中国科学院2018年综合情况(战略、项目与人才)

2020年1月15日06:57:06中国科学院2018年综合情况(战略、项目与人才)已关闭评论 16 views

规划战略

进一步明确四类机构定位与改革要求,新启动 4 个创新研究院、4 个卓越创新中心、3 个特色研究所和 1 个大科学研究中心筹建工作,完成 14 个特色研究所验收工作。按照“解决急需、撤一建一”原则,制定四类机构的法人机构和编制调整改革方案,获得国家相关部门支持,为推进四类机构法人化进程解决制度和政策障碍。

2018年,完成3个A 类先导专项、7个B 类先导专项和 3 个C 类先导专项的立项咨询论证;2个A 类先导专项中期检查、3个A 类先导专项结题验收;4 个创新研究院、4 个卓越创新中心、3 个特色研究所和 1 个大科学研究中心的立项咨询评议工作。

参与科创中心、综合性国家科学中心建设:服务中关村科学城建设,在科技前沿方面涌现出一批重大标志性原创成果,在服务首都经济社会发展方面为其提供高质量科技供给。推进怀柔科学城建设工作,在怀柔承担设施平台项目总建筑面积达 80 万平方米,总投资约 167.6 亿元。院市共建第一批 5个交叉研究平台主体工程结构封顶,第二批 6 个交叉研究平台项目和中国科学院 11 个“十三五”科教基础设施前期立项工作取得重要进展。与北京市签署物质科学实验室和空间科学实验室共建协议。

组织成立中国科学院上海科创中心专项办公室;推动蛋白质科学研究(上海)设施、上海同步辐射光源等大科学设施划转至张江实验室;启动上海脑科学与类脑研究中心等创新单元建设;超强超短激光实验装置等一批大科学装置建设进展顺利,生物医学大数据基础设施等纳入国家“十四五”规划,“硬 X 射线自由电子激光预研”等市级科技重大专项启动实施;筹建量子信息科学国家实验室上海分部;完善在沪各区布局,参与科创中心各承载区建设、长三角协同创新发展战略;高效高质完成张江综合性国家科学中心建设自评估工作。

组织成立中国科学院合肥综合性国家科学中心专项办公室;争创量子信息科学国家实验室;加快重大科技基础设施集群建设,推进大科学装置集中区规划与建设;全超导托卡马克性能提升实现可重复的大于 1 亿度等离子体放电,稳态强磁场装置性能提升达42.9T 的磁场强度;组织参加合肥综合性国家科学中心“科技五会”,协调成立合肥综合性国家科学中心专家咨询委员会;高效高质完成合肥综合性国家科学中心建设进展自评估工作。

承担和设立重大科技任务

国家自然科学基金项目

2018年,全国批准国家杰出青年科学基金项目 199 项,其中中国科学院获批 56 项,占全国项目的 28.14%;批准重大项目36 项,总经费 68 722.48 万元,其中中国科学院获批 9 项,总经费 17519.95 万元;批准创新研究群体 38 项,直接经费 38955 万元,其中中国科学院获批 10 项,总经费 10500 万元。

国家科技重大专项

2018年,中国科学院扎实抓好国家科技重大专项攻关任务,积极争取“科技创新2030-重大项目”,研究并向国家提出我国科技重大选题调整建议,北斗全球组网卫星发射、“嫦娥四号”、“探索”系列海下无人装备研制等任务进展顺利。

2018 年,中国科学院进一步加强重大专项组织管理,扎实抓好全院 70 多个研究所承担国家科技重大专项攻关任务,高质量完成 8 颗北斗全球组网卫星发射、“嫦娥四号” 和“探索”系列海下无人装备研制等任务;统筹调动全院研究力量,积极争取“科技创新 2030-重大项目”,一批科技专家在项目实施方案编制中发挥了关键作用;面向国家战略需求,组织专家围绕加快提升我国关键领域自主创新能力、支撑经济社会高质量发展分析若干关键领域核心技术的长短板,研究并提出我国科技重大选题调整建议。

核心电子器件、高端通用芯片及基础软件产品专项 多款核心器件在航天等领域获重大应用;基础软硬件产品开展应用示范,并应用于重大会议场所;结合特种行业应用, 开展智能处理芯片研制工作。

极大规模集成电路制造装备与成套工艺专项 联合长江存储,实现 32 层 3D-NAND 闪存量产;集成电路先导工艺实现国际先进的专利战略布局;完成了大数值孔径 NA1.35 曝光光学系统初步设计,实现高重频 6KHz 准分子光源放电初步验证;研制了超分辨光刻装备。

新一代宽带无线移动通信网专项 以 5G 系统架构(基于 IP)为基础,采用标识与地址分离的新型网络技术(信息中心网络技术),提出了以现场服务、弹性交付、自治框架为特征的 SEANET 网络架构,构建以数据为中心的 5G 网络技术体系,赋能 5G 网络数据即服务。已在国际电信联盟(ITU)进行了系统性的国际标准布局,将在 2019 年完成相关技术、标准的体系化规模验证,实现 5G 网络系统的创新突破,为 5G 万物互联提供核心动力。

高档数控机床与基础制造装备专项 开展新一代智能化国产高档数控系统的研制与应用;实现数控技术与工业互联网、工业物联网、工业大数据、人工智能等新一代信息技术的融合,形成面向数字化车间的“蓝天数控”成套设备与解决方案;制定数控装备互联互通、故障数据字典等新一代数控系统国家标准以及 ISO 国际标准;继续推进“蓝天数控”在航空航天领域的配套应用,实现高档数控系统在高档数控机床配套,以及在航空发动机智能生产单元、在飞机结构件制造数字化车间新模式的应用。

大型油气田及煤层气开发专项 中国科学院牵头承担的“深层-超深层油气藏地质特征、分布规律及目标评价”项目启动实施。初步建立了深层输导格架模型及其量化表征方法,提出塔中碳酸盐岩层系“底侧上垂”的运聚成藏模式,形成的深层-超深层油气成藏理论认识阶段性应用于研究区深层-超深层油气资源评价,支撑了中古 58、中古70、吐东 2 等深层钻井区的油气发现;建成了国内首条面向高端 MEMS 加速度传感器的研发与生产工艺线,推动 MEMS 数字检波器批量生产和实际应用的技术平台建设, 将有效支撑 MEMS 数字检波器产能达到年产百万支水平。此外,积极参与科技部“大型油气田及煤层气开发”重大专项接续战略研究。

水体污染控制与治理专项 构建了科学的饮用水水质标准制定方法体系,受邀参加国家卫生健康委主持的“十三五”《生活饮用水卫生标准》修订;建立了适合我国供水管网特征的漏损监测与优化控制技术体系,在北京等多个城市应用,取得了良好的节水效果;在丹江口水库及入库支流、南水北调沿线和密云水库建立了覆盖南水北调中线的15 个在线智能生物预警水站,并投入业务化示范应用;开发了水华蓝藻智能化富集收集系列成套技术和相应的产品,仿生式蓝藻收集船和蓝藻磁捕船多次化解了巢湖蓝藻水华危机,保障了水源地供水安全;巢湖水质和藻类水华异常变化成因解析和巢湖水污染综合控制对策等成果,被环保部水污染治理督导和地方巢湖水污染综合治理规划编制与决策采纳。

转基因生物新品种培育专项 具有重要育种价值的功能基因已应用于生产创制材料,例如玉米单向杂交不亲和基因 ZmGa1P、水稻氮高效利用基因 ARE1、小麦产量和品质调控基因 TaGW2 等;不断完善和创新基因操作技术,为作物遗传改良和新品种培育提供了重要技术支撑,例如建立了植物基因组高效 C-T 单碱基编辑新系统,对实现植物基因组大规模体内饱和突变、研究植物基因功能及基因调控元件作用等具有重要的技术支撑意义;通过基因枪将 CRISPR/Cas9 IVT 和 RNP 导入小麦未成熟幼胚实现基因组定点修饰的 DNA-free 基因组编辑体系,该体系的建立有助于进一步完善作物基因组编辑技术,推进基因组编辑育种产业化进程。

重大新药创制专项 化合物库样品总存量突破 221.8 万种,为亚洲之最,名列全球公共化合物库之首;前瞻布局了基于大数据和人工智能的精准药物设计、共价结合、蛋白相互作用、蛋白翻译后修饰调控、靶向膜蛋白新药发现、泛素介导的靶向蛋白降解、DNA 编码集中库、化合物高效合成等原创候选新药发现关键技术研究,尤其在精准药物设计、DNA 编码集中库建设及 GPCR 结构解析等方面取得重要突破,发现了一批创新性强的候选新药;GPCR 结构与功能研究取得新突破,在 Nature、Cell 发表研究文章3 篇;抗 AD 原创新药 GV-971 已完成 III 期临床并已申报新药证书和生产批文,另有 25 个新药正在开展临床研究,1 个候选新药已申报临床,20 余个候选新药正在进行系统临床前研究,新药研发呈现良好发展态势。

艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治专项 利用流感病毒 NS1 蛋白拮抗宿主抗病毒天然免疫的功能,制备了有限复制流感疫苗并建立了生产该类疫苗的细胞系;为H7N9 流感病毒流行传播和致病机制以及科学防控 H7N9 提供了理论依据;制备成高纯度、高活性、化学性状稳定的重组犬 α-干扰素,并且起草制定了重组犬 α-干扰素的质量标准;研发口蹄疫病毒诊断试剂盒,已获农业农村部行政审批受理。

大型飞机专项 组织召开全面参与两机专项工作研讨会,明确中国科学院工程热物理研究所为两机专项院内的牵头总体单位;牵头承担的 11 个两机基础研究第一批项目正在签订任务书;组织院内专家积极参与《航空发动机及燃气轮机重大专项基础研究规划(2018—2023 年)》和《航空发动机及燃气轮机重大专项基础研究第二批项目指南》的编制工作。

载人航天与探月工程专项 “天宫二号”空间实验室继续按计划开展在轨试验和应用数据服务与推广。其中,空间冷原子钟作为国际上第一台空间运行的冷原子钟,实现频率稳定度 7.2×10-16(日稳)超高精度,达到国际领先水平,具有重大科学意义和技术价值; 中欧联合开展的伽马暴偏振探测实验,成功探测到 55 个伽马暴,对其中 5 个伽马暴进行了高精度的偏振测量,这是迄今为止国际上最大的高精度伽马暴偏振测量样本,以上相关成果在国际重要学术期刊上发表。载人空间站工程全面转入工程研制阶段,核心舱应用任务完成方案研制总结评审,转入初样阶段;实验舱Ⅰ应用任务完成系统级方案研制总结评审,完成大部分载荷初样设计。实验舱Ⅱ应用任务完成了载荷方案研制总结,开展了初样设计专项工作;多功能光学设施继续开展一体化设计工作。“嫦娥四号”任务分别于 2018年 5 月和 12 月发射“鹊桥”中继星和探测器,并成功软着陆于月球背面“艾特肯”盆地的“冯·卡门”撞击坑内,首次实现月球背面软着陆;中国科学院和国防科工局联合成立的“科学家团队”组织开展嫦娥四号科学数据深化研究。“嫦娥五号”任务有效载荷按计划完成了贮存和定期自检,状态完好,月球样品实验室试运行。“嫦娥六号”有效载荷完成研制并交付。首次火星探测任务完成初样研制并转入正样研制阶段。探月工程四期和深空探测重大任务进一步深化,进入立项阶段。中国科学院承担的各型号地面应用系统、有效载荷分系统、VLBI 测轨分系统等工程任务,月球和深空探测后续任务科学目标和有效载荷等论证,探月工程科学应用研究等各项任务进展顺利。

国家重点研发计划

2018年,国家重点研发计划的 51 个重点专项(含青年项目,不含国际合作专项、涉密项目)中,全国共 609 家单位牵头承担 1055 个项目,中国科学院 62 家单位在 37个专项中牵头承担项目 117 个。51 个专项已公布中央财政支持经费 201.99 亿元,其中中国科学院牵头项目获得中央财政支持经费 25.52 亿元;基础科学 9 个专项中,中国科学院牵头项目经费达 12.26 亿元,其中大科学装置前沿研究占全国总经费的 89%,量子调控与量子信息 61%,全球变化及应对 56%,纳米科技 50%。在合成生物学、引力波探测等新计划组织推进工作中, 中国科学院基于已有工作基础发挥了支撑作用。

国家重大科研仪器设备研制项目

2018年,中国科学院加强国家重大科研仪器设备研制项目过程管理,促进重大科研成果产出,组织国家重大仪器研制项目验收 23 项,其中财政部项目 5 项,科技部项目 1项,国家自然科学基金项目 5 项。

中国科学院广州生物医药与健康研究院牵头承担的财政部国家重大科研装备研制项目“全自动干细胞诱导培养设备研制”通过综合验收。项目成功研制了国际首台拥有自主知识产权的自动化干细胞诱导培养设备,也是第一台以治疗为目的的诱导多能干细胞自动化制备设备,具有通用性、模块化等特点,对推进我国在干细胞和相关细胞制备装备领域的自主研发进程具有重要意义。

中国科学院西安光学与精密机械研究所承担的财政部国家重大科研装备研制项目“高性能条纹相机”通过综合验收,条纹相机整体性能达到国际先进水平,部分核心关键技术和工艺难题得以突破,达到国际领先水平,解决了我国条纹相机这一高端科学仪器受制于人的窘境,对我国精密测量仪器水平的提高及打破国际封锁、满足国家战略高技术等领域需求具有重要推动作用。

中国科学院长春光学精密机械与物理研究所承担的财政部国家重大科研装备研制项目“4m 量级高精度 SiC 非球面反射镜集成制造系统”通过综合验收,形成了具有自主知识产权的“4m 量级高精度 SiC 非球面集成制造平台”,并依托集成制造平台完成4m 量级高精度 SiC 非球面产品研制。该项成果标志着我国在大口径光学制造领域取得重大技术突破,形成了大口径系列反射镜研制能力,对我国基础科研、防灾减灾、公共安全、国家安全等具有重要战略意义。

中国科学院苏州生物医学工程技术研究所承担的财政部国家重大科研装备研制项目“超分辨显微光学核心部件及系统研制”通过综合验收,成功研制出具有自主知识产权的共聚焦显微镜、双光子显微镜、STED 超分辨显微镜等高端光学显微镜,以及大数值孔径显微物镜、特种 LED 光源等核心部件。所研制的超分辨显微成像系统已应用于国家重点研发计划“战略性先进电子材料”“重大科学仪器设备开发”“数字诊疗装备研发”专项相关项目,对推动我国生物医学前沿基础研究、光学显微镜行业转型升级具有重要意义。

中国科学院光电技术研究所承担的财政部国家重大科研装备研制项目“超分辨光刻装备研制”通过综合验收,突破了高均匀性照明,超分辨光刻镜头,纳米级分辨力检焦及间隙测量,超精密、多自由度工件台及控制等关键技术,打破了传统光学光刻分辨力受光源波长及数值孔径的传统路线格局,为超材料/超表面、第三代光学器件、广义芯片等变革性战略领域的跨越式发展提供了制造工具。

中国科学院化学研究所承担的科技部国家重大科学仪器设备开发专项项目“纳米光子学测试仪的研制与推广”通过综合验收,成功研制出纳米光子学测试仪,开发了非线性光学成像、晶体生长实时监控、超分辨成像、后焦面成像等一系列光子学新功能,完成了工程化基地建设,通过了 ISO9001 质量体系认证和 ISO14001 环境管理体系认证, 弥补了我国高端光学显微市场的空白,使研制的显微镜从实验室走向社会,服务生物医疗、科学研究及工业生产等方面。

中国科学技术大学承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“多波段脉冲单自旋磁共振谱仪研制”通过验收,实现了国际首套多波段脉冲单自旋磁共振谱仪,包括多波段复合磁共振系统、微波与射频系统、光学共聚焦系统以及控制台系统等关键系统。该谱仪实现了单核自旋量子态的探测,能够直接测量原子尺度上单个物质单元的组成,结构及动力学性质,获取被系综统计平均掩盖的个体单元独特信息,在单量子水平上更本质的理解物质的结构与性质,因此在物理、信息、生物等多学科前沿领域获得重要应用。

中国科学院大连化学物理研究所承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“基于可调极紫外相干光源的综合实验研究装置”通过验收。项目组研制了一套基于高增益谐波产生模式的可调极紫外相干光源的综合实验装置,将先进相干光源和高灵敏度探测方法紧密结合起来,开发出独到的探测实验技术,应用于与能源相关的重要基础物理化学问题的研究。该光源为国内第一台自由电子激光用户装置,世界唯一工作在极紫外波段的自由电子激光装置。

中国科学院大气物理研究所承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“多波段多大气成分主被动综合探测系统”通过验收,成功研制了全球首套全大气层多成分、多要素的大型地基综合探测系统。该系统利用世界先进水平的激光、微波和太赫兹遥感探测技术,实现了对大气垂直结构的高时空分辨率观测,不仅获得了大气温度、湿度、风场和云层分布等多种气象要素,而且能够实时监测温室气体和污染气体的时空变化。

中国科学院地质与地球物理研究所承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“高能加速器 CT 多场耦合岩石力学试验系统”通过验收,成功研制了世界上第一台高能(6MeV)加速器 CT 多场耦合岩石力学试验系统,实现了大尺度试样、模拟深部地层环境、观测岩石损伤破裂动态过程的试验目标,突破了岩石破裂演化与气液运移试验的技术瓶颈,打破了国外对我国 2MeV 以上加速器射线源禁运的技术封锁。

中国科学技术大学承担的国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目“基于上海同步辐射光源的能源环境新材料原位电子结构综合研究平台研制”通过验收,在国际上首次将 MBE(分子束外延)/Laser MBE(激光分子束外延)、ARPES(角分辨光电子能谱)、STM/STS(扫描隧道显微镜/扫描隧道谱)、AP-PES(近常压光电子能谱)和AP-PIPOS(近常压光进-光出谱)进行系统集成,实现材料原位高精度以及近服役状态下的测量,在能源环境材料基础和应用研究领域具有广阔的应用前景。

其他重大项目

2018年,中国科学院配合科技部完成国家科技基础资源调查专项管理办法修订并组织 9 个专项申报。“渤海粮仓科技示范工程”顺利通过国家验收;“第二次青藏高原综合科学考察研究”发布首期研究成果,该专项立项工作进展顺利。

渤海粮仓科技示范工程 “十二五”国家科技支撑计划项目“渤海粮仓科技示范工程”通过国家验收。项目创立了耐盐小麦玉米选育体系,培育出可耐 0.3%含盐量的小麦新品种‘小偃 60’,育成我国首个异交不亲和玉米自交系;创立了基于土壤有机质提升的微咸水安全灌溉理论与技术体系,突破了微咸水灌溉难题,咸水灌溉阈值由 3 克/升提高到 5 克/升;创新了盐碱地耕层盐分调控技术,研发了基于微生物有机肥改土培肥和咸水直灌改土的盐碱地改良新技术;研制了适于盐碱中低产田的肥料新品种。集成构建了微咸水补灌吨粮、棉田增粮、雨养旱作亩①增百公斤②、农牧结合循环、县域整体推进等盐碱中低产田增粮技术模式 18 套,建立了院部省联动协同创新体系,健全了农业科技创新公共服务体系,为小农户和现代农业发展有机衔接的先行示范提供有效支撑;培育了农业发展新业态和动能,促进了一二三产业融合发展。项目制定了国家标准 1 项、中低产田粮食生产技术规程和地方标准 32 套、授权国家专利 87 件,其中发明专利 30件、发表论文 419 篇、出版专著 11 部,培养中青年研究骨干 77 人、博士 48 人、硕士116 人。在河北省、山东省、天津市和辽宁省的 95 个县市进行了示范应用,5 年累积示范推广 8016.7 万亩,棉改粮 547.1 万亩,改良盐碱地 290.2 万亩,增粮 209.5 亿斤③,节本增效 186.5 亿元,节水 43.5 亿立方米。

第二次青藏高原综合科学考察研究 2018 年 9 月,“第二次青藏高原综合科学考察研究”在西藏拉萨召开成果报告会,发布了首期研究成果:一是揭开喜马拉雅造山带差异隆升历史,提出“走出西藏”和“高原枢纽”共存的生物演化模式;二是发现气候变暖变湿引起亚洲水塔的加速液化和失衡,并伴生新灾、巨灾频发;三是发现青藏高原暖湿化伴生生态系统趋好和潜在风险增加;四是提出色林错国家公园建设科学方案及第三极国家公园群建设建议。该专项立项工作也取得实质性进展,2018 年 11 月,中国科学院青藏高原研究所牵头完成了科考实施方案、经费概预算方案编制并上报科技部和财政部。

战略性先导科技专项

2018年,在研 A 类先导专项按预期目标有序推进。部署启动 7 个 B 类候选专项和“脑功能联结图谱与类脑智能研究”升级版,完成4 个B 类先导培育项目的论证立项工作。梳理“卡脖子”问题,策划启动 3 项 C 类先导专项,编制发布专项实施管理细则。

(一)A 类先导专项

2018 年,中国科学院继续坚持 A 类先导专项“目标清、可考核、用得上、有影响” 的十二字要求,继续坚持军工项目管理理念,进一步强化承担单位的主体责任意识,进一步强化先导专项的过程管理和目标管理,持续凝练聚焦,加强协作,确保在研 A 类先导专项按预期目标有序推进。

核能专项—— 钍基 完成实验堆初步设计并通过院内组织的专家评议,签订长周期关键设备合同并启动加工制造。2018 年 11 月,获颁《2MWt 液态燃料钍基熔盐实验堆场址选择审查意见书》(国核安证字第 1831 号),实验堆场址正式落地甘肃省武威市民勤县红砂岗镇。2018 年 12 月,向国家核安全局上报实验堆建造许可证申请,启动国际上首次熔盐堆建造许可审查工作。

分子育种专项 完成多模块新品种大面积示范展示任务,结题验收工作按计划推进。专项实施 5 年来,建立了作物设计育种的分子模块“辞海”,发展复杂性状多模块协同互作理论,创建分子模块设计育种技术体系,创制单模块、双模块和多模块水稻、大豆、小麦和鲤新品系 200 余个,审定设计型新品种 27 个,其中国审品种 7 个;作物新品种已累计推广 400 万亩,银鲫新品种推广 3 亿尾;成果入选 2015、2017 年度中国生命科学以及 2016、2018 年度中国科学十大进展,获 2017 年度国家自然科学奖一等奖,推动了我国育种技术从常规到分子设计育种技术的跨越发展,为保障我国粮食安全提供了核心战略支撑。

纳米专项 开发多种动力电池电芯,锂离子电池能量密度达 305 瓦时/千克;动力电池系统能量密度达 208 瓦时/千克并形成 3.5 亿瓦时产能,已配套长安欧尚、奇瑞开瑞等汽车 1 万余辆;在知豆(35 千瓦/辆)、北汽 EU260(72 千瓦/辆)等车型实现装车示范。实现固态电池在电动汽车、深海探索以及锂硫电池在无人机等领域的示范应用。建成世界上首条 600 万平方米/年的无阳极氧化处理绿色版基示范线,成果入选中国科学院“十二五”重大科技成果和标志性进展。“利用纳米限域的单铁催化剂实现天然气直接制乙烯”与“一带一路”企业合作完成了单管试验。开发光催化/吸附一体化深度水净化工艺,完成内蒙古 1700 户牧民饮用水净化科技扶贫示范工程;体外诊断方面 8 个诊断试剂盒和 1 个纳米微流控芯片成像仪获医疗器械注册证,纳米药物获 1 个新药证书和 7 个临床批件;主导制定 8 项 ISO 和 IEC(国际电工委员会)国际标准及 35 项国家标准/ 标准物质/标准样品,保障纳米产业健康发展。2018 年 12 月,专项通过总体验收。

中微子专项 完成不锈钢网壳的生产前评审并进入正式生产阶段;与企业密切合作建成国内首条有机玻璃板材低本底生产线;确定 20 英寸光电倍增管的防爆设计且通过水下防爆试验证明了防爆方案的可靠性;地下实验大厅开挖完成十分之一;完成后五年延续支持的专家论证会,并通过院长办公会批准;完成前五年经费审计,并通过财务专家组评审认定。

海洋专项 建成的我国西太平洋-印尼海科学观测网运行稳定,首次实现深海 6000 米大深度数据北斗卫星实时传输。提出大洋水入侵陆架的地形 beta-spiral 动力学理论及黑潮入侵东海陆架分支的三维结构形式;自主研发的“改性黏土治理赤潮技术”再次走出国门应邀在美国佛罗里达州沿岸示范应用。首次系统刻画了南海台西南冷泉生态系统基本组成和深海化能营养食物网结构;提出了化能营养生物阿尔文虾的系统演化新模式;揭示了雅浦海山区的精细地壳结构,修正了雅浦俯冲体系的构造演化模式。“海星 6000”有缆遥控水下机器人最大下潜深度突破 6000 米,再创我国水下机器人(ROV)下潜最深纪录,为我国深海科学研究提供强大的技术支撑。2018 年 12 月,专项通过总体验收。

药物专项 抗阿尔茨海默病新药 GV-971 提交了新药上市注册申请,并探明了GV-971 与 Aβ 相互作用的具体位点,确证了疗效监控标志物;明确了抗肿瘤候选新药AL3810 治疗的敏感群体;明确了抗肿瘤候选新药 SAF-189s 靶向 ALK、ROS1 的疗效监控分子标志物;首次提出基于 MLL1 生物标志物指导的针对 EZH2 高表达肿瘤的三级治疗策略;首次揭示细胞因子受体家族成员-白血病抑制因子受体(LIFR)的反馈激活是导致 HDAC 抑制剂实体瘤治疗失败的原因;发现了肾癌靶标 SPOP、胰腺癌靶标glypican-6、糖尿病靶标 ApoA4 等新靶点;完善并推广个性化药物研究关键资源库和信息库等共性关键技术平台的应用。

南海专项 南海科学钻探进尺 2020 米,实现了全球岛礁全取芯深度最大的历史突破;建成南海长期综合地球物理观测站,淡水、生态、气象与腐蚀等监测系统;建成全息珊瑚礁生态修复示范区 210 亩,推动南海珊瑚生态系统的恢复与保护;新建功能型植物群落 2.8 万平方米,形成良好植被及生态景观;260 千瓦时波浪发电平台“先导 1 号”成功并网西沙永兴岛,使我国成为全球首个在深远海布放波浪能发电装置并成功并网的国家;中国科学院岛礁综合研究中心启用,展现了我国和平利用南海、提供国际公共服务的大国姿态。

智能导钻专项 围绕深层油气资源“圈得准、定得准、打得准”的核心目标,在深层油气形成赋存理论和智能导钻关键仪器研制方面取得阶段性成果。提出塔里木寒武系烃源岩发育“大缓坡” 模式,改变 “东盆西台”的传统认识,扩大了烃源岩发育范围,优选了 8 个重点区带,论证了 4 个勘探目标。研制出国内首支随钻方位声波成像测井实验样机, 性能达到耐温 150℃,耐压 138 兆帕(MPa),实现声波全波列、16 扇区方位声波成像。研制出旋转导向精准控制的 MEMS 压力传感器,经初步测试,传感器工作温度 225℃、量程优于 200 MPa,样机性能指标世界领先。研制出旋转导向系统实验样机,完成水泥靶实验,准确执行轨迹控制指令,造斜率达到 7 度/30 米,验证了旋转导向系统造斜钻进、抗压、通信能力,为研发可下井试验的新一代旋转导向装备奠定了技术储备。

空间科学专项 一期科学卫星持续产出重大科学成果。暗物质卫星完成全天区覆盖6 遍,首次发现宇宙高能电子 TeV 拐点的科学成果入选 2018 年度中国科学十大进展。量子卫星完成洲际量子密钥分发实验等多个拓展实验,团队获 2018 年度克利夫兰奖, 这是中国科学家在本土完成的科学成果首次获得这一重要荣誉。二期科学卫星工程全面启动,先进天基太阳天文台(ASO-S)、爱因斯坦探针卫星(EP)、太阳风-磁层相互作用全景成像卫星(SMILE)、引力波暴高能电磁对应体全天监测器卫星(GECAM)等完成方案阶段主要研制工作,专项支持的背景型号项目、预先研究项目等进展顺利。

器官重建专项 获得世界首例长寿基因编辑猴模型,揭示灵长类和啮齿类动物在衰老和发育调节通路上的差异(在 Nature 发表);突破哺乳动物同性生殖障碍,对于开发新的动物生殖手段具有重要价值(在 Cell Stem Cell 发表);首次绘制了人脑前额叶从 8周到 26 周的发育的单细胞转录组图谱,为复杂脑功能模块体外构建提供了有利的工具
(在 Nature 发表);发现抑制凋亡通路能够促进人胚胎干细胞的异种嵌合效率,有效解决了嵌合中细胞在胚胎内的生存的问题(在 Cell Research 发表)。

临近空间专项 开展高空气球飞行实验及下投探空实验,首次从不同角度刻画青藏高原临近空间大气环境及其同低层大气的物质交换过程,青藏高原拉萨站点进行的高精度臭氧-水汽-气溶胶探空实验填补了国际上的空白;发现了青藏高原外围区域对流层顶气溶胶层的存在;在国内首次获取了青藏高原地区辐射随时间和高度的分布特征。国内首次完成了 35 千米太阳电池标定飞行试验并成功获取数据,标志着中国科学院成为继美国宇航局(NASA)和法国航天局(CNES)之后国际上第三个可独立开展太阳电池35 千米及以上高度标定研究的科研机构。KT-6 太阳能无人机成功完成了低空自主飞行试验,验证了系统综合设计,推动中国科学院优势单位在碳纤维材料、高效太阳能电池、高比能锂电池等技术发展和应用。

洁净能源专项 陕西榆林“15 万吨/年新一代煤制油工业示范装置”成功投产,全球首套 50 万吨/年煤基乙醇项目开工,200 万吨/年煤炭间接液化示范手续完备已具备开工条件;水泥窑炉和两个主流等级的燃煤工业锅炉高效清洁燃烧换代技术示范工程开工,解耦燃烧技术用于 2 万台民用炉;张家口黄帝城小镇 3000 立方米跨季节储热示范系统开启供热模式,协助企业申请“矾山黄帝城太阳能跨季节储热试验示范项目”获得国家发展改革委资助 4000 万元;全钒液流电池储能示范电站能源局已立项、国家发展改革委已批复价格政策,已生产 50 兆瓦电堆,国际首套 100 兆瓦先进压缩空气储能系统完成示范项目国家发展改革委立项批复,获批国家发展改革委“可再生能源示范区” 专项支持;在安徽建设万台套级电堆生产线,电堆应用于安凯公司客车,六安市年初批准采用此型公交车示范运营(I 期 10 台)。

深海/深渊专项 完成 54 天的马里亚纳海沟深海装备海试及科考,取得系列重要成果,如两台海翼 7000 米级深海滑翔机最大下潜深度 7076 米,四台着陆器最大下潜深度10 918 米,实现我国首次万米高清视频直播,国际上首次诱捕获得全程低温保存的 7000米级 3 条狮子鱼样品等;高效完成专项立项论证工作并正式启动;深海深渊智能装备作业与全海深载人潜水器海试保障船顺利下水。

地球大数据科学工程 突破了地球大数据多源数据集成、大规模实时按需计算、云化服务、可视化分析等关键技术,建成集存储、管理、信息挖掘于一体的 PB 级①地球大数据系统原型;构建了数字丝路基本型;三极生态系统变化、气候变化的系统协同对比等多项研究取得新的科学发现;围绕大气污染、近海生态灾害等重点热点事件开展大数据分析研究,为国家和地方政府提供系列决策依据;正式发布地球大数据共享服务系统和 CAS Earth Data Bank 系统,截至 2018 年底共享数据总量约 5PB,并将以年均 3PB 的数据量进行更新。

泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设 发现气候变暖变湿引起亚洲水塔去水循环过程加剧带来环境风险;促进亚洲水塔变化研究科学理念转变,支撑青藏高原生态文明建设和西藏雅鲁藏布江冰崩堵江灾害处置。发现人类在距今 3 万—4 万年前就具备适应极高海拔环境的能力走进青藏高原,提出开展“美丽中国”进程评估等建议。评估绿色丝路建设的基础与成效,建立中亚大湖区节水灌溉绿色技术示范区、哈萨克斯坦阿斯塔纳首都圈生态屏障建设技术示范区、中-乌全球葱园(塔什干中心)生态保护技术示范区,服务于丝路环境绿色发展。

“美丽中国”生态文明建设科技工程 2018 年 10 月正式立项,执行期从 2019 年 1月至 2023 年 12 月,经费概算 10 亿元。专项总体目标是:对标十九大,科学刻画“美丽中国”生态文明建设“2035 目标”和“2050 愿景”的发展目标和实现途径,评估和诊断“美丽中国”建设的地理基础、差距和短板;创新突破“美丽中国”建设生态环境治理修复和资源循环利用关键技术与装备;建立并完善不同生态地理区生态文明建设模式,为国家打好防范化解重大风险、精准脱贫和污染防治三大攻坚战,为实施乡村振兴、区域协调及可持续发展战略,为打造山水林田湖草生命共同体、提升灾害风险防范与综合减灾能力提供有效科技支撑,为“美丽中国”生态文明建设提供科学蓝图与实施途径, 为引领国际绿色可持续发展和共谋全球生态文明建设提供战略服务。

(二)B 类先导专项

2018 年,中国科学院面向国际科技前沿,加强科学选题,完成高温超导、病原微生物免疫、功能导向原子制造等 7 个候选专项的国际同行函评、中国科学院学术委员会咨评、实施方案论证、秘书长办公会审议、院长办公会议审议和部署启动工作;在 2017 年验收的基础上,组建国家最高水平脑科学研究队伍,部署启动脑认知与类脑前沿 B 类先导升级版专项;完成 4 个 B 类先导培育项目的论证立项工作;组织召开 2018 年度 B 类先导专项工作交流研讨会,加强专项之间交流评估,邀请大科学装置单位参加,促进重大原创成果产出;形成 B 类先导亮点成果汇编,完成 B 类先导组织管理成效报告。

2018 年,B 类专项充分发挥先行先试的先导作用,在重大原创成果产出、引领国家任务等方面成效显著。中国科学院以“海斗深渊”B 类专项研究工作为基础,启动实施“深海/深渊智能技术及海底原位科学实验站”A 类先导专项;以“多波段引力波” 专项为基础,推动国家重点研发计划实施方案开展,推荐实施方案编制专家并组织召开研讨会。

海斗深渊前沿科技问题研究与攻关 在专项支持下,中国科学院深海科学与工程研究所组织海斗深渊科考试验队历时 54 天,圆满完成系列自主研制装备的深海海试和科考作业任务,并取得一批有代表性的成果。该航次是专项组织的第三次万米深渊综合科考,所取得成果可为全海深载人潜水器的研发和海试提供技术支撑和选址决策,为深渊科学的深入研究提供数据和样品,表明中国科研人员可以在深海深渊领域开展长时间全方位的装备海试和科学考察工作。

拓扑与超导新物态调控 主导完成的“高温超导体研究”和“拓扑物态领域系列研究”入选中国科学院改革开放四十年 40 项标志性科技进展。在拓扑物态研究方面,建立了“拓扑词典”和非磁性拓扑材料数据库;首次在铁基超导体中发现马约拉纳束缚态; 理论预言了一种没有费米弧的拓扑Dirac 半金属β-CuI;在锰(Mn)掺杂的硒化铋(Bi2Se3)中观察到双分量的反常霍尔效应。在高温超导研究方面,理论计算发现在铜氧化物高温超导体 Bi2212 上的单层过氧化铜(CuO2)面是全能隙、无节点高温超导体;在双层铁基超导体中发现奇偶调制自旋共振模。在新物态探索与调控方面,实现了创纪录高温稳定单链磁斯格明子器件;成功制备出平面六角蜂窝状结构的硼烯;成功制备一种全固态突触晶体管,并成功模拟了神经突触权重变化等行为。

生物超大分子复合体的结构、功能与调控 2018 年,专项发表 Cell、Nature、Science 论文 14 篇。代表性成果主要包括:首次揭示了组蛋白伴侣调节组蛋白修饰酶活性的分子机理,为抗真菌药物研究提供了线索和依据;首次发现 Stella 蛋白是卵子表观遗传状态的保障因子,为揭示生育能力的下降提供了新启示;首次完整提出真核生物 RNase P 酶促反应的分子机制,是核酶及核糖核酸(RNA)等研究领域的重大突破;解决了关于端粒酶招募由来已久的争议,为研发抗癌药物提供了新方向; 解析了完整的植物 PSI 高分辨率结构,为深入研究植物的捕光调节机制提供了重要的结构基础;解析单纯疱疹病毒 2 型核衣壳高分辨率三维结构,揭示疱疹病毒的组装机制;解析了嗜肺军团菌 SidE 蛋白与泛素复合物高分辨率结构,揭示病原菌对宿主蛋白进行新型泛素化修饰的分子机制。专项于 2018 年 6 月、12 月分别召开工作会议、结题验收启动会,交流进展、部署结题验收,并邀请财务专家和档案专家对各子课题秘书进行培训。

页岩气勘探开发基础理论与关键技术 开展近钻头成像随钻地质导向系统在高温高压环境下的整机测试,有效提升了稳定性;组织习水联合科研钻探(习科 1 井、习科2 井),现场检验专项的新理论、方法、软件或装备的实用性和可靠性;研制成功世界第一台模拟深部环境的高能 CT 岩石压裂试验系统,为压裂研究提供实验平台;获得下寒武统梅树村期、筇竹寺期黑色页岩等厚线图,为勘探优质页岩奠定了地质基础;建立页岩从微纳孔隙、岩心尺度到压裂缝网的压裂渗流跨尺度计算模拟方法;习科 3 井在钻至420 米时产生高达 4 米的井喷,表明含气量和气藏压力显著,为中国科学院发现的习水页岩气田提供了证据。

作物病虫害的导向性防控 专项在基础与应用研究两方面都取得突破性的进展。揭示了飞蝗成灾过程中群聚形成与维持的内在分子机制,发现群聚后昆虫对外防御策略的生化与生态机制;阐明了植物识别病原微生物、精确调控免疫平衡的精细过程;解析了作物抗虫防御网络调控的新机制。在突破性生物技术上,开发出有自主知识产权的生物杀虫剂;针对新疆棉花重大病害黄萎病开发了新的 RNAi 靶标,大田实验取得显著抗病效果;培育了新型抗病、虫的小麦、水稻、玉米、西红柿等作物品系。2018 年,专项共发表 58 篇论文,部分发表于 Nature Communications、PNAS、eLife 等期刊。专项实施显著提升了团队国际影响力。此外,专项受英国《皇家学会哲学会刊》邀请,组织了一期名为 Biotic signaling shed light on smart pest control 的专刊。

功能 pi-体系的分子工程 在基于 pi-体系分子的催化与电化学驱动器、有机导电材料、热电材料、光伏材料、微纳激光等方面取得系列突破。制备了高比电容、高换能效率的石墨炔驱动器,创造了电能与机械能转换新的纪录;在石墨炔上成功实现了镍铁零价过渡金属原子的高度分散负载,解决了传统载体上单原子催化剂的稳定性关键难题; 制备了首个金属有机配位聚合物超导体 Cu-BHT,开辟了有机超导体研究的新体系;构筑了具有“分级结构”的三元活性层形貌,大幅提升了厚膜体系有机太阳电池的光电转化效率;突破了弗兰克-康登原理对有机材料增益区间的限制,实现了波长可切换以及宽谱可调谐的有机微纳激光。

动物复杂性状的进化解析与调控 重建了晚尼安德特人的遗传史(在 Nature 发表),揭示了人类胚胎染色体状态对发育和进化的作用,发现发育调控的重要因子 Wnt 介导神经细胞到肠道的线粒体稳态调控(在 Cell 发表)。2018 年,专项在灵长类脑容量与结构进化、动物高原适应、复杂性状的内在遗传驱动力等方面取得一系列重要进展。共发表论文 114 篇,其中 44 篇成果发表在 Nature、Cell、Cell Metabolism、Genome Biology、Cell Research、PNAS 等期刊上。首创国内公共组学大数据平台(GSA),获国际认可,形成数据标准,解决核心技术问题,实现数据国内管理,有效减少数据外流,获得 Nature、Cell 在内的 60 余家国际期刊认可,实现“零”的突破,解决数据“卡脖子”问题。

典型污染物的环境暴露与健康危害机制 通过成组同位素分馏技术,发展了大气污染物溯源的新方法,并对 PM2.5 中非靶标有机污染物进行甄别,评估了大气污染诱导的神经、心血管、免疫等健康风险。基于重组人表皮 3D 模型研究了表面负载不同电荷的纳米金颗粒穿透皮肤的行为与分子机制,发现表面带正电荷的纳米金颗粒具有最强的透皮效率。发现了细胞内镉细胞毒性变化的新机制,为评价镉的健康危害效应提供新的暴露与效应标志物。

土壤-微生物系统功能及其调控 开展大规模土壤微生物资源发掘,完成华北、东北、西南、东南水热梯度带,水平和垂直梯度带主要农林牧土壤微生物资源分布规律调查。阐明我国稻田氮肥损失、作物光合碳固定转化、根际氮磷高效的土壤微生物系统过程机制,开发先进的土壤微生物基因芯片和单细胞仪器。定量评估稻田生态系统在厌氧氨氧化过程中的氮肥损失量,为发展氮肥高效利用的调控措施提供了理论基础。解析不同作物对土壤-根际微生物互作的正向选择作用,发现接种根瘤菌显著提高氮磷利用率。评估上千种抗性基因全球扩散的环境风险,为合理利用抗生素并防控其污染提供了新的思路。

超强激光与聚变物理前沿研究 利用自行研制的超强超短激光装置,产生稳定的超低发射度的高性能高能电子束,在强场物理前沿研究中取得重要成果;非平衡态聚变实验研究取得进展,提出相对论磁重联方案(在 Nature Communications 发表),利用涡旋激光产生超强自生磁场(在 Physical Review Letters 发表),超快亚原子实验平台真空靶室基本建成;10 拍瓦超强超短激光技术持续取得创新进展(在 Optics Express 发表)并成功应用于装置建设。在 4 微米中红外波段首次实现 0.1 太瓦量级稳定的近单周期激光脉冲输出(Optics Letters 发表)。发现中红外超快强激光场中氮分子离子的近共振受激拉曼效应(在 Physical Review Letters 发表)等。

能源化学转化的本质与调控 世界首台极紫外自由电子激光装置大连光源顺利运行,激光脉冲能量达到 210 微焦,超过设计指标,是当今世界上最亮的极紫外光源;结合先进的分子反应动力学实验站,中性水分子团簇的振动光谱、水分子极紫外光解动力学、重要基元反应及量子动力学理论方法等研究取得重要进展;燃烧驱动氟化氢化学激光特定波长调控关键技术取得重要突破,输出超千瓦;基于“单原子催化”概念发展出一系列新型单原子催化剂,并用于重要能源化学转化反应中;在光合膜蛋白结构与功能、光催化全分解水、光催化二氧化碳还原及高选择性合成研究中取得重要进展。项目二负责人张涛成为首届“中国科学材料·创新奖”(Science China Materials Innovation Award)获得者。

地球内部运行机制与表层响应 开展推动系统性集成创新成果产出的系列专题研讨会,为促进地球物理、地球化学、实验模拟、计算地球动力学等领域的交叉与合作奠定了坚实基础。组织提高专项财务管理水平的经费管理专家研讨会,健全完善专项财务制度,提高运行效率。揭示地球深部碳酸盐可通过自身形成金刚石的新机制,证实金刚石在下地幔是十分普遍的矿物;发现白龙山世界级伟晶岩型 Li-Be-Rb 矿,创新提出稀有金属成矿理论,厘定长约 4000 千米的巨型成矿带;揭示二叠纪末生物大灭绝事件的驱动机制和发展过程,解析了火山爆发—全球性风化—海洋生态崩溃的链式反应机理。细胞命运可塑性的分子基础与调控专项 2018 年,专项共发表研究论文 99 篇,其中超过 50%发表于 PNAS 等国际知名期刊,篇均影响因子达 11.2。其中“创建出首例人造单染色体真核细胞”和“活体解析造血干祖细胞归巢的时空规律及分子细胞机制”两项工作发表于 Nature;“揭示相变调节自噬降解的机制”和“创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术”两项工作发表于 Cell。专项两项重大成果“创建出首例人造单染色体真核细胞”和“创建出可探测细胞内结构相互作用的纳米和毫秒尺度成像技术”入选 2018 年度中国科学十大进展。

结构与功能导向的新物质创制 在光电功能基元、催化功能基元、高性能有机材料结构-性能关系等方面取得系列重要进展:建立了原子尺度的非线性光学单原子响应理论,是 1978 年阴离子基团理论提出以来该领域的标志性进展,设计合成了全新结构的深紫外非线性光学晶体、多功能耦合及三阶直接倍频晶体;发展了金属催化的自由基接力、不对称去芳构化新方法,在氮气、二氧化碳的捕获及温和转化、烯烃聚合与解聚等领域实现重大突破;发展了超支化聚乙烯油、聚硫酸酯等新材料,其中聚乙烯油相关无形资产作价 5000 万元,成立上海中科康润新材料科技有限公司;基于先导功能分子与生物靶点作用的创新药物设计与发现取得重要进展,多个创新药物分子进入临床或临床前研究;马大为研究员获得 2018 年“未来科学大奖物质科学奖”。

基于原子的精密测量物理 国际首台在轨运行的天宫二号“空间冷原子钟”日稳定度达到 7.2E-16;十米原子干涉仪微观粒子等效原理的检验精度大大提高;在超灵敏同位素检测方面解决了 81Kr 冰芯定年的难题;精密光谱测量精度不断提高,双电子体系HD 分子振转跃迁测定至 4E-10,4He 幻波长理论计算值与国际最高实验测量精度吻合; 完成国内首个百万米实地通信光纤十皮秒级时间同步实验;实现中性原子量子态最高精度操控,保真度超过 99.99%;量子力学层面上验证了热力学等式、量子朗道尔原理; 提出基态精细结构劈裂型 HCI 光钟候选离子。

超常环境下系统力学问题研究与验证 制定专项管理办法和档案工作规范,梳理明确专项办公室管理职能,加强各项目内部工作研讨沟通,各项工作按计划开展。完成飞行试验方案,开展了飞行试验主要地面试验设施的建设,完成了地面移动测控站研制; 完成高速列车系统动力学分析平台建设,验证了分量载荷谱预测理论的可行性,得到关键构件失效机理及高强度金属材料本征断裂韧性特征;高效管道式油气水分离系统在南海流花油田胜利号上经安装、调试正式投入生产运行;发展针对复杂介质系统的多尺度数值计算方法和实验表征技术,揭示了复杂介质系统的演生与演化行为和层级耦合机制,建立了相应的理论模型。

多波段引力波宇宙研究 在原初引力波、原初黑洞以及随机引力波背景等理论方面开展系列原创性研究。在脉冲星测时引力波探测方面成功发现 50 多颗新脉冲星,并首次发现毫秒脉冲星;初步掌握低频脉冲星观测所需的数字多波束合成关键技术。阿里原初引力波探测实验主体建筑及基础设施投入试运行,望远镜各主要部件进入详细设计评审或部分投产,数据处理程序及仿真模拟等工作按计划推进。基本完成空间太极计划的科学目标系统论证,确定了中国科学院空间引力波探测探路者(试验星)计划的总体方案,各关键技术攻关取得显著进展。对首例双中子星并合引力波事件 GW170817 的电磁对应体开展系统深入的数据处理、分析和理论研究,对并合产物、喷流结构等提出独特见解。

大规模光子集成芯片 在光子集成芯片体系构建、相关工艺开发和光子微观调控机理方面取得重要突破,完成硅基多材料工艺平台的多项基础工艺开发和多种单元器件制备,提出多项纳米尺度下光子行为调控的新机理。在面向光交互网络体系结构方面取得重要进展,基于 6D-Torus 电域互连之上构建了快速光辅助网络,可根据负载通信特征的需求动态地重构光链路,缓解热点通信压力、减少网络拥塞、降低通信延迟,相关成果应用于 512 节点的 E 级超算原型系统中,Graph500、Linpack 等基准测试结果显示利用快速光辅助网络可改进通信延迟接近 10%。以上相关研究成果发表于 Nature Communications 等期刊。

脑认知与类脑前沿研究 基于“脑功能联结图谱与类脑智能研究”专项(2017 年完成验收)前期研究基础,前瞻布局对接国家重大科技项目“脑科学与类脑研究”和以我为主的国际大科学计划“全脑介观神经联接图谱”,在脑科学与类脑智能领域规划布局新的升级版 B 类先导专项“脑认知与类脑前沿研究”。该专项以“突出问题和需求”为导向,抓住解决“卡脖子”的关键性问题,基于克隆猴技术,研发系列脑图谱绘制工具猴和脑疾病模型猴;基于脑智融合,研发系列高等认知计算模型和神经形态芯片;重点支持目标明确有重大突破潜力的方向和团队,力争取得重大突破性成果。专项团队在国际上率先攻克非人灵长类体细胞克隆这一生物学前沿的世界性难题,成功培育出首例体细胞克隆猴“中中”“华华”,标志着我国率先开启了以猕猴作为实验动物模型的新时代。

关键地史时期生物与环境演变过程及其机制 开展罗布泊、辽东、神农架等野外考察,完成地质样品各类测试 15 000 余件,开展火山活动碳释放、表层风化作用碳消耗观测,完善中国第四纪孢粉数据库,建立考古遗址数据库。在青藏高原发现现代人适应高海拔极端环境的最早证据——尼阿底遗址,将人类首次登上青藏高原的历史推前到 4 万
年前,书写了世界范围内史前人类征服高海拔极端环境的最高、最早的记录。在距今 2.28 亿年的古老地层中发现全新的原始龟类化石——中国始喙龟,揭示了龟类复杂的早期演化历史。该研究揭示了龟类演化初期的高度复杂性,弥补了该类群系统发育的重要空白。

拓扑物态与量子计算研究 在铁基超导体 FeTe0.55Se0.45 中发现马约拉纳束缚态;实现非磁性晶体材料中拓扑不变量的分类与判别,并建立国际首个拓扑材料在线数据库; 揭示水合离子的原子结构和幻数效应,入选 2018 年度中囯科学十大进展;在三维层状拓扑材料 ZrTe5 单晶中发现一种新规律的量子振荡—随磁场呈对数周期的磁电阻振荡; 在磁性拓扑绝缘体中观察到双分量反常霍尔效应;在石墨烯体系中提出对拓扑扭结态的有效调控手段,并实现能谷自由度的调控和极化;发现包括首个磁性 Weyl 半金属Co3Sn2S2 在内的多种拓扑材料;在自旋 1/2 的 Kagome 海森堡反铁磁体中提出代数顺磁液体态这一新的量子物态。

下一代高场超导磁体关键科学与技术 探索并合成多种有机分子插层的铁硒基高温超导材料,其最高转变温度接近 50K;利用低温化学合成方法获得高载流性能的铁硒基超导薄膜。研究了铁基超导体的超导能隙对称性、电子向列相和自旋集体激发模。百米级铁基超导长线载流性能提高了一倍,研制出国内第一个 4.2K 下场强超过 10T 的双孔径超导二极磁体,性能居于国际前列。研制出国际上首个内插单饼铁基超导线圈并完成 24T 高场测试,实验验证了铁基超导体在高场领域应用的可行性。开展了 Bi2212 及YBCO 导体的新型结构设计、基础性能及系列关键工艺验证。研制了双酚 A 环氧树脂并测试了其沿面闪性能和电树枝性能。完成 MRI 磁体磁场位型及结构初步设计。设计制作了可用于磷、氟等代谢成像的多核射频线圈,使均匀激发非氢元素、高灵敏采集极弱非氢信号成为可能。开发了两项磁共振新技术,在超高场磁共振系统中实现 10 倍加速的高分辨率脑功能成像及 9 倍加速的高分辨率三维 bSSFP 成像。

大尺度生物多样性格局与生命策略专项 通过大尺度控制实验研究,表明造林要用乡土树种营造混交林;物种丰富度提升了生态系统生产力,从经济学上说明了生物多样性的重要性(在 Science 发表);全球变化和人类活动给地球造成了巨大影响,这一危机在对全球变化异常敏感和脆弱的第三极尤为突出。研究人员呼吁各国携手保护第三极脆弱的生态系统。2018 年,专项共发表研究论文 64 篇,其中 14 篇发表在 Science、Trends in Ecology & Evolution、PNAS、Current Biology 等期刊上。

病原体宿主适应与免疫干预专项 专项经中国科学院学术委员会咨询评议及 2018 年第 12 次院长办公会审议通过,正式立项。专项首席科学家高福应邀在 Cell 上对新发突发病原进行了历史性回顾,包括流感、MERS、埃博拉和寨卡,阐释了新发突发病毒的多样性和复杂性,体现了我国科学家在该领域国际公认的领先地位。石正丽研究员历时 13 年阐释了冠状病毒的起源与进化,并于 2018 年发现引起仔猪致死性腹泻的蝙蝠源冠状病毒,成果分别发表于 Nature Review Microbiology 与 Nature 上。2018 年,专项共发表论文 68 篇,其中影响因子大于 9.423 的文章 33 篇,申请专利 60 项。

植物特化性状形成的分子基础及定向发育调控专项 专项经中国科学院学术委员会咨询评议及 2018 年第 12 次院长办公会审议通过,正式立项。专项将围绕“植物特化性状形成及定向发育调控”这一核心需求,从“植物性状形成的遗传基础及进化规律”“植物特化性状形成的物质与能量代谢基础”“植物可塑性发育的分子调控机制”“植物性状形成的环境塑造机制”等四个主要研究方向展开,系统阐释自然选择和人工选择压力下植物特化性状形成的遗传和代谢调控规律,破解植物固定、分配物质和能量的奥秘, 为作物育种和品种改良提供理论支撑,为绿色、生态和可持续的农业实践提供理论基础和模型。2018 年,专项围绕以上目标绘制了栽培稻-野生稻的泛基因组图谱,揭示了植物巧妙解密靶基因染色质上的标记,以精准调控关键基因表达的新机制。

功能导向的原子制造前沿科学问题 专项经过一年的培育建立了以中国科学院物理研究所、半导体研究所、化学研究所、微电子研究所为主的核心研究团队;在装备方面,完全自主设计、制作了分子束外延—低温扫描隧道显微镜—光学测量联合系统,实现了二维材料的原位制造及物性表征;针对专项研究目标开展初步研究,在材料可控制备、物性调控及功能导向器件方面取得初步成果。全年共发表学术论文 110 余篇,包括1 篇 Nature Materials、3 篇 Nature Nanotechnology、8 篇 Nature Communications、9 篇Physical Review Letters、7 篇 Advanced Materials、13 篇 Nano Letters。

(三)C 类先导专项

2018 年,中国科学院针对中兴事件后关键核心技术自主可控的要求,梳理“卡脖子”问题,在战略规划层面不断调整优化,组织分析若干关键领域核心技术的长短板, 及时策划启动计算系统、网络安全、新一代潜航器等 3 项C 类先导专项。针对 C 类先导专项特点和要求,明确了“实战导向、会战攻坚、能战必胜”十二字方针,通过组织签订军令状、制定计划流程、加强阶段管理等举措,确保重大成果产出。编制发布 C 类先导专项实施管理细则,明确专项组织管理流程,推动专项重大科技成果产出。

中国科学院重点部署项目

(一)前沿科学方面

通过问卷调查、现场考察、综合评价等多种形式调研,完成前沿科学重点研究计划绩效评价,总评成绩为“优秀”。专家组认为“该计划夯实了基础学科和前沿交叉等的发展基础,提升了相关领域的国际影响力,科学家和研究所对实施效果满意度很高”。进一步落实党和国家全面加强基础科学研究的工作要求,研究提出“持续稳定支持基础前沿科学研究计划”工作方案。计划将重点支持从“0”到“1”的原始创新,以新的体制机制遴选并择优支持优秀青年和博士毕业生开展前沿探索,争取产出更多未来技术和颠覆性创新。

(二)重大任务方面

按照《中国科学院“十三五”重大科技任务发展规划》,围绕重大科技任务,按照“顶层设计、统一规划、自上而下”的方式组织实施院重点部署项目,重点支持跨所、跨学科组织的科技活动,重点解决相关领域或学科的基础性、战略性和前瞻性重大科技问题,为建议或承担国家重大科技任务、策划部署新的 A 类和 C 类先导专项提供研究基础。2018 年共部署启动重点部署项目 12 项,总经费 1.43 亿元

(三)科技促进发展方面

2018 年,聚焦相关重点领域安排重点部署项目 21 个,与国家重点研发计划有机衔接,支持经费 1.5 亿元。

 

科技创新人才培养与引进

加大“千人计划”引进力度,2018 年中国科学院共有99人入选第十四批“千人计划”各类项目,68 人入选中青年科技创新领军人才,13个团队入选重点领域创新团队,4个单位入选创新人才培养示范基地;推荐165 人享受国务院政府特殊津贴;通过率先行动“百人计划”引进7名学术帅才、34 名技术英才,完成141名青年俊才备案工作。

持续推进“特聘研究员”计划,截至 2018 年底共遴选“特聘研究员”2332 人,选聘“特聘客座研究员”178 人。增加“特聘研究员”补助人员经费,进一步加大对高层次骨干人才的稳定激励力度。

中国科学院青年创新促进会新增会员 500 人(优秀会员 93 人),增加会员人才专项经费支持;策划举办首期“青年创新促进会大讲堂”;表彰奖励获得中国科学院“青年科学家奖”的 10 位青年科技工作者。

继续推进人才智力共享机制建设,共遴选支持 15 个“王宽诚率先人才计划”卢嘉锡国际团队和 20 个创新交叉团队,聘请 41 名海外知名科学家担任中国科学院海外评审专家。鼓励院内学术领军人才及中青年骨干与海内外优秀学者开展跨系统、跨地域、跨学科学术交流与科研合作,拓宽人才柔性引进渠道。

加强对西部人才、工程技术和产研人才的培养支持,遴选“西部引进人才”14 人、“西部青年学者”257 人、“一带一路”团队项目 6 个、“西部之光”交叉团队 7 个,接收“西部之光”访问学者 37 人。遴选关键技术人才 49 人。支持“王宽诚率先人才计划”产研人才扶持项目 10 个。

科技基础设施建设

截至2018 年底,中国科学院已投入运行和正在建设的国家重大科技基础设施共 28个,其中投入运行设施19 个,在建设施9个。空间环境地基综合监测网等一批设施获国家批复。2018 年,中国科学院组织完成2019—2021年修缮购置专项规划编报工作,总计93.74亿元;向财政部报送的 102 个修缮项目获财政部修购专项支持,预算经费额度5.92 亿。完成国家重大科技基础设施项目初步设计方案和投资概算审批4 项,总投资135.63 亿元,其中中央预算内投资55.29 亿元。

截至 2018 年底,中国科学院共有重点实验室 215 个,国家工程实验室17个,国家发展改革委已在中国科学院建设 11个国家工程研究中心,科技部已在中国科学院建设20个国家工程技术研究中心。

2018 年,中国科学院信息化建设进展顺利,“中国科技云”门户上线发布,“智慧中科院”完成一期任务,“科学大数据”“科研信息化”“网络安全保障体系”项目加快建设。

2018 年,中国科学院一期部署的 11 个野外站建设项目陆续完成,二期项目正式启动,新布局 6 个重点科技设施建设项目;生态系统研究网络(CERN)、日地空间环境观测研究网络(STERN)建设取得重要进展。“战略生物资源计划”(BRP-CAS)集成中国科学院植物园、标本馆、生物遗传资源库、动物实验平台、中国生物多样性监测网等相关资源,已建成国内最大、最完备的生物资源收集保藏机构,各平台为国家重大项目及中国科学院重大专项的实施提供了重要支撑。植物园体系保藏植物21000余种,约占全国物种的60%;生物标本馆(博物馆)成为亚洲最大的生物标本馆体系,馆藏标本2038.5 万号。2018 年启动的国家科技基础条件平台评估中,中国科学院标本馆全部列入国家平台,3 个细胞库成功增列为国家平台,中国科学院牵头的国家库(馆)由 2 个增加到 10 个。中国科学院昆明动物研究所获全国首家实验动物机构 CNAS 认可。

2018 年,中国科学院持续夯实、优化商业知识资源保障体系,保障外文电子期刊1.9万余种、外文图书工具书 18.4 万卷/册、中文期刊 1.8 万种,全部内容保障能力较2017年提升 7%。开放资源集成建设与服务体系建设显现成效,2018年累计集成资源总量270万条,较2017年增长 40%。院所协同共建共享 26 个专业领域知识资源中心,汇聚 30 类资源的 3 亿余条数据。开展面向OA2020 的开放获取转换政策研究与实践探索。全年完成科技查新报告1172份,比 2017 年增长57%,引证检索报告数量 2312 份,10.92 万篇。组织开展文献情报各类专题服务培训 145 场,培训人数 27 万人次。

备注:

以上内容摘编自《中国科学院年鉴(2019)》

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