1、2020年中國重大科學(xué)進(jìn)展
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1、2020年中國重大科學(xué)進(jìn)展
精準(zhǔn)繪制地球3億年生物多樣性變化歷史
南京大學(xué)沈樹忠、樊雋軒團(tuán)隊(duì)聯(lián)合國內(nèi)外專家建設(shè)大型數(shù)據(jù)庫，繪制出全球第一條高精度的古生代海洋生物多樣性變化曲線。
精準(zhǔn)刻畫了地質(zhì)歷史中多次重大生物滅絕和輻射事件，揭示了當(dāng)時(shí)生物多樣性變化與大氣CO2含量的協(xié)同關(guān)系。
古生代海洋生物多樣性演變曲線 來源：Science
新型冠狀病毒的發(fā)現(xiàn)與科學(xué)應(yīng)對(duì)
2020年，科學(xué)界對(duì)新型冠狀病毒（新冠病毒）及其引發(fā)的疾病進(jìn)行了廣泛而深入的研究。
中國學(xué)者的研究包括：對(duì)新冠病毒進(jìn)行詳細(xì)的基因組測序、揭示受體ACE2特異性介導(dǎo)新冠病毒細(xì)胞侵染的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)、闡明抗新冠病毒藥物最關(guān)鍵靶點(diǎn)蛋白的結(jié)構(gòu)信息、公布首個(gè)新冠疫苗動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果、揭示新冠病毒的完整病毒結(jié)構(gòu)等。
新冠病毒結(jié)構(gòu)（a）新冠病毒刺突蛋白R(shí)BD與人源ACE2的復(fù)合物晶體結(jié)構(gòu) 來源：Nature；（b）新冠病毒主蛋白酶同源二聚體的晶體結(jié)構(gòu)，及其與小分子抑制劑的結(jié)合模式 來源：Nature；（c）結(jié)合單顆粒三維重構(gòu)和斷層掃描三維重構(gòu)得到的新冠病毒整體結(jié)構(gòu) 來源：Cell
在疫苗研發(fā)方面，中國同時(shí)開展了滅活疫苗、病毒載體疫苗、蛋白亞單位疫苗、核酸疫苗等的研發(fā)，腺病毒載體疫苗在全球率先開展1期臨床試驗(yàn)，滅活疫苗在全球率先開展3期臨床試驗(yàn)，并獲批附條件上市。
揭示腦-脾神經(jīng)環(huán)路控制抗體免疫應(yīng)答新機(jī)制
清華大學(xué)免疫學(xué)研究所祁海、上?？萍即髮W(xué)胡霽及清華大學(xué)麥戈文腦科學(xué)研究所鐘毅課題組合作，發(fā)現(xiàn)第一條神經(jīng)信號(hào)調(diào)控適應(yīng)性免疫應(yīng)答的解剖學(xué)通路。
該通路是迄今發(fā)現(xiàn)的第一條解剖學(xué)明確、由神經(jīng)信號(hào)傳遞而非內(nèi)分泌激素介導(dǎo)的、中樞神經(jīng)對(duì)適應(yīng)性免疫應(yīng)答進(jìn)行調(diào)控的通路，揭示了大腦對(duì)適應(yīng)性免疫的控制，并提出了通過行為干預(yù)增強(qiáng)免疫能力的可能性。
去脾神經(jīng)手術(shù)降低疫苗接種后的漿細(xì)胞數(shù)量 來源：Nature
發(fā)現(xiàn)H+HD→H2+D反應(yīng)中直接抽取機(jī)制和漫游插入機(jī)制的量子干涉
中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所楊學(xué)明、張東輝、孫志剛和肖春雷研究團(tuán)隊(duì)等在對(duì)氫原子與氫分子的同位素反應(yīng)的研究中發(fā)現(xiàn)一種新的量子干涉現(xiàn)象，并揭示了該反應(yīng)中的量子幾何相位效應(yīng)，對(duì)于從根本上理解這一重要體系的高能反應(yīng)動(dòng)力學(xué)具有重要意義。
H+HD→H2+D拓?fù)浞磻?yīng)途徑示意（a）與后向散射產(chǎn)物H2微分截面的理論與實(shí)驗(yàn)對(duì)比（b） 來源：Science
首次合成近質(zhì)子滴線百納秒壽命超鈾新核素222Np
中國科學(xué)院近代物理研究所研究團(tuán)隊(duì)與合作者利用蘭州重離子加速器的充氣反沖核譜儀SHANS裝置，首次合成了镎（Np）的一種新同位素核222Np。
此次在該同位素鏈中發(fā)現(xiàn)的新核素222Np，幾乎達(dá)到了用充氣反沖核譜儀研究新核素合成的半衰期極限。
實(shí)驗(yàn)建立的222Np衰變鏈 來源：Physical Review Letter
首次證明4-乙烯基苯甲醚是蝗蟲的聚集信息素
中國科學(xué)院動(dòng)物研究所康樂與河北大學(xué)科研人員合作，首次證明4-乙烯基苯甲醚（4VA）是蝗蟲聚集信息素。
該研究首次從多個(gè)層面對(duì)飛蝗群居信息素進(jìn)行了全面而充分的鑒定和驗(yàn)證，是昆蟲學(xué)研究的一個(gè)重要突破，為蝗災(zāi)防治指明了新方向。
飛蝗群聚信息素4VA在自然棲息地吸引蝗蟲 來源：Nature
中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心徐敏與北京大學(xué)李毓龍研究組合作，發(fā)現(xiàn)基底前腦區(qū)的谷氨酸能神經(jīng)元對(duì)于腺苷的快速釋放和睡眠壓力的積累起著重要的調(diào)控作用，揭示了睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制，該研究為進(jìn)一步探索睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)制奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
腺苷在睡眠穩(wěn)態(tài)調(diào)控的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制 來源：Science
中國科學(xué)院精密測量院詹明生、何曉東研究團(tuán)隊(duì)首創(chuàng)了一種單分子相干合成的新方法，即原子自旋與相對(duì)運(yùn)動(dòng)波函數(shù)耦合（spin-motion coupling，SMC），在國際上首次實(shí)現(xiàn)單個(gè)超冷分子的相干合成。
這項(xiàng)工作標(biāo)志著對(duì)原子之間核間距自由度的相干控制，為基元化學(xué)反應(yīng)過程相干控制、量子少體束縛態(tài)的相干合成及其量子調(diào)控提供了可能性。
SMC機(jī)制和分子締合原理示意 來源：Science
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)李柯伽團(tuán)隊(duì)，在國際上首次發(fā)現(xiàn)快速射電暴爆發(fā)源FRB 180301的輻射具有豐富的偏振特征，結(jié)果表明宇宙中FRB的爆發(fā)源可能來自致密天體磁層中的物理過程。
該團(tuán)隊(duì)后又報(bào)道了一次有針對(duì)性的無線電觀測活動(dòng)，結(jié)果表明FRB-SGR爆發(fā)關(guān)聯(lián)很少，F(xiàn)RB可能在幾何上是成束的，或者與SGR爆發(fā)關(guān)聯(lián)的類FRB事件可能具有較窄的頻譜和所觀察頻帶之外的特征頻率。
磁星釋放的快速射電暴 來源：Nature
中國科學(xué)院金屬研究所沈陽材料科學(xué)國家研究中心李秀艷、周鑫和盧柯與上海交通大學(xué)金朝暉課題組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)晶粒尺寸降低到幾納米時(shí)，純金屬銅多晶體會(huì)形成一種新型亞穩(wěn)結(jié)構(gòu)——受限晶體（schwarz crystal）結(jié)構(gòu)。
這一發(fā)現(xiàn)表明多晶體金屬在晶粒極細(xì)時(shí)還存在另外一種亞穩(wěn)固體狀態(tài)，其穩(wěn)定性甚至遠(yuǎn)高于非晶固體，為研發(fā)高穩(wěn)定性金屬材料及制造工藝提供了新的機(jī)遇。
Schwarz晶體的原子模型和分子動(dòng)力學(xué)模擬 來源：Science
2、2020年中國重大技術(shù)進(jìn)展
為了在生長石墨烯的同時(shí)與生長基體解耦進(jìn)而根除褶皺，南京大學(xué)物理學(xué)院高力波團(tuán)隊(duì)及合作者開發(fā)了一種質(zhì)子輔助化學(xué)氣相沉積方法用來生長無褶皺的超平整石墨烯。
這項(xiàng)工作不僅提出了一種生長大尺寸均勻的超平整石墨烯的方法，同時(shí)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子輔助方法還可以用于消除已經(jīng)存在的石墨烯褶皺，對(duì)其他低維材料的去褶皺、無損應(yīng)力調(diào)控、應(yīng)變摻雜以及儲(chǔ)氫等也具有參考意義。
超平整石墨烯薄膜的形貌（a）與大線寬下量子霍爾效應(yīng)（b） 來源：Nature
自主研發(fā)成功商用毫米波相控陣芯片
中國自主可控、成本超低的毫米波相控陣芯片問世，它速度快、覆蓋廣，打破了毫米波通信技術(shù)商用的制約，實(shí)現(xiàn)了中國在該項(xiàng)技術(shù)上的突破。
在世界上首次較為徹底地解決了阻礙CMOS毫米波通信問題，關(guān)鍵性能指標(biāo)與國際水準(zhǔn)相當(dāng)，發(fā)射機(jī)效率和接收機(jī)功耗等指標(biāo)遠(yuǎn)超國際，每個(gè)通道成本僅為傳統(tǒng)常用技術(shù)路線的幾十分之一，研制水平首次進(jìn)入世界前列，實(shí)現(xiàn)了從芯片到天線陣的全面自主可控，為中國5G優(yōu)勢延續(xù)5~10年打下重要基礎(chǔ)。
商用毫米波相控陣芯片 來源：網(wǎng)絡(luò)通信與安全紫金山實(shí)驗(yàn)室
揭示克制小麥赤霉病的主效基因Fhb7
山東農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院教授、山東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系小麥創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席專家孔令讓及其團(tuán)隊(duì)從小麥近緣植物長穗偃麥草中首次克隆出抗赤霉病主效基因Fhb7，且成功將其轉(zhuǎn)移至小麥品種中。
首次明確并驗(yàn)證了其在小麥抗病育種中不僅具有穩(wěn)定的赤霉病抗性，而且具有廣譜的解毒功能。
Fhb7的跨物種轉(zhuǎn)移和抗赤霉病分子機(jī)理 來源：Science
開發(fā)RNA-RNA空間相互作用的原位全景分析技術(shù)
中國科學(xué)院生物物理研究所薛愿超研究組與合作者開發(fā)了RNA原位構(gòu)象測序新技術(shù)RIC-seq（RNA in situ conformation sequencing），通過高特異性、高效率、低噪音的原位近端連接和測序，首次全景式解析了細(xì)胞內(nèi)RNA分子的原位高級(jí)結(jié)構(gòu)和作用靶標(biāo)。
此技術(shù)為破譯RNA結(jié)構(gòu)密碼和調(diào)控機(jī)制提供了強(qiáng)大的工具，在RNA病毒的結(jié)構(gòu)、靶標(biāo)和致病機(jī)制研究中有著廣泛的應(yīng)用前景。
RIC-seq技術(shù)全景式解析RNA高級(jí)結(jié)構(gòu)和作用靶標(biāo) 來源：薛愿超研究組 （a）技術(shù)流程圖（RBP-RNA結(jié)合蛋白）；（b）RIC-seq捕獲RNA原位高級(jí)結(jié)構(gòu)（RNA分子以不同顏色的螺旋線條表示，背景為蛋白質(zhì)分子）；（c）RIC-seq解析增強(qiáng)子-啟動(dòng)子RNA鏈接（不同顏色代表不同的染色體）
實(shí)現(xiàn)尺寸最大、晶面指數(shù)最全單晶銅箔庫的可控制備
北京大學(xué)/松山湖材料實(shí)驗(yàn)室劉開輝、王恩哥與南方科技大學(xué)俞大鵬聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在國際上首次實(shí)現(xiàn)了種類最全、尺寸最大的高指數(shù)晶面單晶銅箔庫制造。
該銅箔庫將為高功率電力、高頻電子、選擇性催化、量子材料外延等提供關(guān)鍵功能材料。
單晶形核長大過程以及8種代表性單晶銅箔 來源：Nature
提出基于憶阻器陣列的新型腦機(jī)接口
清華大學(xué)錢鶴、吳華強(qiáng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合洪波團(tuán)隊(duì)提出了基于憶阻器陣列的新型腦機(jī)接口，實(shí)驗(yàn)制備了具有模擬阻變特性的憶阻器陣列，并構(gòu)建了基于憶阻器的神經(jīng)信號(hào)分析系統(tǒng)，相較于傳統(tǒng)CMOS硬件，具有400倍以上的功耗優(yōu)勢。
基于憶阻器陣列神經(jīng)信號(hào)分析系統(tǒng)的新型腦機(jī)接口 來源：清華大學(xué)新聞網(wǎng)
成功研制全球神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計(jì)算機(jī)
浙江大學(xué)聯(lián)合之江實(shí)驗(yàn)室共同研制成功的中國首臺(tái)基于自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)類腦芯片的類腦計(jì)算機(jī)（Darwin Mouse）發(fā)布，這也是目前國際上神經(jīng)元規(guī)模最大的類腦計(jì)算機(jī)。
同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還研制了專門面向類腦計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)——達(dá)爾文類腦操作系統(tǒng)（DarwinOS），實(shí)現(xiàn)對(duì)類腦計(jì)算機(jī)硬件資源的有效管理與調(diào)度，支撐類腦計(jì)算機(jī)的運(yùn)行與應(yīng)用。
類腦計(jì)算機(jī) 來源：浙江大學(xué)新聞網(wǎng)
成功設(shè)計(jì)納米“人造分子”簡易制備方法
復(fù)旦大學(xué)聶志鴻團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出利用反應(yīng)性嵌段聚合物誘導(dǎo)納米粒子間定向鍵合形成納米尺度膠體分子的自組裝策略。
該研究成功突破了現(xiàn)有納米粒子精準(zhǔn)組裝調(diào)控困難、產(chǎn)率低下的技術(shù)瓶頸，為制備新型復(fù)合材料提供新思路。
類BF3分子構(gòu)型的AB3膠體分子示意 來源：復(fù)旦大學(xué)新聞網(wǎng)
發(fā)現(xiàn)空位誘導(dǎo)的二維材料薄膜超快離子傳輸
中國科學(xué)院金屬研究所任文才、成會(huì)明研究團(tuán)隊(duì)，制備出一類由二維過渡金屬磷硫化物納米片組裝而成的膜，發(fā)現(xiàn)過渡金屬空位使該類薄膜具有超快的離子傳輸性能。空位誘導(dǎo)離子快速傳輸為設(shè)計(jì)與開發(fā)高性能離子傳導(dǎo)膜提供了一種新思路。
98%相對(duì)濕度下Cd0.85PS3Li0.15H0.15納米片組裝膜及其離子傳輸性能 來源：Science
中國量子計(jì)算原型機(jī)“九章”問世
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)宣布潘建偉團(tuán)隊(duì)與中國科學(xué)院上海微系統(tǒng)研究所、國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作成功構(gòu)建76個(gè)光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，這一突破使中國成為全球第二個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子優(yōu)越性”的國家。
光量子干涉實(shí)物 來源：新華網(wǎng)
3、2020年中國重大工程進(jìn)展
中國500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）近1年觀測服務(wù)超過5200個(gè)觀測機(jī)時(shí)，取得一系列重大科學(xué)成果。
FAST已經(jīng)啟動(dòng)了脈沖星測時(shí)陣列、漂移掃描多科學(xué)目標(biāo)巡天等5個(gè)重大和優(yōu)先項(xiàng)目。
未來3~5年，F(xiàn)AST的高靈敏度將有可能在低頻引力波探測、快速射電暴起源、星際分子等前沿方向取得突破。
500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡（FAST） 來源：中國科學(xué)院
無人潛水器和載人潛水器取得新突破
“海斗一號(hào)”全海深自主遙控潛水器在馬里亞納海溝完成萬米海試，最大下潛深度達(dá)10907 m，刷新中國潛水器最大下潛深度紀(jì)錄，填補(bǔ)了中國萬米作業(yè)型無人潛水器的空白。
“海斗一號(hào)”布放 來源：中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化研究所
“奮斗者”號(hào)載人潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度10909 m，中國在大深度載人深潛領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平。
“奮斗者”號(hào)載人潛水器 來源：新華網(wǎng)
“北斗三號(hào)”最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功
中國成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星暨“北斗三號(hào)”最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星，“北斗三號(hào)”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成，中國北斗朝著完整服務(wù)全球的目標(biāo)邁出關(guān)鍵一步。
“北斗三號(hào)”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空 來源：新華社
中國首個(gè)火星探測器“天問一號(hào)”成功發(fā)射
中國成功發(fā)射首次火星探測任務(wù)“天問一號(hào)”探測器，火箭成功將探測器送入預(yù)定軌道，開啟火星探測之旅，邁出了中國行星探測第一步。
此次火星探測是中國行星探測階段的首次任務(wù)，也是中國深空探測領(lǐng)域全新的里程碑，有望一次實(shí)現(xiàn)“環(huán)繞、著陸、巡視”3個(gè)目標(biāo)。
“天問一號(hào)”火星探測器發(fā)射升空 來源：人民網(wǎng)
中國最大直徑盾構(gòu)機(jī)下線
由中國鐵建重工集團(tuán)、中鐵十四局集團(tuán)聯(lián)合研制的16米級(jí)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“京華號(hào)”在中國鐵建重工集團(tuán)長沙第一產(chǎn)業(yè)園下線，這是中國迄今研制的最大直徑盾構(gòu)機(jī)。
未來中國根據(jù)不同需求還將繼續(xù)加強(qiáng)超級(jí)掘進(jìn)機(jī)、超大直徑盾構(gòu)機(jī)等新產(chǎn)品的研發(fā)，使盾構(gòu)機(jī)真正從“中國制造”走向“中國創(chuàng)造”。
“京華號(hào)”盾構(gòu)機(jī) 來源：新華網(wǎng)
“國和一號(hào)”和“華龍一號(hào)”兩大三代核電技術(shù)取得新突破
中國自主設(shè)計(jì)的最大功率的核電機(jī)組“國和一號(hào)”完成研發(fā)，“華龍一號(hào)”全球首堆——中核集團(tuán)福清核電5號(hào)機(jī)組首次達(dá)到臨界狀態(tài)。
兩者均為中國具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代核電技術(shù)，這兩大核電技術(shù)的新突破，標(biāo)志著中國在三代核電技術(shù)領(lǐng)域躋身世界前列。
“華龍一號(hào)” 來源：“中國核能”微信公眾號(hào)
中國最高參數(shù)“人造太陽”建成
中國新一代可控核聚變研究裝置“中國環(huán)流器二號(hào)M”（HL-2M）正式建成放電，標(biāo)志中國正式跨入全球可控核聚變研究前列，HL-2M將進(jìn)一步加快人類探索未來能源的步伐。
HL-2M是中國規(guī)模最大、參數(shù)最高的“人造太陽”，是中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的模擬核聚變研究裝置。
“中國環(huán)流器二號(hào)M”裝置 來源：中國新聞網(wǎng)
世界首座高速鐵路懸索橋開通
中國首座公鐵兩用懸索橋，同時(shí)是世界上運(yùn)行速度最快、運(yùn)行荷載最大、跨度最大的公鐵兩用懸索橋——連鎮(zhèn)鐵路五峰山長江大橋建成通車，標(biāo)志著中國在高速鐵路上率先引入懸索橋橋型，中國大跨度橋梁建造技術(shù)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。
五峰長江大橋 來源：中鐵大橋局集團(tuán)
“嫦娥五號(hào)”完成中國首次地外天體采樣
“嫦娥五號(hào)”返回器帶回月球風(fēng)暴洋區(qū)域的鉆取和表取樣品，成功完成中國首次地外天體采樣返回任務(wù)，使中國成為世界上第二個(gè)月球無人自主采樣返回的國家，為中國探月工程重大科技專項(xiàng)“繞、落、回”三步走發(fā)展戰(zhàn)略畫上圓滿句號(hào)。
“嫦娥五號(hào)”返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域成功著陸 來源：新華網(wǎng)
世界最強(qiáng)流深地核天體物理加速器成功出束
由中核集團(tuán)原子能院和中國科學(xué)院近代物理研究所自主研制的世界上束流強(qiáng)度最高深地實(shí)驗(yàn)設(shè)施——錦屏深地核天體物理加速器成功出束，束流強(qiáng)度達(dá)到2 mA，綜合性能達(dá)到國際同類裝置先進(jìn)水平。
標(biāo)志著中國完全掌握強(qiáng)流高壓加速器制造技術(shù)，并將進(jìn)一步推動(dòng)中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室成為面向世界開放的國家級(jí)基礎(chǔ)研究平臺(tái)。
強(qiáng)流高壓加速器 來源：中國原子能科學(xué)研究院
陜公網(wǎng)安備 61019102000282號(hào) 能源監(jiān)管熱線：12398
