2022年度中国科学十大进展解读

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祝融号火星车雷达探测示意图。 邓 俊作

近日，科技部高技术研究发展中心(科技部基础研究管理中心)发布了2022年度中国科学十大进展，专家学者对十大进展的科学意义和潜在应用价值进行了解读。

①祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构

●中科院国家天文台研究员苏彦：

2021年5月15日，我国“天问一号”首次火星探测任务“祝融号”火星车成功着陆在乌托邦平原。中科院地质与地球物理研究所陈凌、张金海团队利用火星车搭载的科学载荷探地雷达的科学探测数据，通过研究提供了火星长期存在水活动的观测证据，揭示了火星从湿润到干燥的变化，为深入认识火星地质演化和环境、气候变迁奠定了重要基础。

②FAST精细刻画活跃重复快速射电暴

●清华大学教授冯骅：

快速射电暴(FRB)是天体物理研究领域的重大热点前沿之一。中科院国家天文台李菂、李柯伽团队利用500米口径球面射电望远镜FAST，发现了世界首例持续活跃的快速射电暴FRB20190520B。针对活跃重复暴，组织国际合作，提出了重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制，为最终揭示快速射电暴的起源奠定了观测基础。

③全新原理实现海水直接电解制氢

●中科院化学研究所研究员张建玲：

深圳大学/四川大学谢和平团队通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应结合，开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术。该研究形成了从独创性原理、突破性技术、国产化装备到特色电解制氢产业模式的零碳氢能发展路径，应用价值巨大。

④揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制

●中科院微生物研究所研究员严景华：

曹云龙、谢晓亮团队和王祥喜团队率先揭示了新冠奥密克戎突变株及其新型亚类的体液免疫逃逸机制与突变进化特征，揭示奥密克戎BA.1中和抗体逃逸机制及其与病毒刺突蛋白结构特征的联系；发现奥密克戎BA.4/BA.5变异可逃逸人体感染BA.1后所产生的中和抗体，证明了难以通过奥密克戎感染实现群体免疫以阻断新冠传播；基于自主研发的高通量突变扫描技术，成功预测了新冠病毒受体结合域免疫逃逸突变位点，并前瞻性筛选出广谱新冠中和抗体。

⑤实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件

●中科院化学研究所研究员胡劲松：

南京大学谭海仁团队发现设计钝化分子的极性，可以显著增强缺陷钝化效果，大幅提升了全钙钛矿叠层电池的效率。在此基础上，团队开发出大面积全钙钛矿叠层光伏组件的可量产化制备技术，使用致密半导体保形层来阻隔组件互连区域钙钛矿与金属背电极的接触，显著提升了组件的光伏性能和稳定性。

⑥新原理开关器件为高性能海量存储提供新方案

●北京大学教授张兴：

中科院上海微系统与信息技术研究所宋志堂、朱敏团队发明的基于单质碲和氮化钛电极界面效应的新型开关器件，充分发挥了纳米尺度二维限定性结构中碲熔融—结晶速度快、功耗低的独特优势，组分简单，可克服双向阈值开关复杂组分导致成分偏析问题，为发展海量存储和近存计算提供了一种新的技术方案。

⑦实现超冷三原子分子的量子相干合成

●清华大学教授尤力：

利用高度可控的超冷分子来模拟难于计算的化学反应，可以对复杂系统进行全方位的精确研究。中国科学技术大学潘建伟、赵博团队与中科院化学研究所白春礼团队合作，在双原子钠钾基态分子和钾原子的超冷混合气体中，利用射频合成技术首次相干地合成了超冷三原子分子。该研究为超冷化学和量子模拟的研究开辟了新的方向。

⑧温和压力条件下实现乙二醇合成

●天津大学教授巩金龙：

厦门大学谢素原、袁友珠团队和中科院福建物质结构研究所姚元根、郭国聪团队等合作，将富勒烯C60作为“电子缓冲剂”用于改性铜—二氧化硅催化剂，研发了富勒烯改性铜催化剂，实现了富勒烯缓冲的铜催化草酸二甲酯在温和压力条件下的乙二醇合成。研究突破了常压低氢气浓度条件下反应效率低的难题，有助于合成气制乙二醇产业的绿色、安全发展，在煤化工和催化等领域将产生深远的影响。

⑨发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制

●北京工业大学教授王璞：

飞秒激光是脉宽在1—1000飞秒的脉冲激光，具有超快、超强和超宽频谱的特点，已广泛应用于科学研究、工业制造等领域。浙江大学邱建荣团队、之江实验室谭德志团队、上海理工大学顾敏团队发现了飞秒激光诱导复杂体系微纳结构形成的新机制，为新一代显示及存储技术开辟了新的途径。

⑩实验证实超导态“分段费米面”

●中国科学院大学教授张富春：

“分段费米面”是超导研究的问题之一。上海交通大学贾金峰、郑浩团队与麻省理工学院傅亮团队合作，设计制备了拓扑绝缘体/超导体异质结体系，实现并用扫描隧道谱仪观察到了由库柏对动量导致的“分段费米面”，成功验证了50多年前的理论预言。该研究开辟了调控物态、构筑新型拓扑超导的新方法。