由中国科学院、中国工程院主办,中科院学术处工作局、中国工程院办公厅、中国科学报社、山东省科技厅、烟台市人民**主办,2023中国十大科技进步新闻、世界十大科技进步新闻于2024年1月11日在山东烟台市宣布。
让我们一起来看看2023年中国十大科技进步新闻
世界上第一座一级核电站投入商业运行。
神舟十六号重返空间站应用研制阶段的首次载人飞行任务。
介绍了超越硅基极限的二维晶体管。
中国科学家发现,耐碱基因可以提高作物产量。
天问一号的结果揭示了火星的气候变化。
中国第一口10000米深的勘探井钻探完毕。
首次在液氮温度区发现氧化镍超导体。
FAST探测到纳赫兹引力波存在的证据。
全球首个全链路、全系统空间太阳能电站地面验证系统建成并投入使用。
科学家阐明了嗅觉感知的分子机制。
让我们来看看细节——
1.世界上第一座一级核电站投入商业运行。
中国具有完全自主知识产权的国家科技重大专项——华能石道湾高温气冷堆核电站示范项目于12月6日投入商业运行,成为全球首座实现模块化核电技术商业运行的核电站,标志着我国在高温气冷堆核电技术领域的全球领先地位。 对推动我国实现高水平科技自力更生、建设能源强国具有重要意义。
高温气冷堆是国际公认的核电技术最先进的反应堆,是世界未来核电发展的重要方向。 在失去所有冷却能力的情况下,反应堆可以在没有任何干预的情况下保持安全,不会发生堆芯熔毁和放射性物质泄漏。 该示范项目是全球首个球床模块化高温气冷堆项目,位于山东省荣城市,由中国华能牵头,清华大学和中国核工业集团公司联合建设,2006年被列为国家重大科技项目,2012年开工建设。 华能集中产业链上下游优势资源,共同开展关键技术攻关和核心装备开发,研发出全球首(套)设备2200余台套,设备国产化率达934%。
2.神舟十六号重返空间站应用研制阶段的首次载人飞行任务。
北京时间10月31日8时11分,神舟十六号载人飞船返回舱成功着陆在东风着陆点,现场医疗监督和医保人员确认,航天员景海鹏、朱阳柱、桂海超身体健康,神舟十六号载人任务取得圆满成功。
神舟十六号载人飞船于2023年5月30日从酒泉卫星发射中心发射升空,随后与天和核心舱对接形成组合。 作为首批在空间站应用发展阶段执行载人任务的宇航员乘组,三名航天员在轨停留154天,期间开展了中国空间站一次舱外活动和第四次空间教学活动,配合完成了空间站多项货物舱外任务, 为空间站任务实施常态化奠定基础。
在航天员机组人员和地面科研人员的密切配合下,开展了人因工程、航天医学、生命生态学、生物技术、材料科学、流体物理、航天技术等多项空间科学实验,在空间生命科学和人体研究等领域取得了重要进展。 微重力物理和新的空间技术。从输入到输出转变的重要一步。
3.介绍了超越硅基极限的二维晶体管。
芯片是信息世界的基础核心,传统晶体管接近物理极限,制约了芯片的进一步发展。 原子厚的2D半导体理论上在未来更具潜力,但由于其技术瓶颈,所有2D晶体管都无法与业界的硅基器件相提并论。
北京大学彭连茂院士、邱晨光研究员团队构建了10nm超短通道弹道二维硒化铟晶体管。 他创造性地提出了“稀土钇掺杂诱导二维相变理论”,发明了“原子级可控精密掺杂技术”,从而成功克服了二维领域金属与半导体接触的国际难题,首次使二维晶体管的实际性能超过业界硅基10纳米节点FIN晶体管的硅极限。国际半导体路线图,并将二维晶体管的工作电压降低到0在5V时,室温下的弹道率提高到83%,是所有晶体管的最高记录,并开发了世界上最快,能耗最低的2D晶体管。 研究结果于3月22日发表在《自然》杂志上。
4.中国科学家发现,耐碱基因可以提高作物产量。
我国盐碱土地面积1亿公顷,占世界盐碱土地总面积的近十分之一,全球气候变化、淡水匮乏和化肥的广泛使用,使耕地盐碱化进程加快。 为了更好地利用盐碱土地资源,中科院遗传发育生物学研究所谢琦研究员的研究团队与国内多家科研机构和高校合作,发现主要耐碱基因AT1可以显著提高高粱产量, 水稻、小麦、玉米、谷子等作物在盐碱地,在改良盐碱地综合利用中具有显著的应用前景,有望对我国粮食安全起到重要的支撑作用。研究结果于3月24日发表在《科学》杂志上。
5.天问一号的结果揭示了火星的气候变化。
在太阳系的行星中,火星与地球最为相似,火星的现状和演化被认为是代表“地球的未来”,对火星气候演化的探索早已备受关注。 风积砂过程塑造了火星表面广泛分布的风积沙地貌和沉积物,记录了火星在晚期和现代演化时期的气候环境特征和气候变化过程。 然而,由于缺乏现场的、近距离的、详细的、系统的科学观测,我们对火星风沙活动的过程和记录的古气候知之甚少。
针对这一科学问题,中科院国家天文台李春来团队,中国科学院地质与地球物理研究所郭正棠团队,中科院青藏高原研究所,布朗大学及天问一号任务工程团队, 瞄准火星乌托邦平原南部丰富的风沙地貌,利用轨道器高分辨率相机、火星探测器导航地形相机、多光谱相机、地表成分分析仪、气象测量仪器等进行高分辨率遥感和近距离联合探测。提取沙丘的形态、地表结构、物质组成等信息,分析了沙丘的风向和发育年代,并分析了沙丘的风向和发育年代。这种气候转变发生在大约40万年前火星末期末期,可能是由于自转轴倾角的变化,火星经历了从低纬度到极地的全球气候转变。 本研究将有助于提高我们对火星古气候历史的认识,为研究火星古气候提供新的视角,也为地球未来的气候演化方向提供参考。 研究结果于7月7日发表在《自然》杂志上。
6.中国第一口10000米深的勘探井钻探完毕。
5月30日上午,中石油塔里木油田公司深塔可1井下钻。深海塔可1号井的钻探旨在探索万米级超深地质工程科学理论,标志着我国深部勘探技术系列取得新的重大突破,开启了钻井能力的“万米时代”。
塔可1号深井位于新疆阿克苏地区沙崖县,靠近埋藏8000米深度的10亿吨超深油气区。 这口井设计为1口井深110,000米,设计钻井和完井期为457天,将创造世界上10,000米深井钻井时间最快的记录。
该井采用世界首创1.中国自主研发20000米超深井自动钻机。 与普通钻机相比,该钻机的起重能力从三到四百吨增加到最高900吨,相当于同时吊起150头重达6吨的成年大象。 为确保万米级超深井“完、快、铺好”,中国石油研发了智能控制一体化平台、钻井自主决策工控系统、超高重型井架底座等多项关键核心技术和装备,自主研发了全球领先的智能钻机。 已成功生产 120000米超深井自动钻机为10000米深工程的科学勘探研究提供设备和技术支持。
7.首次在液氮温度区发现氧化镍超导体。
7月12日,《自然》杂志刊登了王萌教授与中山大学、清华大学、华南理工大学等单位王萌教授团队合作的成果:首次发现在14GPA压力下达到液氮温度区的氧化镍超导体。 这是中国科学家首次发现的新型高温超导系统,是人类在液氮温度区发现的第二种非常规超导材料,是基础研究领域的重大突破。
该研究成果有望促进高温超导机理的破解,使高温超导材料的设计和改进成为可能,并使超导在信息技术、工业加工、电力、生物医药和交通等领域实现更广泛的应用。
8.FAST探测到纳赫兹引力波存在的证据。
由中科院国家天文台等单位的研究人员组成的中国脉冲星定时阵列研究团队,利用中国天眼FAST探测到纳赫兹引力波存在的关键证据,表明我国的纳赫兹引力波研究已达到与世界同步的领先水平。 研究成果于北京时间6月29日发表在中国天文学刊《天文学与天体物理研究》上。 12月14日,相关成果被《科学》杂志评选为2023年度十大科学突破之一。
目前,纳赫兹引力波的研究已成为物理学和天文学领域国际竞赛的焦点之一。 然而,纳赫兹引力波具有极低的频率和数年的周期,波长可以达到几光年,这使得它们的探测极具挑战性。 使用大型射电望远镜对一组旋转极规则的毫秒脉冲星进行长期时间测量观测是唯一已知的纳赫兹引力波探测方法。
值得一提的是,欧洲脉冲星定时阵列、印度脉冲星定时阵列、北美纳赫兹引力波天文台、澳大利亚帕克斯脉冲星定时阵列等脉冲星定时阵列组也同时公布了类似的结果。 据中科院国家天文台研究员、北京大学研究员李克佳介绍,四个国际团队独立获得了纳赫兹引力波存在的关键证据,这使得研究结果能够相互印证,进一步提高这一结果的准确性。
9.全球首个全链路、全系统空间太阳能电站地面验证系统建成并投入使用。
太空太阳能发电厂(SSPS)是解决能源危机和可持续发展的最终解决方案之一。 2023年11月30日,中国工程院旗舰期刊《工程》系统报道了西安电子科技大学段宝岩院士团队完成的全球首个全链路、全系统SSPS地面验证系统日复一日项目,阐述了Omega SSPS的创新设计方案、理论创新、技术突破、工程实施和实验成果。 远距离大功率微波无线能量传输效率(距离55m,发射功率2081瓦,波束采集效率87。3%,DC-DC传输效率1505%),电能质量比等主要技术指标均处于世界领先水平。
在日常工程中取得突破的远距离大功率微波无线能量传输技术,具有广阔的应用前景。 在太空中,可以帮助构建太空能源网络和太空充电桩,解决太空算力、机载信息处理、太空攻防、超远程探测等供电问题。 在陆地、海洋和空中,它可以为飞艇、无人机群、海上移动平台、灾害和偏远地区提供无线供电。
10.科学家阐明了嗅觉感知的分子机制。
大多数动物,包括人类,都有一个主嗅觉系统来识别挥发性气味分子。 大量的嗅觉受体通过“组合编码”的气味识别,帮助动物识别数万亿个气味分子。 嗅觉受体可分为三个家族,I类是气味受体(OR)家族,II类是痕量胺相关受体(TAAR)家族,OR和TAAR都属于A类G蛋白偶联受体(GPCR)家族,III类是非GPCR嗅觉受体。
山东大学孙金鹏教授团队和上海交通大学医学院李倩教授团队利用冷冻电子显微镜分析了TaAR家族成员小鼠TaAr9(MtaAr9)受体的结构,以及4种不同配体结合条件下GS Golf(嗅觉特异性G)蛋白三聚体复合物的结构, 并进一步结合药理学分析,揭示感应配体后MtaAr9受体激活的分子机制。同时,本研究还提出了嗅觉受体“组合编码”识别配体的结构机制,阐明了II类嗅觉受体独特的激活模式。
本研究阐明了II.类特异性嗅觉受体感知气味的分子机制,为嗅觉受体家族识别配体奠定了理论基础,对开发针对嗅觉受体的新药也具有重要意义。 研究结果于5月24日发表在《自然》杂志上。
《中国教育报》记者 王家石.
*:中国教育报。