2022年中國十大科技進展

由中國科學院、中國工程院主辦,中國科學院學部工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社承辦,中國科學院院士和中國工程院院士投票評選的2022年中國十大科技進展新聞於2023年1月12日在北京揭曉。  

基本介紹

  • 中文名:2022年中國十大科技進展
  • 主辦單位:中國科學院、中國工程院
背景簡介,十大進展,

背景簡介

此項年度評選活動已舉辦了29次。評選結果經新聞媒體廣泛報導後,在社會上產生了強烈反響,使公眾進一步了解國內外科技發展的動態,對普及科學技術起到了積極作用。

十大進展

2022年中國十大科技進展新聞
  • 01 中國天眼FAST取得系列重要進展
1月6日,中國科學院國家天文台李菂研究員領導的團隊,通過FAST平台,採用原創的中性氫窄線自吸收方法,首次獲得原恆星核包層中具有高置信度的塞曼效應測量結果。
3月18日,李菂領導的團隊通過分析包括FAST、美國綠岸望遠鏡GBT在內的多項數據,首次提出了能夠統一解釋重複快速射電暴偏振頻率演化的機制,為最終確定FRB起源提供了關鍵觀測證據。
6月9日,李菂領導的國際合作團隊,在FAST的幫助下,發現了迄今為止一例持續活躍的重複快速射電暴,並確認近源區域擁有目前已知的最大電子密度。
9月21日,FAST快速射電暴優先和重大項目科學研究團隊,利用FAST對一例位於銀河系外的快速射電暴開展了深度觀測,首次探測到距離快速射電暴中心僅1個天文單位(即太陽到地球的距離)的周邊環境的磁場變化,向著揭示快速射電暴中心引擎機制邁出重要一步。
10月19日,中國科學院國家天文台徐聰研究員領導的國際團隊,利用FAST對緻密星系群“史蒂芬五重星系”及周圍天區的氫原子氣體進行了成像觀測,發現了一個尺度大約為200萬光年的巨大原子氣體結構,比銀河系大20倍,這是迄今為止在宇宙中探測到的最大的原子氣體結構。上述5項重要成果均在《自然》《科學》上發表。
02 中國空間站完成在軌建造並取得一系列重大進展
11月29日23時08分,搭載神舟十五號載人飛船的長征二號F遙十五運載火箭在酒泉衛星發射中心發射成功。
11月30日5時42分,神舟十五號載人飛船自主快速交會對接於空間站天和核心艙前向連線埠,加上問天、夢天實驗艙,神舟十四號、天舟五號飛船,空間站由此形成“三艙三船”組合體,達到當前設計的最大構型,總重近百噸。
神舟十五號航天員乘組於11月30日清晨入駐“天宮”,與神舟十四號航天員乘組相聚中國人的“太空家園”,開啟中國空間站長期有人駐留時代。這是中國載人航天史上首次有兩個航天員乘組在“太空會師”,也是中國航天員首次在空間站迎接神舟載人飛船來訪。
19個月內,中國載人航天密集實施11次發射、2次飛船返回、7次航天員出艙,4個飛行乘組12名航天員接續在軌駐留,空間站“T”字基本構型組裝建造如期完成。展現了中國載人航天30年發展的厚重積澱與強大實力,跑出了新時代中國航天發展的加速度。
03 我國科學家發現玉米和水稻增產關鍵基因
玉米、水稻和小麥是迄今馴化最為成功的三大農作物,為全人類提供了50%以上的能量攝入。由於它們的馴化地區、祖先各不相同,形態習性各異,其馴化過程是否遵循共同的遺傳規律在科學界長期存在爭論。
3月25日,《科學》雜誌線上發表了中國農業大學教授楊小紅/李建生與華中農業大學教授嚴建兵聯合團隊的研究論文。經過三代科學家18年研究發現,玉米基因KRN2和水稻基因OsKRN2受到趨同選擇,並通過相似的途徑調控玉米和水稻的產量。該團隊進一步在全基因組層面闡明了趨同進化的遺傳規律。
據悉,這一成果不僅揭示了玉米與水稻的同源基因趨同進化從而增加玉米與水稻產量的機制,為育種提供了寶貴的遺傳資源,而且為農藝性狀關鍵控制基因的解析與育種套用,以及其它優異野生植物快速再馴化或從頭馴化提供重要理論基礎。
04 科學家首次發現並證實玻色子奇異金屬
電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室主任李言榮院士團隊與美國布朗大學教授James M. Valles Jr、北京大學物理學院/量子材料科學中心謝心澄院士等協同攻關,成功突破了費米子體系的限制,首次在玻色子體系中誘導出奇異金屬態。相關研究1月12日發表於《自然》。
宇宙中,基本粒子分為費米子與玻色子兩種。其中,人類社會賴以生存的電子工業與器件發展幾乎完全基於費米子體系,但該體系能耗高、損耗大,物理尺寸已近極限,面臨性能持續提升的瓶頸,無法滿足快速增長的信息傳輸需求。而以高溫超導體為代表的玻色子器件,具有零損耗能量傳遞特性,有望為電子信息工業帶來革命性變化。
據悉,該研究為理解凝聚態物理中奇異金屬的物理規律、揭示奇異金屬的普適性、完善量子相變理論奠定了科學基礎,對揭示耗散效應對玻色子量子相干的定量影響、推動未來低能耗超導量子計算以及極高靈敏量子探測技術的發展具有重要的理論和實際意義。
05 我國科學家將二氧化碳人工合成葡萄糖和脂肪酸
將二氧化碳人工轉化為高附加值化合物,“變廢為寶”,是科技界持續攻關的重要領域。我國科學家此前在國際上首次實現了二氧化碳到澱粉的從頭合成。
2022年,電子科技大學夏川課題組、中國科學院深圳先進技術研究院于濤課題組和中國科學技術大學曾傑課題組共同創建了一種二氧化碳轉化新路徑,通過電催化與生物合成相結合,成功以二氧化碳和水為原料合成了葡萄糖和脂肪酸,為人工和半人工合成“糧食”提供了新路徑。
該研究開闢了電化學結合活細胞催化製備葡萄糖等糧食產物的新策略,為進一步發展基於電力驅動的新型農業與生物製造業提供了新範例,是二氧化碳利用的重要發展方向。該成果4月28日以封面文章形式在《自然—催化》發表。
06 我國迄今運載能力最大固體運載火箭“力箭一號”首飛成功
7月27日12時12分,由中科院力學研究所抓總研製、中國迄今運載能力最大的固體運載火箭“力箭一號”(ZK-1A)在酒泉衛星發射中心成功發射,以“一箭六星”方式將六顆衛星送入預定軌道。
“力箭一號”運載火箭首次飛行任務取得圓滿成功,作為中小型衛星發射優先選擇,豐富了中國固體運載火箭發射能力譜系。該款火箭是四級固體運載火箭,起飛重量135噸,起飛推力200噸,總長30米,芯級直徑2.65米,首飛狀態整流罩直徑2.65米,500公里太陽同步軌道運載能力1500公斤。
據悉,“力箭一號”運載火箭由中科院“十四五”重大項目支持,其面向空間科學和空間技術發展需求,以“工程科學”思想為指導,以創新、先進、高效為設計思路,發展創新性、先進性、經濟性運載火箭,對於推動中國運載技術和研製模式的變革和創新、推動空間科學發展具有重要意義。
07 “夸父一號”發射成功,並發布首批科學圖像
我國綜合性太陽探測專用衛星“夸父一號”首批科學圖像於12月13日在京正式對外發布。包括“夸父一號”自成功發射以來的3台有效載荷在軌運行兩個月期間獲取的若干對太陽的科學觀測圖像,這些成果實現多個國內外首次,在軌驗證了“夸父一號”3台有效載荷的觀測能力和先進性。
據了解,“夸父一號”衛星全稱先進天基太陽天文台(ASO-S),是一顆綜合性太陽探測專用衛星,由中科院國家空間科學中心負責工程大總體和地面支撐系統的研製建設,中科院微小衛星創新研究院、國家天文台、長春光學精密機械與物理研究所、紫金山天文台負責衛星平台及有效載荷研製,科學套用系統由中科院紫金山天文台負責,測控系統由中國西安衛星測控中心負責實施,運載火箭由中國航天科技集團有限公司第八研究院研製生產。
據悉,該衛星於2022年10月9日在酒泉衛星發射中心成功發射。衛星科學目標為“一磁兩暴”,即同時觀測太陽磁場及太陽上兩類最劇烈的爆發現象——耀斑和日冕物質拋射,並研究它們的形成、演化、相互作用、關聯等,同時為空間天氣預報提供支持。
08 新技術可在海水裡原位直接電解制氫
由於淡水資源緊缺,向大海要水是未來氫能發展的重要方向。但複雜的海水成分(約92種化學元素)導致海水制氫面臨諸多難題與挑戰,先淡化後制氫工藝流程複雜且成本高昂。
11月30日,中國工程院院士謝和平與他指導的深圳大學、四川大學博士生團隊在《自然》發表論文,以物理力學與電化學相結合的全新思路,建立了相變遷移驅動的海水無淡化原位直接電解制氫全新原理與技術。該技術徹底隔絕了海水離子,實現了無淡化過程、無副反應、無額外能耗的高效海水原位直接電解制氫,即在海水裡原位直接電解制氫。
據悉,海水無淡化原位直接電解制氫技術未來有望與海上可再生能源相結合,構建無淡化、無額外催化劑工程、無海水輸運、無污染處理的海水原位直接電解制氫工廠。
09 國家重大科技基礎設施“穩態強磁場實驗裝置”實現重大突破
8月12日,國家重大科技基礎設施“穩態強磁場實驗裝置”實現重大突破,創造場強45.22萬高斯的穩態強磁場,超越已保持了23年之久的45萬高斯穩態強磁場世界紀錄。
國家穩態強磁場實驗裝置由中國科學院合肥物質科學研究院強磁場科學中心研製,是“十一五”期間國家發改委批准立項的重大科技基礎設施,包括十台磁體——五台水冷磁體、四台超導磁體和一台混合磁體。
此次國家穩態強磁場實驗裝置的混合磁體在26.9兆瓦的電源功率下產生45.22萬高斯的穩態強磁場,達到國際領先水平,成為我國科學實驗極端條件建設乃至世界強磁場技術發展的重要里程碑。
據悉,穩態強磁場是物質科學研究需要的一種極端實驗條件,是推動重大科學發現的“利器”。在強磁場實驗環境下,物質特性會受到調控,有利於科學家發現物質新現象、探索物質新規律。
10 “巔峰使命”珠峰科考創造多項新紀錄
5月30日,“巔峰使命”珠峰科考活動的主體任務完成,共有5個科考分隊、16支科考小組、270多名科考隊員參加。此次科考在西風-季風協同作用及影響、巔峰海拔的強烈升溫、巔峰海拔的冰雪融化、高新技術平台觀測的水汽和溫室氣體、珠峰地區的強大氣氧化性過程、珠峰地區人體生理的特殊反應、珠峰地區變綠的生態過程等方面取得了眾多亮點成果,創下多項科考新紀錄。
其中,“巔峰使命”珠峰科考首次建成了梯度聯網的巔峰站並實現了數據實時傳輸,架設了世界上海拔最高的氣象站(8830米),建成了從4276米到8830米海拔梯度的觀測網路,實現了觀測數據實時傳輸;科考首次成功獲取了海拔6500米、7028米和8848米的冰雪樣品;科考所使用的“極目一號”Ⅲ型系留浮空艇長55米、高19米,體積達9060立方米,創造了海拔9050米浮空艇原位大氣環境科學觀測的紀錄。
此外,“巔峰使命”珠峰科考首次利用高精度雷達測量了珠峰頂部的冰雪厚度;首次採用多種先進技術獲得地面至39公里高空大氣臭氧濃度數據和三維風場;首次獲得高原常駐和短居人群的高山生理適應數據等。

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