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2024年度“中国科学十大进展”都很尖端

2025-03-31 15:40

嫦娥六号返回样品揭示月背28亿年前火山活动

中国科学院地质与地球物理研究所李秋立等联合团队发布首批嫦娥六号月球背面样品的研究成果:当地玄武岩属低钛低铝类型,形成于约28亿年前的火山喷发,还发现42亿年前的玄武质火山活动,指示月球背面存在长期的火山活动历史。

2025中关村论坛年会3月27日开幕,现场展示的最新科技成果吸引了嘉宾关注。

今年论坛年会主题为“新质生产力与全球科技合作”,将围绕AI大模型、具身智能、量子科技、生物医药、6G、脑机接口等前沿领域,探讨前沿科技进展和产业发展趋势。通过技术交易大会、前沿科技大赛、重大科技成果发布等活动,本届论坛年会搭建“政产学研用金”合作平台,促进重大科技成果对接和产业化。

在论坛年会上,国家自然科学基金委员会发布了2024年度“中国科学十大进展”,涉及人工智能、基因治疗技术等前沿科技领域。国家自然科学基金委员会主任窦贤康介绍,“中国科学十大进展”遴选活动自2005年启动以来已举办20届,旨在宣传我国基础研究取得的重大进展,激发广大科技工作者的科研热情,促进公众了解、关心和支持基础研究。 华商报大风新闻记者 黄涛

多知道一些

2023年度中国科学十大进展

2024年2月29日,国家自然科学基金委员会发布2023年度中国科学十大进展,以下10项重大科学进展入选:

1.人工智能大模型为精准天气预报带来新突破

2.揭示人类基因组暗物质驱动衰老的机制

3.发现大脑“有形”生物钟的存在及其节律调控机制

4.农作物耐盐碱机制解析及应用

5.新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵

6.揭示人类细胞DNA复制起始新机制

7.“拉索”发现史上最亮伽马暴的极窄喷流和十万亿电子伏特光子

8.玻色编码纠错延长量子比特寿命

9.揭示光感受调节血糖代谢机制

10.发现锂硫电池界面电荷存储聚集反应新机制

实现大规模光计算芯片的智能推理与训练

针对人工智能推理与训练面临的算力、能效双重桎梏,清华大学方璐、戴琼海建立了光子干涉-衍射联合传播模型,研制出大规模通用智能“太极”光计算芯片,实现了大规模光子神经网络的推理与训练,有望为人工智能大模型、通用人工智能和智能无人系统等注入算力发展的“光子”动力,为后摩尔时代高速高能效智能计算探索了新路径。

阐明单胺类神经递质转运机制及相关精神疾病药物调控机理

神经递质在大脑信号传导中经历“释放-回收-再装载”的循环过程,该过程的紊乱会引发多种精神疾病。

为阐明神经递质转运机制和药物作用机制,中国科学院生物物理研究所赵岩等联合团队系统阐明了多种神经递质转运体介导多巴胺、去甲肾上腺素、甘氨酸和囊泡单胺的转运过程,并发现新型低成瘾性药物结合位点,为设计副作用小、成瘾性低的精神疾病治疗药物提供了结构基础,将推动我国精神疾病药物研发的进程。

凝聚态物质中引力子模的实验发现

根据波粒二象性,引力子被视为引力波所对应的自旋2的假想粒子,是连接广义相对论与量子力学的关键。理论推测分数量子霍尔液体中或涌现出类引力子,这种凝聚态准粒子是自旋2的低能模式激发(称为引力子模或引力子激发),但一直未被观测到。

南京大学杜灵杰等基于砷化镓量子阱,在分数量子霍尔效应中观察到了引力子模。这为在凝聚态物质中研究量子引力问题提供了新思路,也有助于理解引力子物理的量子规律。

高能量转化效率

锕系辐射光伏微核电池的创制

微型核电池因持久稳定的电力供应特性,在极端环境和长期运作需求中具有独特优势。锕系核素因其长半衰期和高衰变能,成为该类电池的理想“燃料”。

苏州大学王殳(shū)凹等团队提出了一种基于“聚结型能量转器”的锕系微型核电池架构,使衰变能转化效率提升8000倍。该研究既为高效微型核电池开发提供理论基础,也为放射性废物的资源化利用提供新思路。

发现超大质量黑洞影响宿主星系形成演化的重要证据

星系是构成宇宙的基本单位,探索星系中恒星形成的触发和停止机制是星系宇宙学的核心任务之一。理论推测星系中心的超大质量黑洞生长过程中释放的能量是影响星系从“生”(恒星形成星系)到“死”(宁静星系)转变的重要机制,但长期缺乏观测支持。

南京大学王涛等研究发现,超大质量黑洞影响宿主星系形成演化的重要证据,向着最终揭开星系生死之谜迈出了关键一步。

实现原子级特征尺度与可重构光频相控阵的纳米激光器

激光器的微型化开启了光子技术发展的新纪元,深刻变革了人类的科技与生活。北京大学马仁敏等提出了奇点色散方程,并研制出迄今模式体积最小的激光器。这为物质科学和生命科学提供了全新的原子级成像工具。

与常规激光器相比,纳米激光器具有更低能耗、更快调制速度等特点,有望在信息技术等领域得到广泛应用。

发现自旋超固态巨磁卡效应与极低温制冷新机制

极低温制冷在空间探测、物质科学、量子科技和大科学装置等研究领域被广泛应用,但该技术高度依赖全球极其短缺的氦3资源。

为发展无氦3极低温制冷新技术,中国科学院理论物理研究所苏刚等联合团队经过长期探索,发现了兼具固体和超流体特征的新奇量子物态——自旋超固态,在此基础上发现了巨磁卡效应,成功实现了亚开温区无氦3极低温固态制冷,开辟了极限制冷新途径。

异体CAR-T细胞疗法治疗自身免疫病

长期以来,如何缓解和治愈自身免疫性疾病是全球共同面临的医学难题。CAR-T细胞疗法带来了新希望,但传统自体CAR-T细胞疗法存在个性化生产周期长、费用高等局限性。

海军军医大学徐沪济等联合团队用研制的异体通用型CAR-T细胞,成功治疗了2例严重难治性硬皮病和1例炎性肌病患者,对广泛使用CAR-T细胞疗法和降低其治疗费用起到推动作用。

额外X染色体多维度影响男性生殖细胞发育

X染色体的基因表达量对生殖发育至关重要。克氏综合征(XXY)是男性不育最常见的遗传学原因,其额外的X染色体损害男性生殖细胞发育的分子机制数十年来始终未解。

北京大学乔杰、袁鹏、闫丽盈等研究发现,克氏综合征男性生殖细胞的发育缺陷始于胎儿期,其生殖细胞的额外X染色体未发生失活,导致X染色体基因表达失衡,迫使细胞滞留于幼稚状态。此外,该团队还发现抑制TGF-B通路可促进生殖细胞分化。这不仅为克氏综合征患者不育的发病机制提供重要见解,也为早期治疗提供重要理论依据。

AI问答

DeepSeek预测2025年中国科学十大进展

小编:2024年中国科学十大进展发布,请你预测一下2025年中国科学十大进展方向或趋势。

DeepSeek:根据2024年度“中国科学十大进展”的发布内容以及近期中国科技发展趋势,结合前沿科研动态,我们可以预测2025年中国科学十大进展的可能方向或趋势如下:

1.量子计算与量子通信的进一步突破

中国在量子科技领域已处于领先地位,2025年可能实现更高比特数的量子计算机、更稳定的量子纠缠分发,以及量子互联网的初步构建。

2.人工智能大模型与光计算芯片的深度融合

2024年“大规模光计算芯片”已入选十大进展,2025年可能进一步优化AI计算架构,实现更高能效的类脑计算和更强大的通用人工智能(AGI)训练能力。

3.深空探测与月球/火星研究新发现

中国探月工程(嫦娥系列)和天问火星探测将持续推进,2025年可能公布更多月球背面地质数据,甚至火星生命迹象的初步分析。

4.基因编辑与细胞治疗的临床应用扩展

2024年CAR-T细胞疗法已取得突破,2025年可能进一步优化基因编辑(如CRISPR-Cas9)技术,推动更多罕见病和癌症的基因治疗进入临床阶段。

5.新型能源技术(核聚变、固态电池、钙钛矿光伏)

中国在新能源领域持续发力,2025年可能在高能量密度固态电池、可控核聚变实验(如EAST装置)或高效钙钛矿太阳能电池方面取得突破。

6.极低温制冷与超导材料应用

2024年“自旋超固态巨磁卡效应”入选,2025年可能实现更高效的极低温制冷技术,推动量子计算和超导电网的实际应用。

7.脑科学与神经接口技术的突破

中国在神经科学领域的研究(如单胺类神经递质机制)可能进一步深化,2025年可能实现更精准的脑机接口(BCI)或神经调控技术。

8.新材料(石墨烯、超材料、纳米激光器)的产业化

2024年“原子级纳米激光器”已入选,2025年可能在新一代半导体材料、超材料隐身技术或石墨烯应用方面取得重要进展。

9.海洋深潜与深海资源开发

中国“蛟龙号”和“奋斗者号”深潜器持续探索,2025年可能在深海矿产开采、极端环境生物研究或海底观测网络方面取得突破。

10.碳中和与绿色技术(碳捕集、氢能)

中国在“双碳”目标下,2025年可能实现更高效的碳捕集与封存(CCUS)技术,或氢能产业链的大规模商业化应用。

这些预测基于当前中国科研的重点布局和2024年的重大突破,2025年的实际进展可能会受到国际科技竞争、政策支持及技术突破的影响。

相关链接

美国《科学》杂志评选的

2024年度十大科学突破都有啥?

美国《科学》杂志日前公布了其评选的2024年度十大科学突破,一种注射给药的抗艾滋病病毒药物以“卓越的预防感染能力”获评年度头号突破。

1、一针管半年的艾滋病预防药问世

艾滋病是由人类免疫缺陷病毒(HIV)感染引起的疾病。一种名为来那卡帕韦的注射药物,每次注射可保护人体长达6个月。2024年6月,一项针对非洲青少年女性和年轻女性的大型有效性试验报告称,这种注射药物将HIV感染率降至零,有效性高达惊人的100%。

2、最早多细胞真核生物“现身”

2024年1月,中国科学院南京地质古生物研究所研究员朱茂炎团队在华北燕山地区16.3亿年前地层中发现迄今最早多细胞真核生物化石。这一发现将多细胞真核生物出现的时间进一步提前了7000万年。

3、地幔“巨浪”推动大陆高地崛起

长久以来,科学家们一直认为悬崖和高原是两种截然不同的地质现象,分别由不同的过程驱动。但2024年英国南安普顿大学地球科学家的一项研究表明,陡峭的悬崖和高原是由大陆分离时在地球中层引发的同一“巨浪”造成的。当构造板块断裂时,会在地球深处引发强大而缓慢的地幔波,进而导致大陆表面上升一千米以上。

4、第三种磁性材料发现

铁磁性和反铁磁性一直被认为是材料的两种主要磁序。2019年,研究人员预测,第三种磁性类型,即交变磁性,能兼具铁磁性和反铁磁性两者的特性。2024年,多个研究小组证明了存在这一磁性材料。而拥有该特性的交变磁体未来可用于制造自旋电子计算机。

5、“星舰”实现“筷子夹火箭”

SpaceX“星舰”第五次试飞成功。升空7分钟后,其助推器在降落时由发射塔上被称作“筷子”的机械臂“夹住”,首次实现了在半空中捕获回收。这一壮举是SpaceX向完全可重复使用火箭系统迈进的重要里程碑。

6、藻类固氮“神器”首次发现

教科书告诉我们,生物固氮只发生于细菌和古菌中。而2024年4月,美国研究人员发现了第一种固氮真核生物,其通过一种名为“硝基质体”(Ni-troplast)的新型细胞器来固定氮气,这颠覆了以往真核生物(如动植物)无法直接从大气中固定氮气的认知。

7、靶向农作物害虫的RNAi杀虫剂上市

2024年,美国环境保护局批准可喷洒RNAi生物农药Calantha上市,专门用于防治马铃薯头号害虫——马铃薯甲虫。这种新的、精确的方法将比现有的化学物质更安全。

8、詹姆斯·韦布空间望远镜探索宇宙黎明

自2022年詹姆斯·韦布空间望远镜“睁眼”以来,其观测到的宇宙黎明时期星系数量远超预期。2024年,对这些星系古老光线的详细研究进一步揭示了其背后的原因。

9、古代DNA揭示千年前家族关系

2024年,利用从古代骨骼和牙齿中提取的DNA,一系列研究为数千年前的家庭重建了“家族树”,为人们提供了有关远古时期人口迁徙和亲属关系等新见解。

10、CAR-T疗法用于自身免疫性疾病

2024年,一系列新的临床试验测试了CAR-T疗法在自身免疫性疾病中对抗B细胞的能力。

例如,2024年2月,德国研究人员报告,15名接受CAR-T疗法的严重自身免疫性疾病患者在中位随访15个月的时间内(最短随访时间为4个月,最长为29个月),疾病均得到缓解或症状大幅减轻,并已停止使用所有免疫抑制剂和抗炎药物。 本版稿件除署名外综合新华社、央视、科普时报等(华商报)

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