3月17日，科技部高技術研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）發(fā)布了2022年度中國科學十大進展，涵蓋數(shù)理天文信息、化學材料能源、地球環(huán)境、生命醫(yī)學等領域。一起來看：

1、祝融號巡視雷達揭秘火星烏托邦平原淺表分層結構

詳細的火星地下結構和物性信息是研究火星地質及其宜居性演化的關鍵。中科院地質與地球物理研究所陳凌、張金海團隊等對祝融號火星車的低頻雷達數(shù)據(jù)進行了深入分析和精細成像，獲得了烏托邦平原南部淺表80米之上的高精度結構分層圖像和地層物性信息。該研究揭示了現(xiàn)今火星淺表精細結構和物性特征，提供了火星長期存在水活動的觀測證據(jù)，為深入認識火星地質演化與環(huán)境、氣候變遷提供了重要依據(jù)。

(資料圖片)

祝融號火星車在烏托邦平原進行原位雷達探測

2、FAST精細刻畫活躍重復快速射電暴

快速射電暴（FRB）是宇宙無線電波段最劇烈的爆發(fā)現(xiàn)象，是天文領域重大熱點前沿之一。中科院國家天文臺李菂團隊聯(lián)合北京大學、之江實驗室和中科院上海天文臺團隊利用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)測活躍重復快速射電暴FRB20201124A獲得了迄今為止最大的FRB偏振樣本。FAST精細刻畫活躍重復快速射電暴，構建統(tǒng)一圖景，為最終揭示快速射電暴起源奠定了觀測基礎。

“中國天眼”發(fā)現(xiàn)重復快速射電暴

3、全新原理實現(xiàn)海水直接電解制氫

海水復雜組分引起的副反應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/四川大學謝和平團隊通過將分子擴散、界面相平衡等物理力學過程與電化學反應結合，開創(chuàng)了海水原位直接電解制氫全新原理與技術，破解了該領域長期困擾科技界和產(chǎn)業(yè)界的技術難題。

海水直接電解制氫原理與技術樣機圖

4、揭示新冠病毒突變特征與免疫逃逸機制

北京大學、北京昌平實驗室曹云龍、謝曉亮團隊聯(lián)合中科院生物物理研究所王祥喜團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化特征，相關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)和設計指導，為全球新冠疫情防控提供了重要參考。

介導免疫逃逸的新冠病毒受體結合域突變位點的預測

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)模應用中顯示出重要前景。南京大學譚海仁團隊通過設計鈍化分子的極性，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，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)時代信息技術與數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展的關鍵瓶頸。中科院上海微系統(tǒng)與信息技術研究所宋志棠、朱敏團隊發(fā)明了一種基于單質碲和氮化鈦電極界面效應的新型開關器件，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方案。

新原理開關器件示意圖

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反應，可以對復雜系統(tǒng)進行精確、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)。中國科學技術大學潘建偉、趙博團隊與中科院化學研究所白春禮團隊合作，在鈉鉀基態(tài)分子和鉀原子混合氣中利用射頻合成技術首次相干地合成了超冷三原子分子。該研究為超冷化學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數(shù)千萬噸級，主要來源于石油化工。廈門大學謝素原團隊與袁友珠團隊聯(lián)合中科院福建物質結構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

9、發(fā)現(xiàn)飛秒激光誘導復雜體系微納結構新機制

當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，這種極端條件下光與物質相互作用充滿著未知。浙江大學邱建榮團隊及其合作者們發(fā)現(xiàn)了飛秒激光誘導復雜體系微納結構形成的新機制。該成果揭示了飛秒激光誘導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原理。

飛秒激光誘導帶隙可控結構示意圖以及三維圖案化的實現(xiàn)

10、實驗證實超導態(tài)“分段費米面”

費米面決定了固體材料的電學、光學等多種物理性質，對費米面的人工調(diào)控是材料物性調(diào)控的重要途徑。超導體因為存在能隙而沒有費米面。上海交通大學賈金鋒、鄭浩團隊與麻省理工學院傅亮團隊合作，設計制備了拓撲絕緣體/超導體異質結體系，實現(xiàn)并觀察到了由庫珀對動量導致的“分段費米面”。該研究開辟了調(diào)控物態(tài)、構筑新型拓撲超導的新方法。

超導“分段費米面”

記者：溫競華

圖片來源：科技部高技術研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）

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