解读2022年度中国科学十大进展（科技自立自强）(3)

利用高度可控的超冷分子来模拟难于计算的化学反应，可以对复杂系统进行全方位的精确研究。2003年，科学家首次从超冷原子气中合成双原子分子，多种超冷双原子分子随后在其他实验室中被制备出来，并被广泛地应用于超冷化学和量子模拟研究中。相比于两体，三体经典系统极为复杂，更难于一般求解，三原子分子的量子能级结构理论上无法精确预言，实验操控极其困难，制备超冷三原子分子一直是实验上的巨大挑战。

中国科学技术大学潘建伟、赵博团队与中科院化学研究所白春礼团队合作，在双原子钠钾基态分子和钾原子的超冷混合气体中，利用射频合成技术首次相干地合成了超冷三原子分子。该研究为超冷化学和量子模拟的研究开辟了新的方向。

温和压力条件下实现乙二醇合成

天津大学教授巩金龙：

乙二醇是重要的化工中间体，需求量大，发展可替代石油技术路线的煤制乙二醇具有重要意义。经国内多个研究团队30余年攻关，我国在以煤、合成气为原料制乙二醇的道路上取得技术性的突破，已形成了世界领先水平的生产技术和装备。然而，该技术路线在工业化生产中存在安全隐患和产品纯度质量不够稳定等问题，其核心原因是加氢反应中氢气浓度高和操作压力大。

厦门大学谢素原、袁友珠团队和中科院福建物质结构研究所姚元根、郭国聪团队等合作，将富勒烯C60作为“电子缓冲剂”用于改性铜—二氧化硅催化剂，研发了富勒烯改性铜催化剂，实现了富勒烯缓冲的铜催化草酸二甲酯在温和压力条件下的乙二醇合成。研究突破了常压低氢气浓度条件下反应效率低的难题，有助于合成气制乙二醇产业的绿色、安全发展，在煤化工和催化等领域将产生深远的影响。

发现飞秒激光诱导复杂体系微纳结构新机制

北京工业大学教授王璞：

飞秒是10—15秒。飞秒激光是脉宽在1—1000飞秒的脉冲激光，具有超快、超强和超宽频谱的特点，已广泛应用于科学研究、工业制造等领域。当将飞秒激光聚焦到材料内部时，会产生各种高度非线性效应，这种极端条件下光与物质相互作用充满未知和挑战。

浙江大学邱建荣团队、之江实验室谭德志团队、上海理工大学顾敏团队发现了飞秒激光诱导复杂体系微纳结构形成的新机制。以含氯溴碘离子的氧化物玻璃体系为例，实现了玻璃中具有成分和带隙可控发光可调的钙钛矿纳米晶3D直接光刻，呈现红橙黄绿蓝等不同颜色的发光。形成的纳米晶在紫外线辐照、有机溶液浸泡和250摄氏度高温环境中表现出显著的稳定性。研究团队发现了飞秒激光诱导玻璃内微区液态纳米分相和离子交换的飞秒激光与物质相互作用的新机制，开拓了玻璃内部写入带隙和发光大范围连续可控的三维半导体纳米晶结构新技术，为新一代显示及存储技术开辟了新的途径。

实验证实超导态“分段费米面”

中国科学院大学教授张富春：

超导是物理学中一个经久不衰的研究方向，在基础研究和产业应用中都具有重要价值。“分段费米面”是超导研究的问题之一。费米面决定了固体材料的电学、光学等多种物理性质，对费米面的人工调控是材料物性调控最重要的途径之一。超导体一般情况下没有费米面。1965年科学家曾提出理论预言，可在超导能隙中产生出一种特殊的“分段费米面”。而超导体“分段费米面”在实验上一直没能实现。原因是，在普通超导体中，产生“分段费米面”所需的超导电流通常接近甚至大于超导临界电流，所以超导电流在导致“分段费米面”形成之前已经令超导体失超。