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厉害了!高校8项成果入选2017年度中国科学十大进展

来源:原创     作者:研究会    浏览:188次

人民网北京3月1日电(孙竞)科技部日前公布“2017年度中国科学十大进展”。在入选的10项重大科学进展中,高校项目达到8项,表现十分抢眼。高校在基础研究中的主力军地位得到充分显现。

高校入选“2017年度中国科学十大进展”的成果分别是:实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态、将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物、首次探测到双粲重子、实现氢气的低温制备和存储、研发出基于共格纳米析出强化的新一代超高强钢、利用量子相变确定性制备出多粒子纠缠态、酵母长染色体的精准定制合成、研制出可实现自由状态脑成像的微型显微成像系统。

据了解,十八大以来,高校科技工作坚持“引领创新、支撑发展、科教融合、开放协同、追求卓越”的发展理念,坚持深化体制机制改革,以提升科技创新质量和贡献为核心,促进科技、教育、经济三结合。高校科学研究成就辉煌,创新能力实现跃升。高校以不到全国10%的R&D人员、不到全国8%的R&D经费,承担了全国60%以上的基础研究,承担60%以上包括863、科技支撑、重点研发等重大科研任务,建设60%国家重点实验室,获得60%以上国家科技三大奖励,院士、杰青、千人、万人等高层次人才占60%以上,发表科技论文数量和获得自然科学基金资助项目分别占全国80%以上。

下一步,教育部将启动实施“高等学校基础研究珠峰计划”,进一步加强高校基础科学研究,实现原始创新引领,推动高校成为教育强国和科技强国建设的战略支撑力量。

高校入选2017年度中国科学十大进展项目简介

1. 实现星地千公里级量子纠缠和密钥分发及隐形传态(中国科学技术大学)

中国科学技术大学潘建伟和彭承志研究组联合中国科学院上海技术物理研究所王建宇研究组等,创新性地突破了包括天地双向高精度光跟瞄、空间高亮度量子纠缠源、抗强度涨落诱骗态量子光源以及空间长寿命低噪声单光子探测等多项国际领先的关键技术,利用“墨子号”在国际上率先实现了千公里级星地双向量子纠缠分发和地星量子隐形传态,为构建覆盖全球的天地一体化量子保密通信网络提供了可靠的技术支撑,为我国在未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。研究成果一经发表,随即引起了国际学术界和新闻媒体的广泛关注,同时也得到了国际学术界的高度评价,入选了Nature杂志点评的和美国著名科学媒体Science News评选的“2017年度重大科学事件”。“墨子号”首席科学家潘建伟教授也入选了Nature杂志评选的“2017年度改变世界的十大科学人物”,被称之为“让量子通信驰骋于天地之间的物理学家”。

2. 将病毒直接转化为活疫苗及治疗性药物(北京大学)

流感、艾滋病和埃博拉出血热等烈性传染病时刻危害着人类的健康和社会稳定,其幕后“黑手”是结构和功能多样且快速变异的病毒,而疫苗是预防病毒感染的有效手段。北京大学药学院周德敏、张礼和研究组以流感病毒为模型,研发出活病毒疫苗的一种通用方法,并可针对几乎所有病毒。该研究进展是我国长期支持基础研究、并鼓励基础研究进行临床转化的典型范例。Science杂志评述该进展为病毒疫苗领域的革命性突破,Nature杂志称其为“驯服病毒的新方法”。

3. 首次探测到双粲重子(清华大学)

由清华大学高原宁领导的中国研究团队通过与国内理论家密切合作,主导了此次双粲重子发现的物理分析工作,对该粒子的发现做出了关键性贡献。欧洲核子研究中心对双粲重子的发现作了专门的新闻发布,受到全球媒体的竞相报道。审稿人评价:“该论文给出了期待已久的重要结果——首次观测到双粲重子。”美国《物理》杂志同时以“倍加迷人的粒子”为题进行了专论报道,认为该发现“为科研人员提供了检验量子色动力学的独特体系”。

4. 实现氢气的低温制备和存储(北京大学)

氢能被誉为下一代二次清洁能源,但氢气的高效制备以及安全存储和运输一直以来是阻碍氢能源大规模应用的瓶颈。北京大学化学与分子工程学院马丁研究组与中国科学院山西煤化研究所温晓东以及大连理工大学石川等合作研发的制氢方法,其优越的制氢能力远大于以前报道的低温甲醇重整催化剂(高出近两个数量级)。同时,该研究团队在在水煤气变换产氢过程中也突破了低温条件下高反应转化率与高反应速率不能兼得的难题。上述研究进展被多家科学媒体报道并高度评价,美国化学会C&E News杂志和英国皇家化学会Chemistry World杂志分别以“氢能源:制备氢燃料新过程”和“新型催化剂点亮氢能汽车未来”为题进行了亮点报道,认为“随着此高活性催化体系的成功,把氢气存储于甲醇并在需要时重整释放的概念可能得到实际应用,这是氢能储存和输运体系的一个重大突破”。

5. 研发出基于共格纳米析出强化的新一代超高强钢(北京科技大学)

超高强钢在航空航天、交通运输、先进核能以及国防装备等国民经济重要领域发挥支撑作用,而且也是未来轻型化结构设计和安全防护的关键材料。北京科技大学吕昭平研究组与合作者针对低成本高性能的目标,创新性提出利用高密度共格纳米析出相来强韧化超高强合金的设计思想,研发出共格纳米析出强化的新一代超高强钢。所涉及的颠覆性合金设计思想也可应用于其它结构材料的研发。《自然·材料》(Nature Materials)发表专门评述文章指出,该研究“以完美的超强马氏体钢设计思想,简化的合金元素及析出相强化本质,为研发具有优异的强度、塑性和成本相结合的结构材料提供了新的途径”。

6. 利用量子相变确定性制备出多粒子纠缠态(清华大学)

实现多粒子纠缠是量子物理实验研究的一大追求。清华大学物理系尤力和郑盟锟研究组,通过调控铷-87原子玻色-爱因斯坦凝聚体中的自旋混合过程,使其连续发生两次量子相变,实现了包含约11000个原子的双数态的确定性制备。通过直接观测该纠缠态,他们表征其不同内态间原子数的差值的涨落低于经典极限10.7±0.6分贝,其集体自旋的归一化长度为近似完美的0.99±0.01。这两个指标创造了目前能确定性制备的量子纠缠粒子数目的世界纪录。这一全新的理解和纠缠态制备方法为未来其它多粒子纠缠态的制备提供了一种思路。

7. 酵母长染色体的精准定制合成(天津大学)

基因组设计合成是对基因组进行全新设计和从头构建,能够按需塑造生命,开启从非生命物质向生命物质转化的大门,推动生命科学研究由理解生命向创造生命延伸。天津大学元英进、清华大学戴俊彪、深圳华大基因杨焕明等团队与合作者利用多级模块化和标准化人工基因组合成方法,成功设计构建了4条酿酒酵母长染色体;原创性地建立了基因组缺陷靶点快速定位方法,解决了合成基因组导致细胞失活的难题。该研究为深化理解生命进化、基因组与功能关系等基础科学问题提供了新的思路。Science同期发表专文评论,Nature、Nature Biotechnology、Nature Reviews Genetics、Molecular Cell等多个顶级期刊均发表专文或亮点介绍,高度评价本工作,认为这是第一个全合成真核生物基因组的重要里程碑。

8. 研制出可实现自由状态脑成像的微型显微成像系统(北京大学)

北京大学生物膜与膜生物工程国家重点实验室程和平及陈良怡研究组与电子工程与计算机科学学院张云峰和王爱民等合作,运用微集成、微光学、超快光纤激光和半导体光电子学等技术,在高时空分辨在体成像系统研制方面取得突破性技术革新,成功研制出2.2克微型化佩戴式双光子荧光显微镜,在国际上首次记录了悬尾、跳台、社交等自然行为条件下,小鼠大脑神经元和神经突触活动的高速高分辨图像。该成像系统被2014年诺贝尔生理学或医学奖得主Edvard I. Moser称之为研究大脑的空间定位神经系统的革命性新工具。


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