2023年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞

2023年，科技領(lǐng)域有哪些重大突破？2024年1月11日，由中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)工程院主辦，中國(guó)科學(xué)院院士和中國(guó)工程院院士投票評(píng)選的2023年中國(guó)十大科技進(jìn)展新聞在山東煙臺(tái)揭曉。

1.全球首座第四代核電站商運(yùn)投產(chǎn)

我國(guó)具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)——華能石島灣高溫氣冷堆核電站示范工程于2023年12月6日商運(yùn)投產(chǎn)，成為世界首個(gè)實(shí)現(xiàn)模塊化第四代核電技術(shù)商業(yè)化運(yùn)行的核電站，標(biāo)志著我國(guó)在高溫氣冷堆核電技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了全球領(lǐng)先，對(duì)推動(dòng)我國(guó)實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)、建設(shè)能源強(qiáng)國(guó)具有重要意義。

高溫氣冷堆是國(guó)際公認(rèn)的第四代核電技術(shù)先進(jìn)堆型，是世界核電未來(lái)發(fā)展的重要方向。在喪失所有冷卻能力的情況下，不采取任何干預(yù)措施，反應(yīng)堆都能保持安全狀態(tài)，不會(huì)出現(xiàn)堆芯熔毀和放射性物質(zhì)外泄。該示范工程是世界首座球床模塊式高溫氣冷堆項(xiàng)目，位于山東省榮成市，由中國(guó)華能牽頭，聯(lián)合清華大學(xué)、中核集團(tuán)共同建設(shè)，2006年被列入國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)，2012年開(kāi)工建設(shè)。中國(guó)華能集中產(chǎn)業(yè)鏈上下游優(yōu)勢(shì)資源，聯(lián)合開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和核心設(shè)備研制，研制出2200多套世界首臺(tái)（套）設(shè)備，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)93.4%。

2.“神舟十六號(hào)”載人飛行任務(wù)取得圓滿成功

2023年10月31日8時(shí)11分，“神舟十六號(hào)”載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)成功著陸，“神舟十六號(hào)”載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。

“神舟十六號(hào)”載人飛船于2023年5月30日從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，隨后與天和核心艙對(duì)接形成組合體。作為首批執(zhí)行空間站應(yīng)用與發(fā)展階段載人飛行任務(wù)的航天員乘組，景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員在軌駐留154天，其間進(jìn)行了1次出艙活動(dòng)和中國(guó)空間站第4次太空授課活動(dòng)，配合完成空間站多次貨物出艙任務(wù)，為空間站任務(wù)常態(tài)化實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。

此次任務(wù)是我國(guó)載人航天工程進(jìn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段的首次載人飛行任務(wù)，航天員乘組和地面科研人員密切配合，開(kāi)展了人因工程、航天醫(yī)學(xué)、生命生態(tài)、生物技術(shù)、材料科學(xué)、流體物理、航天技術(shù)等多項(xiàng)空間科學(xué)實(shí)（試）驗(yàn)，在空間生命科學(xué)與人體研究、微重力物理和空間新技術(shù)等領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，邁出了載人航天工程從建設(shè)向應(yīng)用、從投入向產(chǎn)出轉(zhuǎn)變的重要一步。

3.超越硅基極限的二維晶體管問(wèn)世

芯片是信息世界的基礎(chǔ)核心，傳統(tǒng)晶體管因接近物理極限而制約了芯片的進(jìn)一步發(fā)展。原子級(jí)厚度的二維半導(dǎo)體理論上在未來(lái)節(jié)點(diǎn)更具潛力，但受限于其技術(shù)瓶頸，至今所有二維晶體管均不能媲美業(yè)界硅基器件。

北京大學(xué)彭練矛院士、邱晨光研究員團(tuán)隊(duì)構(gòu)筑了10納米超短溝道彈道二維硒化銦晶體管，創(chuàng)造性地提出“稀土釔元素?fù)诫s誘導(dǎo)二維相變理論”，并發(fā)明了“原子級(jí)可控精準(zhǔn)摻雜技術(shù)”，從而成功克服了二維領(lǐng)域金屬和半導(dǎo)體接觸的國(guó)際難題，首次使得二維晶體管實(shí)際性能超過(guò)業(yè)界硅基10納米節(jié)點(diǎn)Fin晶體管和國(guó)際半導(dǎo)體路線圖預(yù)測(cè)的硅極限，并且將二維晶體管的工作電壓降到0.5V，室溫彈道率提升至所有晶體管最高紀(jì)錄的83%，研制出國(guó)際上迄今速度最快、能耗最低的二維晶體管。

4.我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)耐堿基因可使作物增產(chǎn)

我國(guó)鹽堿地面積達(dá)1億公頃，占世界鹽堿地總面積的近1/10，全球氣候變化、淡水缺乏及化肥大量使用，使可耕土地鹽漬化速度加快。為了更好地利用鹽堿地資源，中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所謝旗研究員科研團(tuán)隊(duì)與國(guó)內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和院校合作，經(jīng)過(guò)多年研究發(fā)現(xiàn)主效耐堿基因AT1可以顯著提高高粱、水稻、小麥、玉米、谷子等作物在鹽堿地上的產(chǎn)量，且在改良鹽堿地的綜合利用中具有重大應(yīng)用前景，有望為我國(guó)糧食安全發(fā)揮重要支撐作用。

5.“天問(wèn)一號(hào)”研究成果揭示火星氣候轉(zhuǎn)變

在太陽(yáng)系的行星中，火星與地球最為相似，火星的現(xiàn)狀和演化歷程，被認(rèn)為可能代表著“地球的未來(lái)”，因而針對(duì)火星氣候演化的探測(cè)研究長(zhǎng)期以來(lái)備受關(guān)注。風(fēng)沙作用塑造了火星表面廣泛分布的風(fēng)沙地貌、沉積，記錄了火星演化晚期和近代氣候環(huán)境特征和氣候變化的過(guò)程。但由于缺乏就位、近距離詳細(xì)系統(tǒng)的科學(xué)觀測(cè)，我們對(duì)火星風(fēng)沙活動(dòng)過(guò)程和記錄的古氣候知之甚少。

針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)李春來(lái)團(tuán)隊(duì)，聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理所郭正堂團(tuán)隊(duì)、中國(guó)科學(xué)院青藏高原所、美國(guó)布朗大學(xué)和“天問(wèn)一號(hào)”任務(wù)工程團(tuán)隊(duì)，瞄準(zhǔn)火星烏托邦平原南部豐富的風(fēng)沙地貌，利用環(huán)繞器高分辨率相機(jī)、火星車(chē)導(dǎo)航地形相機(jī)、多光譜相機(jī)、表面成分分析儀、氣象測(cè)量?jī)x等開(kāi)展了高分辨率遙感和近距離就位的聯(lián)合探測(cè)，提取了沙丘形態(tài)、表面結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分等信息，分析了其指示風(fēng)向和發(fā)育年齡，發(fā)現(xiàn)了著陸區(qū)風(fēng)場(chǎng)發(fā)生顯著變化的層序證據(jù)，其與火星中高緯度分布的冰塵覆蓋層記錄有很好的一致性，揭示了祝融號(hào)著陸區(qū)可能經(jīng)歷了以風(fēng)向變化為標(biāo)志的兩個(gè)主要?dú)夂螂A段，風(fēng)向從東北到西北發(fā)生了近70度的變化，風(fēng)沙堆積從新月形亮沙丘轉(zhuǎn)變?yōu)榭v向暗沙壟。這一氣候的轉(zhuǎn)變，發(fā)生在距今約40萬(wàn)年前的火星末次冰期結(jié)束時(shí)，可能是由于自轉(zhuǎn)軸傾角的變化，火星從中低緯度到極地地區(qū)發(fā)生了一次“冰期-間冰期”的全球性氣候轉(zhuǎn)變。該項(xiàng)研究有助于增進(jìn)我們對(duì)火星古氣候歷史的理解，為火星古氣候研究提供了新的視角，也為地球未來(lái)的氣候演化方向提供了借鑒。

6.我國(guó)首個(gè)萬(wàn)米深地科探井開(kāi)鉆

2023年5月30日上午，中國(guó)石油塔里木油田公司深地塔科1井開(kāi)鉆入地。深地塔科1井開(kāi)鉆，旨在探索萬(wàn)米級(jí)特深層地質(zhì)、工程科學(xué)理論，標(biāo)志著我國(guó)向地球深部探測(cè)技術(shù)系列取得新的重大突破，鉆探能力開(kāi)啟“萬(wàn)米時(shí)代”。

深地塔科1井位于新疆阿克蘇地區(qū)沙雅縣境內(nèi)，緊鄰埋深達(dá)8000米的富滿10億噸級(jí)超深油氣區(qū)。這口井設(shè)計(jì)井深1.11萬(wàn)米，設(shè)計(jì)鉆完井周期457天，將創(chuàng)造全球萬(wàn)米深井鉆探用時(shí)最快紀(jì)錄。

該井采用的是我國(guó)自主研制的全球首臺(tái)1.2萬(wàn)米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)。與普通鉆機(jī)相比，這臺(tái)鉆機(jī)的載重提升能力由三四百?lài)嵦岣叩阶畲?00噸，相當(dāng)于能同時(shí)吊起150頭6噸重的成年大象。為保障萬(wàn)米級(jí)特深井“打成、打快、打好”，中國(guó)石油攻關(guān)研發(fā)智能控制一體化平臺(tái)、鉆井自主決策工控系統(tǒng)、超高重載井架底座等一批關(guān)鍵核心技術(shù)裝備，自主研制國(guó)際領(lǐng)先的智能鉆機(jī)，成功產(chǎn)出1.2萬(wàn)米特深井自動(dòng)化鉆機(jī)，為萬(wàn)米深地工程科學(xué)探索研究提供了裝備和技術(shù)保障。

7.液氮溫區(qū)鎳氧化物超導(dǎo)體首次發(fā)現(xiàn)

2023年7月12日，《自然》雜志刊登了我國(guó)中山大學(xué)王猛教授團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)、華南理工大學(xué)等單位合作的成果：首次發(fā)現(xiàn)在14GPa壓力下達(dá)到液氮溫區(qū)的鎳氧化物超導(dǎo)體。這是由我國(guó)科學(xué)家率先獨(dú)立發(fā)現(xiàn)的全新高溫超導(dǎo)體系，是人類(lèi)目前發(fā)現(xiàn)的第二種液氮溫區(qū)非常規(guī)超導(dǎo)材料，是基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的重要突破。

這一研究成果將有望推動(dòng)破解高溫超導(dǎo)機(jī)理，使設(shè)計(jì)和預(yù)測(cè)高溫超導(dǎo)材料成為可能，使超導(dǎo)在信息技術(shù)、工業(yè)加工、電力、生物醫(yī)學(xué)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。

8.FAST探測(cè)到納赫茲引力波存在證據(jù)

由中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)等單位科研人員組成的中國(guó)脈沖星測(cè)時(shí)陣列研究團(tuán)隊(duì)，利用中國(guó)天眼FAST，探測(cè)到納赫茲引力波存在的關(guān)鍵性證據(jù)，表明中國(guó)納赫茲引力波研究與國(guó)際同步達(dá)到領(lǐng)先水平。

當(dāng)前，納赫茲引力波研究已經(jīng)成為物理和天文領(lǐng)域國(guó)際競(jìng)賽的焦點(diǎn)之一。然而，納赫茲引力波頻率極低、周期長(zhǎng)達(dá)數(shù)年，其波長(zhǎng)可達(dá)數(shù)光年，對(duì)它的探測(cè)極具挑戰(zhàn)性。利用大型射電望遠(yuǎn)鏡對(duì)一批自轉(zhuǎn)極其規(guī)律的毫秒脈沖星進(jìn)行長(zhǎng)期測(cè)時(shí)觀測(cè)，是目前已知唯一的納赫茲引力波探測(cè)手段。

值得一提的是，歐洲脈沖星測(cè)時(shí)陣列—印度脈沖星測(cè)時(shí)陣列、北美納赫茲引力波天文臺(tái)和澳大利亞帕克斯脈沖星測(cè)時(shí)陣列等脈沖星測(cè)時(shí)陣列合作組也在同一時(shí)間宣布了相似的結(jié)果。據(jù)中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研究員、北京大學(xué)研究員李柯伽介紹，國(guó)際上4個(gè)團(tuán)隊(duì)分別獨(dú)立獲得納赫茲引力波存在的關(guān)鍵證據(jù)，這使得研究結(jié)果可以相互印證，進(jìn)一步提高了這一成果的準(zhǔn)確性。

9.世界首個(gè)全鏈路全系統(tǒng)空間太陽(yáng)能電站地面驗(yàn)證系統(tǒng)落成啟用

空間太陽(yáng)能電站（SSPS）是解決能源危機(jī)、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的終極答案之一。Engineering于2023年11月30日系統(tǒng)報(bào)道了西安電子科技大學(xué)段寶巖院士團(tuán)隊(duì)完成的逐日工程—世界首個(gè)全鏈路、全系統(tǒng)SSPS地面驗(yàn)證系統(tǒng)，闡述了歐米伽SSPS創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案、理論創(chuàng)新、技術(shù)突破、工程實(shí)現(xiàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

逐日工程突破的遠(yuǎn)距離高功率微波無(wú)線傳能技術(shù)，應(yīng)用前景廣闊。在太空，可助力構(gòu)建空間能源網(wǎng)、空間充電樁，破解空間算力、星上信息處理、空間攻防及超遠(yuǎn)程探測(cè)的供電難題；在陸海空，可為空中飛艇、無(wú)人機(jī)群、海上移動(dòng)平臺(tái)、災(zāi)害及邊遠(yuǎn)區(qū)域無(wú)線供電。

10.科學(xué)家闡明嗅覺(jué)感知分子機(jī)制

大多數(shù)動(dòng)物（包括人類(lèi)）均擁有一套主嗅覺(jué)系統(tǒng)來(lái)識(shí)別揮發(fā)性的氣味分子。大量的嗅覺(jué)受體通過(guò)“組合編碼”的氣味識(shí)別方式，幫助動(dòng)物識(shí)別數(shù)以萬(wàn)億計(jì)的氣味分子。嗅覺(jué)受體可以分為三個(gè)家族，第I類(lèi)是氣味受體（OR）家族，第II類(lèi)是痕量胺相關(guān)受體（TAAR）家族，OR和TAAR都屬于A類(lèi)G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）家族，第III類(lèi)是非GPCR嗅覺(jué)受體。

山東大學(xué)孫金鵬教授團(tuán)隊(duì)和上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院李乾研究員團(tuán)隊(duì)合作，應(yīng)用冷凍電鏡技術(shù)解析了TAAR家族成員之一的小鼠TAAR9（mTAAR9）受體在4種不同配體結(jié)合條件下與Gs/Golf（嗅覺(jué)特異性Gα）蛋白三聚體復(fù)合物的結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步結(jié)合藥理學(xué)分析揭示了mTAAR9感知配體后被激活的分子機(jī)制。同時(shí)，該研究也提出了嗅覺(jué)受體“組合編碼”識(shí)別配體的結(jié)構(gòu)機(jī)制，闡明了II類(lèi)嗅覺(jué)受體獨(dú)特的激活方式。

該研究闡釋了II類(lèi)特異嗅覺(jué)受體感知?dú)馕兜姆肿訖C(jī)制，為嗅覺(jué)受體家族識(shí)別配體奠定了理論基礎(chǔ)，對(duì)開(kāi)發(fā)靶向嗅覺(jué)受體的新藥也有重要意義。