祝融号火星车在乌托邦平原进行原位雷达探测示意图。科技部高技术研究发展中心供图
2月13日拍摄的“中国天眼”全景。新华社记者 欧东衢摄
祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构，FAST精细刻画活跃重复快速射电暴……2022年，这10项重大科学进展从600余项推荐的科学研究进展中一路“过关斩将”，经两院院士、原国家重点实验室主任、原973计划顾问组和咨询组专家及项目首席科学家、国家重点研发计划有关重点专项总体专家组成员和项目负责人等3000余位专家网上投票并审议，最终脱颖而出，入选2022年度中国科学十大进展。
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科学的世界里，成果突破灿若星辰，它们缘何最闪亮？让我们一探究竟。
进展一：祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构
中国科学院地质与地球物理研究所陈凌、张金海团队等对祝融号火星车行进约4个月、探测长达1171米的低频雷达数据进行了深入分析和精细成像，获得了火星乌托邦平原南部浅表80米之上的高精度结构分层图像和地层物性信息，研究发现该区域数米厚的火壤层之下存在两套向上变细的沉积层序。
●入选理由：详细的火星地下结构和物性信息是研究火星地质及其宜居性演化的关键，是火星探测的重要内容之一。该研究揭示了现今火星浅表精细结构和物性特征，提供了火星长期存在水活动的观测证据，为深入认识火星地质演化与环境、气候变迁提供了重要依据。
进展二：FAST精细刻画活跃重复快速射电暴
中国科学院国家天文台李菂团队联合北京大学、之江实验室和中国科学院上海天文台团队，利用FAST发现了世界首例持续活跃的快速射电暴FRB20190520B，拥有已知最大的环境电子密度，有效推进了FRB多波段研究。
●入选理由：快速射电暴（FRB）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象，起源未知，是天文领域重大热点前沿之一。本次研究中，“中国天眼”FAST精细刻画活跃重复快速射电暴，构建统一图景，为最终揭示快速射电暴起源奠定了观测基础。
进展三：全新原理实现海水直接电解制氢
深圳大学/四川大学谢和平团队开创了海水原位直接电解制氢的全新原理与技术，建立了气液界面相变自迁移自驱动的海水直接电解制氢理论方法，实现了无额外能耗的电化学反应协同海水迁移的动态自调节稳定海水直接电解制氢。
●入选理由：通过电解水可以制备氢气，获得氢能，水资源也是地球上最大的“氢矿”，但高能耗以及消耗淡水资源的问题却客观存在。同时，海水复杂组分引起的副反应和腐蚀性等问题一直是海水直接电解制氢难以破解的重大难题。本次研究实现了高效海水原位直接电解制氢技术突破，为解决该领域长期困扰科技界和产业界的技术难题奠定了基础。
进展四：揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制
北京大学、北京昌平实验室曹云龙、谢晓亮团队联合中国科学院生物物理研究所王祥喜团队，率先揭示了新冠奥密克戎突变株及其新型亚类的体液免疫逃逸机制与突变进化特征，揭示奥密克戎BA.1中和抗体逃逸机制及其与病毒刺突蛋白结构特征的联系。
●入选理由：新冠病毒奥密克戎突变株及其变体在持续涌现，及时地解析新冠突变株如何逃逸疫苗接种所建立的免疫屏障和病毒感染所产生的人体免疫力，对于未来疫苗设计与疫情防控至关重要。本研究为广谱新冠疫苗和抗体药物研发提供了理论依据和设计指导，为全球新冠肺炎疫情防控提供了重要参考。
进展五：实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件
南京大学谭海仁团队通过技术创新，大幅提升全钙钛矿叠层电池的效率。经国际权威检测机构日本电器安全环境研究所独立测试，叠层电池效率达26.4%，创造了钙钛矿电池新的纪录，并首次超越了单结钙钛矿电池，与市场主流的晶硅电池最高效率相当。
●入选理由：全钙钛矿叠层是下一代光伏发电技术。钙钛矿叠层太阳能电池具有独特优势，在薄膜太阳能电池的大规模应用中显示出重要前景，但在光电转换效率上仍存在技术瓶颈。本成果提高了叠层电池的效率，开发出了大面积叠层光伏组件的可量产化制备技术，显著地提升了组件的光伏性能和稳定性。
进展六：新原理开关器件为高性能海量存储提供新方案
中国科学院上海微系统与信息技术研究所宋志棠、朱敏团队发明了一种基于单质碲和氮化钛电极界面效应的新型开关器件，该新型开关器件组分简单，易实现海量三维集成，开关综合性能优异，其寿命可大幅提升。
●入选理由：高密度与海量存储是大数据时代信息技术与数字经济发展的关键瓶颈。本次研究所发明的新型开关器件为发展海量存储和近存计算提供了新的技术方案。
进展七：实现超冷三原子分子的量子相干合成
中国科学技术大学潘建伟、赵博团队与中国科学院化学研究所白春礼团队合作，在钠钾基态分子和钾原子混合气中，利用射频合成技术首次相干地合成了超冷三原子分子。
●入选理由：利用高度可控的超冷分子来模拟复杂的难于计算的化学反应，可以对复杂系统进行精确的全方位研究。三原子分子的能级结构理论上难以计算，实验操控也极其困难，因此制备超冷三原子分子一直是实验上的巨大挑战。本成果为超冷化学和量子模拟的研究开辟了新的方向。
进展八：温和压力条件下实现乙二醇合成
厦门大学谢素原团队与袁友珠团队，联合中国科学院福建物质结构研究所和厦门福纳新材料科技有限公司的研究人员，研发了以富勒烯C60电子缓冲来稳定亚铜的新型催化剂，实现了富勒烯缓冲的铜催化草酸二甲酯在温和压力条件下数千克规模的乙二醇合成。
●入选理由：目前乙二醇的全球年需求量达数千万吨级，主要来源于石油化工。基于“富煤少油”的基本国情，为降低乙二醇的对外依存度，我国在2009年发展了从煤或合成气转化为乙二醇的万吨级非石油路线全套技术。本次研究针对该技术路线中存在的安全隐患和产品纯度质量不够稳定等问题，研发了新型催化剂，有望降低对石油技术路线的依赖。
进展九：发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制
浙江大学邱建荣团队及其合作者们发现了飞秒激光诱导复杂体系微纳结构形成的新机制。
●入选理由：当将飞秒激光聚焦到材料内部时，会产生各种高度非线性效应，这种极端条件下光与物质的相互作用充满未知和挑战。本次研究成果揭示了飞秒激光诱导空间选择性介观尺度分相和离子交换的规律，开拓了飞秒激光三维极端制造新技术原理，为新一代micro-LED器件、显示及存储技术开辟了新的方向。
进展十：实验证实超导态“分段费米面”
上海交通大学贾金锋、郑浩团队与麻省理工学院傅亮团队合作，设计制备了拓扑绝缘体/超导体（Bi2Te3/NbSe2）异质结体系，最终实现并观察到了一种特殊的“分段费米面”，成功验证了超导研究界58年前的理论预言。
●入选理由：“费米面”是一个物理名词，它决定了固体材料的电学、光学等多种物理性质。对费米面的人工调控，是材料物性调控的最重要途径。1965年，科学家Peter Fulde理论预言，在超导体的能隙中可以产生一种特殊的“分段费米面”。本次研究证实了这一预言，开辟了调控物态、构筑新型拓扑超导的新方法，开启了有限动量超导研究的新方向。
（本报记者 杨舒 本报通讯员 段盛林 蔡雨琪）（杨舒 本报通讯员 段盛林 蔡雨琪）
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