3月17日，科技部高技術(shù)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(xué)十大進(jìn)展，涵蓋數理天文信息、化學(xué)材料能源、地球環(huán)境、生命醫學(xué)等領(lǐng)域。一起來(lái)看：

(資料圖片)

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(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、張金海團隊等對祝融號火星車(chē)的低頻雷達數據進(jìn)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。該研究揭示了現今火星淺表精細結構和物性特征，提供了火星長(cháng)期存在水活動(dòng)的觀(guān)測證據，為深入認識火星地質(zhì)演化與環(huán)境、氣候變遷提供了重要依據。

祝融號火星車(chē)在烏托邦平原進(jìn)行原位雷達探測

2、FAST精細刻畫(huà)活躍重復快速射電暴

快速射電暴（FRB）是宇宙無(wú)線(xiàn)電波段最劇烈的爆發(fā)現象，是天文領(lǐng)域重大熱點(diǎn)前沿之一。中科院國家天文臺李菂團隊聯(lián)合北京大學(xué)、之江實(shí)驗室和中科院上海天文臺團隊利用FAST發(fā)現了世界首例持續活躍的快速射電暴FRB20190520B，通過(guò)監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(huà)活躍重復快速射電暴，構建統一圖景，為最終揭示快速射電暴起源奠定了觀(guān)測基礎。

“中國天眼”發(fā)現重復快速射電暴

3、全新原理實(shí)現海水直接電解制氫

海水復雜組分引起的副反應和腐蝕性等問(wèn)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)謝和平團隊通過(guò)將分子擴散、界面相平衡等物理力學(xué)過(guò)程與電化學(xué)反應結合，開(kāi)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(cháng)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(shí)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(lèi)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(diǎn)的預測

5、實(shí)現高效率的全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池和組件

鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池具有低成本溶液處理的優(yōu)勢，在薄膜太陽(yáng)能電池的大規模應用中顯示出重要前景。南京大學(xué)譚海仁團隊通過(guò)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(diǎn)上的吸附強度，大幅提升全鈣鈦礦疊層電池的效率；開(kāi)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(zhù)提升了組件的光伏性能和穩定性。

全鈣鈦礦疊層太陽(yáng)能電池和組件

6、新原理開(kāi)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據時(shí)代信息技術(shù)與數字經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。中科院上海微系統與信息技術(shù)研究所宋志棠、朱敏團隊發(fā)明了一種基于單質(zhì)碲和氮化鈦電極界面效應的新型開(kāi)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(kāi)關(guān)器件示意圖

7、實(shí)現超冷三原子分子的量子相干合成

利用超冷分子來(lái)模擬化學(xué)反應，可以對復雜系統進(jìn)行精確、全面研究，而制備超冷三原子分子一直是實(shí)驗上的巨大挑戰。中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉、趙博團隊與中科院化學(xué)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(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(kāi)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(chǎng)合成三原子分子的示意圖

8、溫和壓力條件下實(shí)現乙二醇合成

目前乙二醇的全球年需求量達數千萬(wàn)噸級，主要來(lái)源于石油化工。廈門(mén)大學(xué)謝素原團隊與袁友珠團隊聯(lián)合中科院福建物質(zhì)結構研究所和廈門(mén)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(shí)現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(xiàn)的依賴(lài)。

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部時(shí)，會(huì )產(chǎn)生各種高度非線(xiàn)性效應，這種極端條件下光與物質(zhì)相互作用充滿(mǎn)著(zhù)未知。浙江大學(xué)邱建榮團隊及其合作者們發(fā)現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(guān)尺度分相和離子交換的規律，開(kāi)拓了飛秒激光三維極端制造新技術(shù)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(shí)現

10、實(shí)驗證實(shí)超導態(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)，對費米面的人工調控是材料物性調控的重要途徑。超導體因為存在能隙而沒(méi)有費米面。上海交通大學(xué)賈金鋒、鄭浩團隊與麻省理工學(xué)院傅亮團隊合作，設計制備了拓撲絕緣體/超導體異質(zhì)結體系，實(shí)現并觀(guān)察到了由庫珀對動(dòng)量導致的“分段費米面”。該研究開(kāi)辟了調控物態(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(lái)源：科技部高技術(shù)研究發(fā)展中心（基礎研究管理中心）