厲害了!高校8項成果入選2017年度中國科學十大進展 2018-03-02

人民網北京3月1日電(孫競)科技部日前公布“2017年度中國科學十大進展”。在入選的10項重大科學進展中,高校項目達到8項,表現十分搶眼。高校在基礎研究中的主力軍地位得到充分顯現。

 

高校入選“2017年度中國科學十大進展”的成果分別是:實現星地千公里級量子糾纏和密鑰分發及隱形傳態、將病毒直接轉化為活疫苗及治療性藥物、首次探測到雙粲重子、實現氫氣的低溫制備和存儲、研發出基于共格納米析出強化的新一代超高強鋼、利用量子相變確定性制備出多粒子糾纏態、酵母長染色體的精準定制合成、研制出可實現自由狀態腦成像的微型顯微成像系統。

 

據了解,十八大以來,高校科技工作堅持“引領創新、支撐發展、科教融合、開放協同、追求卓越”的發展理念,堅持深化體制機制改革,以提升科技創新質量和貢獻為核心,促進科技、教育、經濟三結合。高校科學研究成就輝煌,創新能力實現躍升。高校以不到全國10%的R&D人員、不到全國8%的R&D經費,承擔了全國60%以上的基礎研究,承擔60%以上包括863、科技支撐、重點研發等重大科研任務,建設60%國家重點實驗室,獲得60%以上國家科技三大獎勵,院士、杰青、千人、萬人等高層次人才占60%以上,發表科技論文數量和獲得自然科學基金資助項目分別占全國80%以上。

 

下一步,教育部將啟動實施“高等學校基礎研究珠峰計劃”,進一步加強高校基礎科學研究,實現原始創新引領,推動高校成為教育強國和科技強國建設的戰略支撐力量。

 

高校入選2017年度中國科學十大進展項目簡介

 

1. 實現星地千公里級量子糾纏和密鑰分發及隱形傳態(中國科學技術大學)

中國科學技術大學潘建偉和彭承志研究組聯合中國科學院上海技術物理研究所王建宇研究組等,創新性地突破了包括天地雙向高精度光跟瞄、空間高亮度量子糾纏源、抗強度漲落誘騙態量子光源以及空間長壽命低噪聲單光子探測等多項國際領先的關鍵技術,利用“墨子號”在國際上率先實現了千公里級星地雙向量子糾纏分發和地星量子隱形傳態,為構建覆蓋全球的天地一體化量子保密通信網絡提供了可靠的技術支撐,為我國在未來繼續引領世界量子通信技術發展和空間尺度量子物理基本問題檢驗前沿研究奠定了堅實的科學與技術基礎。研究成果一經發表,隨即引起了國際學術界和新聞媒體的廣泛關注,同時也得到了國際學術界的高度評價,入選了Nature雜志點評的和美國著名科學媒體Science News評選的“2017年度重大科學事件”。“墨子號”首席科學家潘建偉教授也入選了Nature雜志評選的“2017年度改變世界的十大科學人物”,被稱之為“讓量子通信馳騁于天地之間的物理學家”。

 

2. 將病毒直接轉化為活疫苗及治療性藥物(北京大學)

流感、艾滋病和埃博拉出血熱等烈性傳染病時刻危害著人類的健康和社會穩定,其幕后“黑手”是結構和功能多樣且快速變異的病毒,而疫苗是預防病毒感染的有效手段。北京大學藥學院周德敏、張禮和研究組以流感病毒為模型,研發出活病毒疫苗的一種通用方法,并可針對幾乎所有病毒。該研究進展是我國長期支持基礎研究、并鼓勵基礎研究進行臨床轉化的典型范例。Science雜志評述該進展為病毒疫苗領域的革命性突破,Nature雜志稱其為“馴服病毒的新方法”。

 

3. 首次探測到雙粲重子(清華大學)

由清華大學高原寧領導的中國研究團隊通過與國內理論家密切合作,主導了此次雙粲重子發現的物理分析工作,對該粒子的發現做出了關鍵性貢獻。歐洲核子研究中心對雙粲重子的發現作了專門的新聞發布,受到全球媒體的競相報道。審稿人評價:“該論文給出了期待已久的重要結果——首次觀測到雙粲重子。”美國《物理》雜志同時以“倍加迷人的粒子”為題進行了專論報道,認為該發現“為科研人員提供了檢驗量子色動力學的獨特體系”。

 

4. 實現氫氣的低溫制備和存儲(北京大學)

氫能被譽為下一代二次清潔能源,但氫氣的高效制備以及安全存儲和運輸一直以來是阻礙氫能源大規模應用的瓶頸。北京大學化學與分子工程學院馬丁研究組與中國科學院山西煤化研究所溫曉東以及大連理工大學石川等合作研發的制氫方法,其優越的制氫能力遠大于以前報道的低溫甲醇重整催化劑(高出近兩個數量級)。同時,該研究團隊在在水煤氣變換產氫過程中也突破了低溫條件下高反應轉化率與高反應速率不能兼得的難題。上述研究進展被多家科學媒體報道并高度評價,美國化學會C&E News雜志和英國皇家化學會Chemistry World雜志分別以“氫能源:制備氫燃料新過程”和“新型催化劑點亮氫能汽車未來”為題進行了亮點報道,認為“隨著此高活性催化體系的成功,把氫氣存儲于甲醇并在需要時重整釋放的概念可能得到實際應用,這是氫能儲存和輸運體系的一個重大突破”。

 

5. 研發出基于共格納米析出強化的新一代超高強鋼(北京科技大學)

超高強鋼在航空航天、交通運輸、先進核能以及國防裝備等國民經濟重要領域發揮支撐作用,而且也是未來輕型化結構設計和安全防護的關鍵材料。北京科技大學呂昭平研究組與合作者針對低成本高性能的目標,創新性提出利用高密度共格納米析出相來強韌化超高強合金的設計思想,研發出共格納米析出強化的新一代超高強鋼。所涉及的顛覆性合金設計思想也可應用于其它結構材料的研發。《自然·材料》(Nature Materials)發表專門評述文章指出,該研究“以完美的超強馬氏體鋼設計思想,簡化的合金元素及析出相強化本質,為研發具有優異的強度、塑性和成本相結合的結構材料提供了新的途徑”。

 

6. 利用量子相變確定性制備出多粒子糾纏態(清華大學)

實現多粒子糾纏是量子物理實驗研究的一大追求。清華大學物理系尤力和鄭盟錕研究組,通過調控銣-87原子玻色-愛因斯坦凝聚體中的自旋混合過程,使其連續發生兩次量子相變,實現了包含約11000個原子的雙數態的確定性制備。通過直接觀測該糾纏態,他們表征其不同內態間原子數的差值的漲落低于經典極限10.7±0.6分貝,其集體自旋的歸一化長度為近似完美的0.99±0.01。這兩個指標創造了目前能確定性制備的量子糾纏粒子數目的世界紀錄。這一全新的理解和糾纏態制備方法為未來其它多粒子糾纏態的制備提供了一種思路。

 

7. 酵母長染色體的精準定制合成(天津大學)

基因組設計合成是對基因組進行全新設計和從頭構建,能夠按需塑造生命,開啟從非生命物質向生命物質轉化的大門,推動生命科學研究由理解生命向創造生命延伸。天津大學元英進、清華大學戴俊彪、深圳華大基因楊煥明等團隊與合作者利用多級模塊化和標準化人工基因組合成方法,成功設計構建了4條釀酒酵母長染色體;原創性地建立了基因組缺陷靶點快速定位方法,解決了合成基因組導致細胞失活的難題。該研究為深化理解生命進化、基因組與功能關系等基礎科學問題提供了新的思路。Science同期發表專文評論,Nature、Nature Biotechnology、Nature Reviews Genetics、Molecular Cell等多個頂級期刊均發表專文或亮點介紹,高度評價本工作,認為這是第一個全合成真核生物基因組的重要里程碑。

 

8. 研制出可實現自由狀態腦成像的微型顯微成像系統(北京大學)

北京大學生物膜與膜生物工程國家重點實驗室程和平及陳良怡研究組與電子工程與計算機科學學院張云峰和王愛民等合作,運用微集成、微光學、超快光纖激光和半導體光電子學等技術,在高時空分辨在體成像系統研制方面取得突破性技術革新,成功研制出2.2克微型化佩戴式雙光子熒光顯微鏡,在國際上首次記錄了懸尾、跳臺、社交等自然行為條件下,小鼠大腦神經元和神經突觸活動的高速高分辨圖像。該成像系統被2014年諾貝爾生理學或醫學獎得主Edvard I. Moser稱之為研究大腦的空間定位神經系統的革命性新工具。


     
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