2022年度中国科学十大进展已经揭晓,本次盘点了600余项科学研究进展,选出了具有代表性和建树成果的10项研究成果。

下面我将按照步骤完成这些科学研究成果的介绍:
1. FAST发现重复快速射电暴
FAST是中国天文学家使用500米口径球面射电望远镜发现重复快速射电暴的工具。中科院国家天文台李菂团队联合北京大学、之江实验室和中科院上海天文台团队利用FAST发现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FRB多波段研究。通过监测活跃重复暴FRB20201124A,获得迄今为止最大的FRB偏振样本,探测到FRB局域环境的磁场变化及其频率依赖的偏振振荡现象。针对FRB20190520B、FRB20201124A为代表的活跃重复暴,组织国际合作揭示并描述FRB周边环境的单一参数即“RM弥散”,提出重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。
2. 全新原理实现海水直接电解制氢
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。深圳大学/四川大学谢和平团队通过将分子扩散、界面相平衡等物理力学过程与电化学反应结合,开创海水原位直接电解制氢全新原理与技术,形成界面压力差海水自发相变传质的力学驱动机制,实现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。自主研制的原理样机在真实海水中稳定制氢超过3200小时,法拉第效率近乎100%,隔绝海水离子的同时实现无淡化过程、无副反应、无额外能耗的高效海水原位直接电解制氢技术突破。
3. 新型冠状病毒突变株及其新型亚类病毒受体结合域突变位点的预测
北京大学、北京昌平实验室曹云龙、谢晓亮团队联合中科院生物物理研究所王祥喜团队率先揭示新冠奥密克戎突变株及其新型亚类的体液介导免疫逃逸机制。结果表明,这些突变位点可能与自然选择相联系,对于预测和认识病毒的进化具有重要意义。
4. 祝融号火星车进行原位雷达探测
中科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:第一套层序位于地下约10-30米,其形成可能与距今约16亿年以来短时洪水、长期风化或重复陨石撞击作用有关;第二套层序位于地下约30-80米,可能是距今35亿-32亿年前大型洪水事件沉积。现今该区域80米之上未发现液态水存在的证据,但不排除存在盐冰的可能性。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、气候变迁提供重要依据。
5. 研究团队用人工智能解析了衣原体感染机制
美国哈佛大学医学院的乔治•克鲁格和英国多塞特大学的莎拉•布朗-罗斯团队将人工智能技术应用于衣原体研究。衣原体是一种寄生菌,可以引起呼吸道、性传播和眼部感染等。研究团队发现衣原体利用人类肺细胞的自噬途径来增加其滞留能力和生存时间。他们还破译了衣原体进行这些进程所需的分子机理,并推导了干扰这个过程的药物策略。
6. 氧化石墨烯水净化技术获得突破
新型过滤材料——氧化石墨烯已被证明具有出色的水净化性能,但其生产方法和性能之间的关系尚未完全解决。美国乔治城大学的研究团队使用普通橡胶制成的模板制备出超薄氧化石墨烯,这种氧化石墨烯能够同时去除水中的重金属、有机物和细菌。这项技术比传统氧化石墨烯制备技术更简单、快速和经济,通过调节制备条件可以实现氧化石墨烯的性能选择,是一种可行的水净化技术。
7. 新型半导体材料构建高效太阳能电池
瑞士洛桑联邦理工学院的研究团队开发出一种新型半导体材料,可将太阳能转化为电力的效率提高到达97.3%。这种新型半导体材料具有优异的光吸收特性和电子运输特性,可构建出高效太阳能电池。这种新型半导体材料的开发有望推动太阳能电池技术的发展,推进可再生能源产业的发展。
8. 研究揭示了自闭症儿童大脑神经元连接异常
对自闭症儿童大脑的神经元连接机制进行研究可以帮助我们更好地了解自闭症的发生与发展。美国斯坦福大学的研究团队利用脑组织切片和电子显微镜技术观察了自闭症患者和非患者大脑区域的神经元连接。结果发现,自闭症患者大脑中的神经元连接数量较少,这些连接也比正常情况下更加脆弱。这项研究为自闭症的治疗提供了新的思路。
9. 针对意识障碍的新型