解读2022年度中国科学十大进展（科技自立自强）

3月17日，科技部高技术研究发展中心（科技部基础研究管理中心）发布了2022年度中国科学十大进展，具体包括：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”。

坚持“四个面向”，潜心基础研究，专家学者对十大进展的科学意义和潜在应用价值进行了解读。

祝融号巡视雷达揭秘火星乌托邦平原浅表分层结构

中科院国家天文台研究员苏彦：

2021年5月15日，我国“天问一号”首次火星探测任务“祝融号”火星车成功着陆在乌托邦平原。乌托邦平原是火星最大的撞击盆地，位于火星北半球，它的直径大约是3300公里，曾经可能是一个巨大的古海洋。中科院地质与地球物理研究所陈凌、张金海团队利用火星车搭载的科学载荷探地雷达的科学探测数据，取得突破性进展。该探地雷达利用电磁波可以穿透物质的特性，给火星地下结构做了高精度的CT扫描，首次获得了乌托邦平原南部1171米距离地下深度80米之内的精细分层图像，发现浅表层存在着三层结构：第一层是10米的火星土壤，另两层是10—30米、30—80米随深度物质由细变粗的分层结构。

分析表明，着陆区内没有找到0—80米液态水的存在证据，但不排除盐冰存在的可能性。这一研究提供了火星长期存在水活动的观测证据，揭示了火星从湿润到干燥的变化，为深入认识火星地质演化和环境、气候变迁奠定了重要基础。

FAST精细刻画活跃重复快速射电暴

清华大学教授冯骅：

快速射电暴（FRB）是宇宙无线电波段最剧烈的爆发现象之一。它的持续时间非常短（一毫秒左右），强度非常低，观测、研究的难度都非常大，是天体物理研究领域的重大热点前沿之一。

中科院国家天文台李菂、李柯伽团队利用500米口径球面射电望远镜FAST，发现了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，有效推进了FRB多波段研究。通过监测活跃重复暴FRB20201124A，研究团队获得了迄今为止最大的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。针对活跃重复暴，组织国际合作，特别是美国大型望远镜GBT协同FAST观测，研究揭示了描述FRB周边环境的单一参数即“RM弥散”，提出了重复快速射电暴偏振频率演化的统一机制。

该研究精细刻画了活跃、重复的快速射电暴，构建统一图景，称得上是“教科书级别的发现”，为最终揭示快速射电暴的起源奠定了观测基础。

全新原理实现海水直接电解制氢

中科院化学研究所研究员张建玲：

氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，电解水制氢被认为是一种清洁、高效的方法。目前的电解水制氢技术均基于淡水电解原理，利用海水来直接实现电解水制氢意义非常重大。

但是海水的构成非常复杂，除了含有大约96.5%的水之外，还含有各种无机物、有机物、固体颗粒、微生物等杂质，使得海水电解时产生一系列问题。因此，现有的电解海水制氢技术，一般要先将海水进行淡化，然后再进行电解制氢。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，开创了海水原位直接电解制氢全新原理与技术，建立了气液界面相变自迁移自驱动的海水直接电解制氢理论方法，形成了界面压力差海水自发相变传质的力学驱动机制，实现了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。该研究形成了从独创性原理、突破性技术、国产化装备到特色电解制氢产业模式的零碳氢能发展路径，应用价值巨大。

揭示新冠病毒突变特征与免疫逃逸机制

中科院微生物研究所研究员严景华：

人类感染奥密克戎病毒是否会形成群体免疫，阻断下一轮病毒的感染？能否预测下一个流行的新冠病毒？