2019年科技盤點:中國十大科技進展

由中國科學院、中國工程兩院院士投票評選的2019年中國十大科技進展11日在北京揭曉:


1.嫦娥四號實現人類探測器首次月背軟著陸

2019年1月,嫦娥四號探測器成功著陸在月球背面艾特肯盆地馮·卡門撞擊坑,在“鵲橋”號中繼星的支持下,嫦娥四號著陸器與“玉兔二號”巡視器分別開展了就位探測和巡視勘察。目前,嫦娥四號在月球背面的工作時長已超過300天,遠超設計壽命;“玉兔二號”巡視器克服各項障礙,行駛里程也已超過300米,實現“雙三百”突破。


2.中國天文學家發現迄今最大恆星級黑洞

2019年11月,國際科學期刊《自然》發佈了中科院國家天文臺劉繼峰、張昊彤研究團隊的一項重大發現:依託中國自主研製的國家重大科技基礎設施郭守敬望遠鏡(LAMOST),研究團隊發現一顆迄今為止質量最大的恆星級黑洞,並提供一種利用LAMOST巡天優勢尋找黑洞的新方法。這顆70倍太陽質量的黑洞遠超理論預言的質量上限,顛覆了人們對恆星級黑洞形成的認知,有望推動恆星演化和黑洞形成理論的革新。


3.中國科學家首次觀測到三維量子霍爾效應

中國科學技術大學喬振華課題組與南方科技大學張立源課題組等合作,首次在毫米級的碲化鋯(ZrTe5)塊體單晶體材料中觀測到三維量子霍爾效應的明確證據,並指出該效應可能是由於磁場下相互作用產生的電荷密度波誘導的。這一重要研究成果於2019年5月在線發表在國際知名學術期刊《自然》上。自從1980年發現量子霍爾效應後,學界把注意力集中在二維體系,這次發現的三維量子霍爾效應,補全了霍爾效應家族的一個重要拼圖。


4.中國科學家研製出新型類腦計算芯片

歷經多年努力,中國科學家研製成功面向人工通用智能的新型類腦計算芯片“天機芯”,而且成功在無人駕駛自行車上進行實驗。清華大學類腦計算研究中心施路平教授團隊的相關論文《面向人工通用智能的異構“天機芯”芯片架構》,2019年8月在國際期刊《自然》雜誌以封面文章的形式發表。


5.世界首臺百萬千瓦水電機組核心部件完工交付

由東方電氣集團東方電機有限公司研發製造的白鶴灘水電站首臺百萬千瓦水輪發電機組的轉輪,2019年1月在電站工地的轉輪廠房正式完工,並較原計劃提前交付。設計研發歷時十年之久的百萬千瓦水電機組是當今世界上單機容量最大機組,也是中國水電向世界水電“無人區”發起的衝刺。整個機組中最為核心、研製難度最大的部件就是轉輪,堪稱機組的“心臟”。轉輪總重達353噸,經過24道工序,由100餘名東電工匠耗時12個月“精雕細琢”完成。


6.“太極一號”在軌測試成功,中國空間引力波探測邁出奠基性的第一步

中國首顆空間引力波探測技術實驗衛星第一階段在軌測試任務順利完成。2019年9月,該衛星被命名為“太極一號”,中科院科研團隊在不到一年時間裡完成了“太極一號”的研製任務。“太極一號”第一階段在軌測試結果表明,激光干涉儀位移測量精度達到百皮米量級,約為一個原子的大小;引力參考傳感器測量精度達到重力加速度的百億分之一,相當於一隻螞蟻推動“太極一號”衛星產生的加速度;微推進器推力分辨率達到亞微牛量級,約為一粒芝麻重量的萬分之一。


7.最新研究表明自然界中約24%的材料可能具有拓撲結構

2019年2月,來自中科院物理所、南京大學和美國普林斯頓大學的3個研究組分別在《自然》雜誌發佈最新相關研究成果表明,數千種已知材料都可能具有拓撲性質,即自然界中大約24%的材料可能具有拓撲結構。拓撲,描述的是幾何圖形或空間在連續改變形狀後還能保持不變的性質。當“拓撲”這一數學概念被引入物理學領域後,一方面推動了基礎物理學研究的發展,另一方面也促使大量新穎拓撲材料出現。


8.中國科學家解析“奇葩”光合物種硅藻捕光新機制

中科院植物研究所的一項最新研究發現自然界“奇葩”光合物種——硅藻如何利用其獨特結構去高效地捕獲、利用光能。北京時間2019年2月,知名學術期刊《科學》以長文形式在線發表了這一成果。基於該研究,科學家未來有望設計出可以高效“捕光”的新型作物。中科院植物所的沈建仁和匡廷雲研究團隊解析了硅藻的主要捕光天線蛋白高分辨率結構,這是硅藻的首個光合膜蛋白結構解析研究工作,為研究硅藻的光能捕獲、利用和光保護機制提供了重要的結構基礎


9.中國自主研發臨床全數字PET/CT裝備獲准進入市場

華中科技大學謝慶國教授團隊發明的全數字PET/CT,已於2019年5月底通過國家藥品監督管理局註冊審批,獲得市場準入和對外銷售資質。這意味著國產全數字PET打破國際技術壟斷,中國高端醫療儀器開發取得重大突破。PET是正電子發射斷層成像的簡稱,是繼超聲、CT和核磁共振之後當今的尖端醫學影像技術,在惡性腫瘤、神經系統疾病、心血管疾病等重大疾病早期診斷、療效評估、病理研究等方面,具有極大應用價值。


10.科學家發現16萬年前丹尼索瓦人下頜骨化石

2019年5月,中國科學家聯合多名境內外研究人員在《自然》雜誌上發表文章稱,在海拔3280米的青藏高原東北部甘肅省夏河縣白石崖溶洞,發現的一件人類下頜骨化石經鑑定為丹尼索瓦人下頜骨化石。這一研究成果將青藏高原史前人類最早活動時間,由距今4萬年推早至距今16萬年,整整向前推進了12萬年。由中科院青藏高原研究所陳發虎院士、蘭州大學資源環境學院張東菊副教授和德國馬普學會進化人類學研究所Jean-Jacques Hublin教授等帶領的研究團隊,對化石發現地及其周邊地區進行近十年的系統考古調查,發現大批可能與該化石共存的文化遺存,為深入研究丹尼索瓦人的文化內涵、行為特徵和高海拔環境適應策略等提供了關鍵信息。


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