由中國科學院、中國工程院主辦,中科院學術處工作局、中國工程院辦公廳、中國科學報社、山東省科技廳、煙台市人民**主辦,2023中國十大科技進步新聞、世界十大科技進步新聞於2024年1月11日在山東煙台市宣布。
讓我們一起來看看2023年中國十大科技進步新聞
世界上第一座一級核電站投入商業執行。
神舟十六號重返空間站應用研製階段的首次載人飛行任務。
介紹了超越矽基極限的二維電晶體。
中國科學家發現,耐鹼基因可以提高作物產量。
天問一號的結果揭示了火星的氣候變化。
中國第一口10000公尺深的勘探井鑽探完畢。
首次在液氮溫度區發現氧化鎳超導體。
FAST探測到納赫茲引力波存在的證據。
全球首個全鏈路、全系統空間太陽能電站地面驗證系統建成並投入使用。
科學家闡明了嗅覺感知的分子機制。
讓我們來看看細節——
1.世界上第一座一級核電站投入商業執行。
中國具有完全自主智財權的國家科技重大專項——華能石道灣高溫氣冷堆核電站示範專案於12月6日投入商業執行,成為全球首座實現模組化核電技術商業執行的核電站,標誌著我國在高溫氣冷堆核電技術領域的全球領先地位。 對推動我國實現高水平科技自力更生、建設能源強國具有重要意義。
高溫氣冷堆是國際公認的核電技術最先進的反應堆,是世界未來核電發展的重要方向。 在失去所有冷卻能力的情況下,反應堆可以在沒有任何干預的情況下保持安全,不會發生堆芯熔毀和放射性物質洩漏。 該示範專案是全球首個球床模組化高溫氣冷堆專案,位於山東省榮城市,由中國華能牽頭,清華大學和中國核工業集團公司聯合建設,2006年被列為國家重大科技專案,2012年開工建設。 華能集中產業鏈上下游優勢資源,共同開展關鍵技術攻關和核心裝備開發,研發出全球首(套)裝置2200餘台套,裝置國產化率達934%。
2.神舟十六號重返空間站應用研製階段的首次載人飛行任務。
北京時間10月31日8時11分,神舟十六號載人飛船返回艙成功著陸在東風著陸點,現場醫療監督和醫保人員確認,航天員景海鵬、朱陽柱、桂海超身體健康,神舟十六號載人任務取得圓滿成功。
神舟十六號載人飛船於2023年5月30日從酒泉衛星發射中心發射公升空,隨後與天和核心艙對接形成組合。 作為首批在空間站應用發展階段執行載人任務的太空人乘組,三名航天員在軌停留154天,期間開展了中國空間站一次艙外活動和第四次空間教學活動,配合完成了空間站多項貨物艙外任務, 為空間站任務實施常態化奠定基礎。
在航天員機組人員和地面科研人員的密切配合下,開展了人因工程、航天醫學、生命生態學、生物技術、材料科學、流體物理、航天技術等多項空間科學實驗,在空間生命科學和人體研究等領域取得了重要進展。 微重力物理和新的空間技術。從輸入到輸出轉變的重要一步。
3.介紹了超越矽基極限的二維電晶體。
晶元是資訊世界的基礎核心,傳統電晶體接近物理極限,制約了晶元的進一步發展。 原子厚的2D半導體理論上在未來更具潛力,但由於其技術瓶頸,所有2D電晶體都無法與業界的矽基器件相提並論。
北京大學彭連茂院士、邱晨光研究員團隊構建了10nm超短通道彈道二維硒化銦電晶體。 他創造性地提出了“稀土釔摻雜誘導二維相變理論”,發明了“原子級可控精密摻雜技術”,從而成功克服了二維領域金屬與半導體接觸的國際難題,首次使二維電晶體的實際效能超過業界矽基10奈米節點FIN電晶體的矽極限。國際半導體路線圖,並將二維電晶體的工作電壓降低到0在5V時,室溫下的彈道率提高到83%,是所有電晶體的最高記錄,並開發了世界上最快,能耗最低的2D電晶體。 研究結果於3月22日發表在《自然》雜誌上。
4.中國科學家發現,耐鹼基因可以提高作物產量。
我國鹽鹼土地面積1億公頃,佔世界鹽鹼土地總面積的近十分之一,全球氣候變化、淡水匱乏和化肥的廣泛使用,使耕地鹽鹼化程序加快。 為了更好地利用鹽鹼土地資源,中科院遺傳發育生物學研究所謝琦研究員的研究團隊與國內多家科研機構和高校合作,發現主要耐鹼基因AT1可以顯著提高高粱產量, 水稻、小麥、玉公尺、穀子等作物在鹽鹼地,在改良鹽鹼地綜合利用中具有顯著的應用前景,有望對我國糧食安全起到重要的支撐作用。研究結果於3月24日發表在《科學》雜誌上。
5.天問一號的結果揭示了火星的氣候變化。
在太陽系的行星中,火星與地球最為相似,火星的現狀和演化被認為是代表“地球的未來”,對火星氣候演化的探索早已備受關注。 風積砂過程塑造了火星表面廣泛分布的風積沙地貌和沉積物,記錄了火星在晚期和現代演化時期的氣候環境特徵和氣候變化過程。 然而,由於缺乏現場的、近距離的、詳細的、系統的科學觀測,我們對火星風沙活動的過程和記錄的古氣候知之甚少。
針對這一科學問題,中科院國家天文台李春來團隊,中國科學院地質與地球物理研究所郭正棠團隊,中科院青藏高原研究所,布朗大學及天問一號任務工程團隊, 瞄準火星烏托邦平原南部豐富的風沙地貌,利用軌道器高解像度相機、火星探測器導航地形相機、多光譜相機、地表成分分析儀、氣象測量儀器等進行高解像度遙感和近距離聯合探測。提取沙丘的形態、地表結構、物質組成等資訊,分析了沙丘的風向和發育年代,並分析了沙丘的風向和發育年代。這種氣候轉變發生在大約40萬年前火星末期末期,可能是由於自轉軸傾角的變化,火星經歷了從低緯度到極地的全球氣候轉變。 本研究將有助於提高我們對火星古氣候歷史的認識,為研究火星古氣候提供新的視角,也為地球未來的氣候演化方向提供參考。 研究結果於7月7日發表在《自然》雜誌上。
6.中國第一口10000公尺深的勘探井鑽探完畢。
5月30日上午,中石油塔里木油田公司深塔可1井下鑽。深海塔可1號井的鑽探旨在探索萬公尺級超深地質工程科學理論,標誌著我國深部勘探技術系列取得新的重大突破,開啟了鑽井能力的“萬公尺時代”。
塔可1號深井位於新疆阿克蘇地區沙崖縣,靠近埋藏8000公尺深度的10億噸超深油氣區。 這口井設計為1口井深110,000公尺,設計鑽井和完井期為457天,將創造世界上10,000公尺深井鑽井時間最快的記錄。
該井採用世界首創1.中國自主研發20000公尺超深井自動鑽機。 與普通鑽機相比,該鑽機的起重能力從三到四百噸增加到最高900噸,相當於同時吊起150頭重達6噸的成年大象。 為確保萬公尺級超深井“完、快、鋪好”,中國石油研發了智慧型控制一體化平台、鑽井自主決策工控系統、超高重型井架底座等多項關鍵核心技術和裝備,自主研發了全球領先的智慧型鑽機。 已成功生產 120000公尺超深井自動鑽機為10000公尺深工程的科學勘探研究提供裝置和技術支援。
7.首次在液氮溫度區發現氧化鎳超導體。
7月12日,《自然》雜誌刊登了王萌教授與中山大學、清華大學、華南理工大學等單位王萌教授團隊合作的成果:首次發現在14GPA壓力下達到液氮溫度區的氧化鎳超導體。 這是中國科學家首次發現的新型高溫超導系統,是人類在液氮溫度區發現的第二種非常規超導材料,是基礎研究領域的重大突破。
該研究成果有望促進高溫超導機理的破解,使高溫超導材料的設計和改進成為可能,並使超導在資訊科技、工業加工、電力、生物醫藥和交通等領域實現更廣泛的應用。
8.FAST探測到納赫茲引力波存在的證據。
由中科院國家天文台等單位的研究人員組成的中國脈衝星定時陣列研究團隊,利用中國天眼FAST探測到納赫茲引力波存在的關鍵證據,表明我國的納赫茲引力波研究已達到與世界同步的領先水平。 研究成果於北京時間6月29日發表在中國天文學刊《天文學與天體物理研究》上。 12月14日,相關成果被《科學》雜誌評選為2023年度十大科學突破之一。
目前,納赫茲引力波的研究已成為物理學和天文學領域國際競賽的焦點之一。 然而,納赫茲引力波具有極低的頻率和數年的週期,波長可以達到幾光年,這使得它們的探測極具挑戰性。 使用大型射電望遠鏡對一組旋轉極規則的毫秒脈衝星進行長期時間測量觀測是唯一已知的納赫茲引力波探測方法。
值得一提的是,歐洲脈衝星定時陣列、印度脈衝星定時陣列、北美納赫茲引力波天文台、澳大利亞帕克斯脈衝星定時陣列等脈衝星定時陣列組也同時公布了類似的結果。 據中科院國家天文台研究員、北京大學研究員李克佳介紹,四個國際團隊獨立獲得了納赫茲引力波存在的關鍵證據,這使得研究結果能夠相互印證,進一步提高這一結果的準確性。
9.全球首個全鏈路、全系統空間太陽能電站地面驗證系統建成並投入使用。
太空太陽能發電廠(SSPS)是解決能源危機和可持續發展的最終解決方案之一。 2023年11月30日,中國工程院旗艦期刊《工程》系統報道了西安電子科技大學段寶巖院士團隊完成的全球首個全鏈路、全系統SSPS地面驗證系統日復一日專案,闡述了Omega SSPS的創新設計方案、理論創新、技術突破、工程實施和實驗成果。 遠距離大功率微波無線能量傳輸效率(距離55m,發射功率2081瓦,波束採集效率87。3%,DC-DC傳輸效率1505%),電能質量比等主要技術指標均處於世界領先水平。
在日常工程中取得突破的遠距離大功率微波無線能量傳輸技術,具有廣闊的應用前景。 在太空中,可以幫助構建太空能源網路和太空充電樁,解決太空算力、機載資訊處理、太空攻防、超遠端探測等供電問題。 在陸地、海洋和空中,它可以為飛艇、無人機群、海上移動平台、災害和偏遠地區提供無線供電。
10.科學家闡明了嗅覺感知的分子機制。
大多數動物,包括人類,都有乙個主嗅覺系統來識別揮發性氣味分子。 大量的嗅覺受體通過“組合編碼”的氣味識別,幫助動物識別數萬億個氣味分子。 嗅覺受體可分為三個家族,I類是氣味受體(OR)家族,II類是痕量胺相關受體(TAAR)家族,OR和TAAR都屬於A類G蛋白偶聯受體(GPCR)家族,III類是非GPCR嗅覺受體。
山東大學孫金鵬教授團隊和上海交通大學醫學院李倩教授團隊利用冷凍電子顯微鏡分析了TaAR家族成員小鼠TaAr9(MtaAr9)受體的結構,以及4種不同配體結合條件下GS Golf(嗅覺特異性G)蛋白三聚體複合物的結構, 並進一步結合藥理學分析,揭示感應配體後MtaAr9受體啟用的分子機制。同時,本研究還提出了嗅覺受體“組合編碼”識別配體的結構機制,闡明了II類嗅覺受體獨特的啟用模式。
本研究闡明了II.類特異性嗅覺受體感知氣味的分子機制,為嗅覺受體家族識別配體奠定了理論基礎,對開發針對嗅覺受體的新藥也具有重要意義。 研究結果於5月24日發表在《自然》雜誌上。
《中國教育報》記者 王家石.
*:中國教育報。