2023年中国重大科学、技术、工程进展 | 科技导报

《科技导报》本着分门别类、本刊推荐、专家遴选、宁缺毋滥、叙述事实的原则，从国内外重要科技期刊和科技新闻媒体所报道的中国科技成果中，按科学、技术、工程3个类别，由《科技导报》编辑部遴选、推荐候选条目，经《科技导报》编委、审稿人等专家通信评选，推选出2023年中国重大科学、技术和工程进展各10项，按成果发布时间排序。

01

重大科学进展

揭示现代类型海洋生态系统演进过程

在约2.5亿年前的生物大灭绝中，海洋中超过80%的物种灭绝，同时促使海洋生态系统从古生代类型向现代类型转变。中国地质大学（武汉）宋海军团队基于在贵阳市周边发现的特异埋藏化石库，证明也许在大灭绝后仅百万年，海洋生态系统就已经恢复了生机。该发现为理解最大规模灭绝之后的生命恢复速度和模式提供了新的认识。

发现主效耐碱基因可使谷物增产约20％

识别或设计耐盐碱的作物是解决全球变暖导致的粮食环境紧张的当务之急。中国科学院遗传与发育生物学研究所谢旗团队以耐盐碱作物高粱为材料，首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明该基因可显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物在盐碱地上的产量，在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。

发现工业条件CO2介导的有机氯析出

在化学工业中，大部分氯气是通过氯碱电解过程制造的。清华大学李亚栋和王定胜团队报告了一种带有酰胺官能团的有机催化剂，可以实现析氯反应，在二氧化碳的活化作用下，对氯碱化工中阳极氯气析出反应表现出优异的催化性能，可以实现媲美工业电极的活性以及选择性，展现了在工业条件下相对可靠的稳定性与持续产出的能力，有望为氯碱工业的发展注入新的活力。

揭示灵长类动物演化之谜

非人灵长类是研究人类复杂性状起源与进化的关键类群，但目前灵长类动物遗传信息解析进展缓慢。中国科学院昆明动物研究所研究团队厘清了灵长类动物的系统发育关系，揭示了不同灵长类动物的遗传多样性特征和进化历史，解析了灵长类动物大脑、体型、骨骼、感官、食性等复杂性状进化的遗传机制等。本研究对未来生物医学研究和灵长类动物遗传资源的开发、利用和保护研究具有十分重要的意义。

精确测量迄今最亮伽马暴的高能辐射能谱

伽马射线暴是大质量恒星坍缩死亡瞬间产生的爆炸现象。高海拔宇宙线观测站（LHAASO）研究团队发布了迄今最亮伽马射线暴（编号GRB 221009A）的精确能谱，在国际上首次实现完整记录伽马射线暴万亿电子伏特以上高能光子爆发的全过程，该结果挑战了传统的伽马暴余辉的标准辐射模型，揭示出宇宙背景光在红外波段强度低于预期。同时，该能谱为检验爱因斯坦相对论的适用范围、探索暗物质候选粒子——轴子等新物理研究方面提供了重要信息。

发现双壳类动物铰链内生物矿物硬组织的耐疲劳机制

通过对生物材料微观结构的细致观察和深入研究，可以发现多级有序结构对材料宏观性能的提升能起到至关重要的作用。中国科学技术大学俞书宏和吴恒安团队成功揭示了双壳纲褶纹冠蚌铰链内的可变形生物矿物硬组织的耐疲劳机制，提出了一种多尺度结构设计与成分固有特性相结合的耐疲劳设计新策略，为未来耐疲劳结构材料的合理创制发展提供了新的见解。

探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据

对频率低至纳赫兹的引力波进行探测，有助于天文学家理解宇宙结构的起源。由中国科学院国家天文台李柯伽等科研人员组成的中国脉冲星测时阵列（CPTA）研究团队，利用中国天眼FAST，探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据，这是纳赫兹引力波搜寻的一个重要突破，表明我国纳赫兹引力波研究与国际同步达到领先水平。

发现液氮温区镍氧化物高温超导体

高温超导研究是现代物理学中最具有挑战性的科学问题之一。清华大学张广铭与中山大学王猛领导的研究团队，首次在实验上发现一种液氮温区压力下可实现超导的镍氧化物——镧镍氧327（La3Ni2O7）。这是中国科学家在全球率先发现的全新高温超导体系，是人类目前发现的第二种液氮温区非常规超导材料。该研究是基础研究领域“从0到1”的突破，使设计和预测高温超导材料成为可能。

系列研究揭示人类衰老机制

衰老是人类慢性疾病的重要危险因素，细胞衰老是机体衰老及衰老相关疾病发生发展的主要驱动因素之一。中国科学院动物研究所刘光慧团队利通过系列研究，首次系统性揭示了衰老诱导的机制，为衰老的程序化、级联放大和可干预性提供了新理论依据，为衰老的科学评估和预警以及年龄相关疾病的防治提供了重要线索和思路，对于转化医学应用和积极应对人口老龄化意义重大。

破解生态修复的“梦境”之困

植被修复通常是退化生态系统修复的关键，对通过开展生态系统修复促进生态文明建设和全球可持续发展目标的实现具有重要意义。复旦大学贺强团队阐明了动物下行效应在植被恢复中的关键作用及气候等调控因素，为何时、何地、如何管理下行效应以提高植被恢复的成效提供了新见解，为破解生态修复的“梦境”之困提供了新思路。

02

重大技术进展

制备出弹道二维硒化铟晶体管

北京大学电子学院彭练矛教授-邱晨光研究员课题组突破了长期以来阻碍二维电子学发展的关键科学瓶颈，制备了10纳米超短沟道弹道二维硒化铟晶体管，首次使得二维晶体管实际性能超过Intel商用10纳米节点的硅基Fin晶体管，也是世界上迄今速度最快能耗最低的二维半导体晶体管。

研发出室温超快氢负离子导体

中国科学院大连化学物理研究所陈萍等研究团队提出一种全新的材料设计研发策略，研发出首个室温环境下超快氢负离子导体。研究首次实现了室温全固态氢负离子电池的放电，证实了这种全新的二次电池的可行性；其中建立的材料结构调变方法具有一定普适性，有望为氢负离子导体的研发打开局面。

柔性单晶硅太阳能电池研制成功

中国科学院上海微系统与信息技术研究所刘正新等通过钝化边缘区域的金字塔结构来提高硅晶片的柔韧性，使电池可以像一张纸一样卷起来，且可以实现大规模、高效硅太阳能电池的商业化生产。由此产生的柔性太阳能模块的演示将刺激大型柔性太阳能电池市场的增长。

开发丙烷脱氢耦合和选择性氢燃烧制备丙烯新技术

天津大学巩金龙团队开发了脱氢活性位与选择性氢燃烧活性位串联的载氧体催化剂，建立了氢溢流介导耦合脱氢吸热反应和选择性氢燃烧放热反应新工艺，突破了传统丙烷直接脱氢热力学平衡限制，创新了丙烯生产工艺，为烯烃生产的高质量低碳化发展奠定科学基础。

实现用于通用DNA计算的可编程门阵列

上海交通大学化学化工学院樊春海等团队合作突破了DNA分子计算在电路规模和电路深度的瓶颈，实现了支持通用性数字计算的DNA可编程门阵列，可通过分子指令编程的方式发展通用数字DNA计算，实现了无衰减大规模液相分子电路的构建。

研制出新款忆阻器存算一体芯片

清华大学吴华强团队研制出全球首款全系统集成、支持高效片上学习的忆阻器存算一体芯片。它为突破冯·诺依曼传统计算架构下的能效、算力瓶颈提供了一种创新发展路径。相关成果可应用于手机等智能终端设备以及边缘计算场景，如汽车、机器人等。

实现无机材料的普适性3D打印

清华大学李景虹、张昊等实现了普适于无机功能材料的纳米级精度直接3D打印。该方法可实现多种不同材料的混合和异质结构打印。所打印的3D结构展现出独特的多级结构、高机械性能和可调谐的光学性质。研究极大地拓展了3D纳米打印技术的材料库，为3D打印技术中“材料-结构-功能”的有机结合提供了更多可能。

制备出黏弹性无机玻璃

中国科学院物理研究所陈立泉、胡勇胜等与合作者通过巧妙地将四氯铝酸盐中的氯原子部分替代为氧原子，成功将在室温下易碎的熔盐转化为具有粘弹性的无机玻璃。这一发现有效解决了电极和电解质之间的机械和化学稳定性问题，实现了全固态电池在室温下无需外部压力下的平稳运行。

构建光量子计算原型机“九章三号”

中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等研究团队成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”。“九章三号”处理高斯玻色取样的速度比上一代“九章二号”提升100万倍，求解高斯玻色取样数学问题比当时最快的超级计算机快1亿亿倍，其实现进一步巩固了中国在光量子计算领域的国际领先地位。

培育全球首例“嵌合体”猴

中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心刘真等研究组合作培育出世界上首只高比例胚胎干细胞“嵌合猴”。该研究是灵长类多能干细胞多能性研究的一个重要突破，为干细胞多能性研究提供了一个重要平台，也为后续利用干细胞建立疾病猴模型等打下重要基础。

03

重大工程进展

世界首台“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”调试安装

4月14日，由中国科学院国家天文台、中国科学院上海技术物理所、中国科学院西安光学精密机械研究所联合研制的世界首台“用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统”进入调试安装阶段，项目投入使用后将填补国际上没有中红外波段的太阳磁场望远镜的空白，对我国太阳物理研究具有重大意义。

世界海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线观测站“拉索”通过验收

5月10日，目前世界上海拔最高、规模最大、灵敏度最强的宇宙线观测站——“拉索” 通过国家验收。“拉索”建于海拔4410 m的海子山上，采用4种探测技术，可以全方位、多变量地测量来自于高能天体的伽马射线和宇宙线。

我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”投产

5月20日，我国首座深远海浮式风电平台“海油观澜号”成功并入文昌油田群电网，这是我国首次实现深远海浮式风电平台直接为海上油气田群供电，标志着我国深远海风电关键技术取得重大进展，海上油气开发进军“绿电时代”迈出了实质性的关键一步。

国家太空实验室正式运行

8月18日，中国国家太空实验室正式运行，空间应用有序展开、成果频现。2023年神舟十五号3名航天员与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”；神舟十七号与神舟十六号两个乘组在中国空间站胜利会面。11月28日，中国载人航天工程办公室发布了神舟十六号乘组返回地面前手持高清相机通过飞船绕飞拍摄的空间站组合体全景照片，这是我国首次在轨获取以地球为背景的空间站组合体全貌图像，也是中国空间站的第一组全构型工作照。

墨子巡天望远镜正式启用

9月17日，中国科学技术大学和中国科学院紫金山天文台联合研制的墨子巡天望远镜正式启用，这是截至目前全球唯一的大口径兼大视场光学时域巡天望远镜，也是冷湖天文基地望远镜群中口径最大的望远镜。这一望远镜是目前北半球光学时域巡天能力最强的设备，将显著提升我国时域天文研究能力。

全球规模最大综合孔径射电望远镜通过工艺测试

9月27日，中国科学院国家空间科学中心牵头建设的国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”标志性设备之一——圆环阵太阳射电成像望远镜顺利通过工艺测试。环阵坐落于海拔3820米的四川稻城，是目前全球规模最大的综合孔径射电望远镜。

全球直径最大、单体最重、承载最高的整体式盾构机主轴承下线

10月12日，中国铁建重工集团自主研制、直径8.61米盾构机主轴承在湖南长沙下线。这是迄今为止，全球直径最大、单体最重、承载最高的整体式盾构机主轴承，它的研制成功标志着国产超大直径主轴承研制及产业化能力跻身世界领先水平。

首艘国产大型邮轮“爱达·魔都号”交付

11月4日，我国国产首艘大型邮轮“爱达·魔都号”正式命名交付，运营准备工作全面启动，这标志着我国已具备同时建造航空母舰、大型液化天然气运输船、大型邮轮的能力，集齐造船工业“三颗明珠”。“爱达·魔都号”于2024年1月1日开启商业首航。

世界最深、最大极深地下实验室投入科学运行

12月7日，中国锦屏地下实验室二期极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施土建公用工程完工，具备实验条件，标志着世界最深、最大的极深地下实验室正式投入科学运行。锦屏大设施将发展成涵盖粒子物理、核天体物理、宇宙学、生命科学、岩石力学等多学科交叉的世界级深地科学研究中心，助力国家科创平台“跨越式提升”。

我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——“梦想”号试航

12月18日，我国自主设计建造的首艘大洋钻探船——“梦想”号正式命名，22日在广州南沙首次试航，“梦想”号不仅钻探深度是世界最深，还建有全球面积最大、功能最全的船载实验室，标志着我国深海探测能力建设迈出重要一步。

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