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2019-02-17 12:32 来源:爱丽婚嫁网

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    2017年度基础研究主要进展与科学基金资助成效

    日期 2019-02-17   来源:   作者:  【 】   【打印】   【关闭

    (编译/王海昉)

    第1期
    (总490期)

    本文提要:2017年,我国基础研究质量稳步提升。学科全面发展取得新进展,在世界科学前沿取得重要新突破,产出了一批具有重要国际影响力的原始创新成果,为国家实施创新驱动发展战略提供了源头创新支撑,进一步夯实了我国建设世界科技强国的科学基础,有力地推进我国基础研究进入新时代。

      2017年,在以习近平同志为核心的党中央坚强领导下,国家自然科学基金委员会认真学习宣传贯彻党的十九大精神,落实党中央、国务院决策部署,深入落实全国科技创新大会精神,统筹项目资助与管理,充分发挥了科学基金资助基础研究和科学前沿探索、支持人才和团队建设,推动学科交叉研究,增强源头创新能力的战略支撑作用。

      一年来,科学基金共受理来自全国2420家单位的20.23万份申请,运用国家财政投入267.36亿元,资助各类项目43935项。2017年,中国发表的SCI论文中有64.54%获得过科学基金资助。截至目前,我国已有14个学科产出论文的比例超过全球该学科论文的10%;材料科学、化学、工程科学3个学科进入总量并行发展阶段,发表论文数量均居世界第1位,其中材料科学领域论文被引次数排名世界第1位;与上一年相比,有8个学科领域论文被引频次排名有所上升。在中科院等单位发布的全球143个研究前沿所涉及的核心论文中,有15.24%获得过科学基金资助,产出占比排在全球科学资助机构之首。近五年全球发表的高影响力论文中我国占19.94%,比上一统计年度提升近2个百分点,排名世界第2位。其中,科学基金资助产出的高被引论文数量居全球科学资助机构之首,占全球的14.03%,占我国的70.37%。

      在国家自然科学基金和其他科技计划的支持下,我国科学家在世界科学前沿、国家重大战略需求中的关键领域取得新突破,产出了一批重要的原创性成果,为夯实我国建设世界科技强国的科学基础作出了新贡献。

      1.高维代数几何领域取得系列进展。代数几何是数学的中心学科。北京大学许晨阳及其合作者在三维正特征的极小模型纲领中取得突破。在其工作引发下,人们已基本解决了三维特征大于5时的极小模型纲领,开辟了双有理几何中一个新的热点方向。他与合作者对奇点的研究也取得新突破,发展了对偶复形在极小模型纲领下变化的一般理论,解决了对数Calabi-Yau簇的对偶复形的基本群有限问题,以及四维及以下Kontsevich-Soibelman关于Calabi-Yau极大退化的对偶复形猜想。他还单独证明了KawamataLog Terminal奇点代数基本群有限,与合作者一起发展了奇点的稳定性理论。

      2.暗物质探索领域取得国际领先成果。暗物质是宇宙中不参与电磁和强相互作用的全新未知物质,揭开暗物质的微观粒子本质极有可能带来下一次物理学的革命。紫金山天文台常进及其合作者基于暗物质粒子探测卫星(“悟空”号)的前530天数据获得了世界上最精确的TeV电子宇宙射线能谱。“悟空”号首次直接测量到的电子宇宙射线能谱在~1 TeV处的拐折,反映了宇宙中高能电子辐射源的典型加速能力,其精确的下降行为对于判定部分电子宇宙射线是否来自于暗物质具有关键作用。锦屏PandaX二期暗物质直接探测实验取得重要进展,以上海交通大学季向东为首席科学家的团队发表国际上最大曝光量的暗物质探测结果,对质量大于约100个质子的暗物质给出了最高灵敏度的测量限制。

      3.催化产氢研究领域取得系列突破。氢能被誉为下一代二次清洁能源,但氢气的存储和输运一直是氢能源大规模应用的瓶颈。北京大学马丁团队及其合作者针对甲醇和水液相制氢反应的特点,发展出一种新的铂-碳化钼双功能催化剂,大大提高了产氢效率,较传统铂基催化剂活性提升近两个数量级。该研究构建了新的化学高效储放氢体系,为燃料电池的原位供氢提供了新思路。他与其合作者还有效解决了水煤气变换反应低温条件下高反应转化率与高反应速率不能兼得的难题,构建了低温产氢体系,为氢能经济推广以及氢气纯化过程提供了新路径。

      4.分子压电材料领域取得重大成果。自1880年居里兄弟首次发现压电效应以来,这种可以直接实现机械能与电能相互转换的材料已经广泛应用于水声系统、高压电源等领域,成为现代社会的重要功能材料。东南大学游雨蒙团队与合作者研发了一种具有巨大压电响应的有机-无机钙钛矿铁电体。该研究不仅解决了130年来制约分子材料发展的难题,打破了无机金属氧化物在压电材料领域的垄断地位,也为分子材料在机-电转换、超声换能、声探测、声检测等方向打开了新的通路。该成果标志着我国研究人员已经开始在分子铁电这一重要的研究领域中处于领跑地位。

      5.热带地区大豆种植研究取得重要突破。大豆起源于我国北方温带地区的黄淮流域,经过长期的人工驯化选择,使其种植区域逐渐向热带地区转移。温带的大豆品种引种到热带地区时,开花期和成熟期提前、产量降低,限制了大豆在热带地区的种植。中国科学院东北地理与农业生态研究所孔凡江团队及其合作者利用分子遗传学、分子生物学和进化生物学思路克隆了控制大豆热带地区适应性重要基因J,揭示了大豆在短日照条件下开花成熟与产量形成的分子机制以及大豆适应热带地区的人工驯化机制,对促进大豆在热带地区的推广和生产具有重要意义。

      6.多糖人工合成领域取得新突破。多糖在生命过程中发挥着重要作用。由于多糖的结构复杂而且存在微观不均一性,多糖合成问题长期困扰着化学家。阿拉伯半乳聚糖是一种重要的多糖,它是结核分枝杆菌细胞壁的重要组分,与细菌的存活力和致病力相关。北京大学叶新山团队实现了由92个单糖单元所组成的阿拉伯半乳聚糖的首次全合成。这是迄今为止人类所合成的最大、最复杂的均一结构的多糖分子,在糖合成领域具有里程碑式的意义。该分子的化学合成不仅为阐释结核分枝杆菌细胞壁生物合成机制提供基础,也有助于研制预防结核病的新型糖疫苗。

      7.造血干细胞发育研究取得重要进展。血液是生命的源泉。在发育过程中,所有的血细胞都来源于胚胎期产生的造血干细胞。造血干细胞是骨髓移植术治疗恶性血液疾病的核心组分,但在临床上造血干细胞来源匮乏一直是制约血液疾病治疗的瓶颈。探索造血干细胞的体内发育机制以及建立体外诱导扩增方案已是当前的研究热点。中国科学院动物研究所刘峰和北京基因组研究所杨运桂开展了长期的合作研究,揭示m6A mRNA甲基化修饰在脊椎动物造血干细胞命运决定中的调控机制,首次阐释RNA的表观修饰在血液发育中的关键作用,为体外诱导扩增造血干细胞提供了理论指导。

      8.阐明结直肠癌患者化疗耐药的分子机制。结直肠癌是最常见的恶性肿瘤之一,目前中晚期结直肠癌仍是以手术切除为主、化疗为辅进行综合治疗。然而,结直肠癌患者在治疗过程中常常因化疗耐药而导致肿瘤复发率高。上海交通大学房静远团队以大肠癌化疗耐药为切入点,从生物信息学、基因组学、分子生物学及体内动物模型等方面系统研究了结直肠癌患者术后化疗效果影响及其分子机制,提出具核梭杆菌与结直肠癌的复发显著相关,具核梭杆菌的丰度可作为预测结直肠癌复发的独立因素等结论。这是国际上首次提出具核梭杆菌可影响结直肠癌术后化疗效果,为患者化疗耐药的诊疗提供了新思路。

      9.研发仿生软体吸附机器人。?鱼头部吸盘是由背鳍进化而成,被生物学家称作“脊椎动物解剖学上最奇妙的结构之一”。它可以在游动中通过头部吸盘完成对鲨鱼、海龟、潜水员等不同生物或非生物表面的快速吸附,从而减少能耗。北京航空航天大学文力团队及其合作者通过研究?鱼吸盘的宏观与微尺度结构与运动模式,利用复合多材料3D打印技术等研发了仿生样机。该样机能够产生相当于自重若干倍的吸附力,在光滑表面为其自重的340倍、粗糙表面约100倍。该研究为未来的低功耗水下仿生软体机器人、水下吸附装置提供了新思路。研究成果发表于《科学》的机器人子刊,被选为封面论文,这是我国学者发表在该刊的首篇论文。

      10.交通出行行为预测取得重要进展。预测人的出行和移动行为,对于城市规划、交通管理、传染病防控、舆情监督和公共安全管理等领域至关重要。虽然近年来基于大数据的出行行为研究取得了一批研究成果,但仍存在预测模型不具备普适的空间范围、无法再现个体移动轨迹的时空统计特征和无法刻画个体行为对群体行为模式的贡献两大问题。北京交通大学高自友团队提出了基于人口分布预测多空间尺度下个体和群体宏微观出行行为预测模型,为预测城市内和城市间的交通行为提供了新手段,为预测城市群交通拥塞瓶颈、疾病传播过程预警、公共设施建设资源配置优化等问题提供了重要科学依据,为宏观管理提供了微观技术支持。




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