科技周报：2022年度中国科学十大进展发布

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2022 年度中国科学十大进展发布。科学技术部高技术研究发展中心（科学技术部基础研究管理中心）发布了2022 年度中国科学十大进展，分别为：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；全新原理实现海水直接电解制氢；揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制；实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件；新原理开关器件为高性能海量存储提供新方案；实现超冷三原子分子的量子相干合成；温和压力条件下实现乙二醇合成；发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制；实验证实超导态“分段费米面”。

中国科大等实现百兆比特率量子密钥分发。中国科学技术大学潘建伟、徐飞虎等与中国科学院上海微系统与信息技术研究所、济南量子技术研究院、哈尔滨工业大学等单位的科研人员合作，实现了10 公里标准光纤信道下115.8 Mb/s 的密钥率，较之前纪录提高了约一个数量级；系统稳定运行超过50 个小时，在传输距离328 公里下码率超过200b/s。量子密钥分发（QKD）可实现百兆比特率的实时密钥分发，满足高带宽通信需求。相关研究成果发表于《Nature Photonics》期刊。

“双引擎”驱动微纳机器人实现精准递药。中国科学院深圳先进技术研究院医药所纳米医疗与技术研究中心蔡林涛团队以酵母微囊为活性材料，通过将葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶偶联在包裹纳米药物的酵母微囊表面，制备了具有不对称结构的酵母微纳生物机器人。验证表明，该酵母微纳生物机器人经过口服后，能够利用肠道内天然的葡萄糖浓度梯度穿透黏液屏障，通过肠上皮微褶皱细胞跨过肠上皮屏障，在派尔氏结内自行切换为巨噬细胞引擎，进而利用巨噬细胞的炎症趋化性，经过淋巴循环和血液循环，精准地将药物递送到远程炎症部位。相关研究成果发表于《Science Advances》期刊。

宁波材料所等提出“化学剪刀”编辑层状材料结构新策略。中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室黄庆等开发了一种“化学剪刀”辅助的层状过渡金属碳/氮化物（MAX 相和MXene）结构编辑策略，实现了层状过渡金属碳/氮化物结构拓扑转变及组分精准调控，并创制出一类金属原子插层型二维碳化物新材料。“化学剪刀”结构编辑策略同时体现了“自上而下”（Top-Down）和“自下而上”（Bottom-Up）的纳米材料合成基本理念。相关研究成果发表于《Science》期刊。

工程热物理所实现400°C 以下太阳能天然气制氢与脱碳。中国科学院工程热物理所金红光院士团队通过有序分离氢气和CO2 产物，天然气制氢反应温度由传统的800-1000°C 降至400°C 以下，实现了99%以上甲烷直接转化为高纯氢与高纯CO2，并实现了基于化石能源的制氢与脱碳的完全协同。制氢与脱碳能耗下降幅度达20-40%。基于此，该工作结合商业化中温槽式聚光技术，实现了太阳能驱动的天然气制氢与脱碳，进一步减少化石能源制氢的碳足迹，展示了化石能源与可再生能源互补实现可持续氢能利用的可行性。迄今为止，研究人员已完成了超过6000 次的稳定循环实验，验证了该方法的可靠性。相关研究成果发表于《Energy & Environmental Science》期刊。

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