè)計鈍化分子的極性，提升其在窄帶隙鈣鈦礦晶粒表面缺陷位點上的吸附強度，大幅提升全鈣鈦礦疊層電池的效率；開發(fā)出的大面積疊層光伏組件的可量產(chǎn)化制備技術(shù)，顯著提升了組件的光伏性能和穩(wěn)定性。

全鈣鈦礦疊層太陽能電池和組件

6.新原理開關(guān)器件為高性能海量存儲提供新方案

高密度與海量存儲是大數(shù)據(jù)時代信息技術(shù)與數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所宋志棠、朱敏團(tuán)隊發(fā)明了一種基于單質(zhì)碲和氮化鈦電極界面效應(yīng)的新型開關(guān)器件，綜合性能優(yōu)異，為發(fā)展海量存儲和近存計算提供了新的技術(shù)方案。

新原理開關(guān)器件示意圖

7.實現(xiàn)超冷三原子分子的量子相干合成

利用超冷分子來模擬化學(xué)反應(yīng)，可以對復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行精確、全面研究，而制備超冷三原子分子一直是實驗上的巨大挑戰(zhàn)。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、趙博團(tuán)隊與中科院化學(xué)研究所白春禮團(tuán)隊合作，在鈉鉀基態(tài)分子和鉀原子混合氣中利用射頻合成技術(shù)首次相干地合成了超冷三原子分子。該研究為超冷化學(xué)和量子模擬的研究開辟了新的方向。

從超冷雙原子分子和原子混合氣中利用射頻場合成三原子分子的示意圖

8.溫和壓力條件下實現(xiàn)乙二醇合成

目前乙二醇的全球年需求量達(dá)數(shù)千萬噸級，主要來源于石油化工。廈門大學(xué)謝素原團(tuán)隊與袁友珠團(tuán)隊聯(lián)合中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所和廈門福納新材料科技有限公司，研發(fā)出富勒烯改性銅催化劑，實現(xiàn)了富勒烯緩沖的銅催化草酸二甲酯在溫和壓力條件下的乙二醇合成，有望降低對石油技術(shù)路線的依賴。

富勒烯改性銅催化煤/合成氣常壓制乙二醇技術(shù)

?9.發(fā)現(xiàn)飛秒激光誘導(dǎo)復(fù)雜體系微納結(jié)構(gòu)新機制

當(dāng)將飛秒激光聚焦到材料內(nèi)部時，會產(chǎn)生各種高度非線性效應(yīng)，這種極端條件下光與物質(zhì)相互作用充滿著未知。浙江大學(xué)邱建榮團(tuán)隊及其合作者們發(fā)現(xiàn)了飛秒激光誘導(dǎo)復(fù)雜體系微納結(jié)構(gòu)形成的新機制。該成果揭示了飛秒激光誘導(dǎo)空間選擇性介觀尺度分相和離子交換的規(guī)律，開拓了飛秒激光三維極端制造新技術(shù)原理。

飛秒激光誘導(dǎo)帶隙可控結(jié)構(gòu)示意圖以及三維圖案化的實現(xiàn)

10.實驗證實超導(dǎo)態(tài)“分段費米面”

費米面決定了固體材料的電學(xué)、光學(xué)等多種物理性質(zhì)，對費米面的人工調(diào)控是材料物性調(diào)控的重要途徑。超導(dǎo)體因為存在能隙而沒有費米面。上海交通大學(xué)賈金鋒、鄭浩團(tuán)隊與麻省理工學(xué)院傅亮團(tuán)隊合作，設(shè)計制備了拓?fù)浣^緣體/超導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)體系，實現(xiàn)并觀察到了由庫珀對動量導(dǎo)致的“分段費米面”。該研究開辟了調(diào)控物態(tài)、構(gòu)筑新型拓?fù)涑瑢?dǎo)的新方法。

超導(dǎo)“分段費米面”

統(tǒng)籌：劉書芝編輯：謝寬

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