2005年度中国基础研究十大新闻

2021年7月3日20:16:35来源:中国科学院院刊2005年度中国基础研究十大新闻已关闭评论181 views 5673字阅读18分54秒
为了广泛宣传我国基础研究所取得的成果,扩大基础研究的影响,激发广大科技工作者的科学热情和奉献精神,促进全社会对基础研究的理解、关心和支持,科学技术部基础研究管理中心和中国科学技术协会学会学术部决定联合主办“中国基础研究十大新闻”评选活动。本次评选,首先通过一级学会等单位推荐,并由专家遴选确定出了31项候选新闻,然后由包括中国科学院院士、中国工程院院士、973计划项目首席、国家重点实验室主任等在内的1900余名《基础科学研究快报》的读者进行投票评选,最终有11项新闻入选2005年度中国基础研究10大新闻(最后两项并列)。

1. 神舟六号飞船载人航天飞行获得成功

2005年10月17日4时32分,神舟六号飞船返回舱在内蒙古四子王旗中部草原成功着陆,两名航天员平安返回,标志着我国第二次载人航天飞行取得圆满成功。神舟六号飞船是于10月12日9时由长征二号F型运载火箭发射升空的。在航天飞行期间,航天员进行了包括对飞船健全程度测试、细胞学试验、对地观测以及对人体生理机能测试等一系列科学试验,取得了大量科学数据和初步研究成果;并首次实现了航天员在返回舱与轨道舱之间的通行。另外,截至2006年1月25日,神舟六号飞船轨道舱已在太空正常运行100天,环绕地球飞行1653圈,轨道舱平台工况正常,各项科学试验进展顺利,并取得了多项成果。通过飞船轨道舱留轨运行,还全面检验了飞船系统平台设计的合理性和长寿命稳定性,并通过对实际飞行效果的分析,对后续同类平台以及其它卫星平台进行了多项设计改进。神舟六号轨道舱按计划要在太空运行6个月。

2. 第四次珠穆朗玛峰综合科考取得丰硕成果

由中国科学院组织的第四次珠峰地区综合科学考察,以“珠穆朗玛峰地区对全球变化的响应”为主题,分别对珠峰地区的大气物理、大气化学、冰川及水文、生态与环境、珠峰高度变化历史等进行了研究。在考察中,科考队队员首次上到了7 200m的高度,对垂直高度从海拔800m至7 200m、面积达4万多km2的区域进行了研究,采集了大气、河水、湖水、雪冰、岩石、气溶胶、植物、人类毛发等样品近2 000个,其中包括非常珍贵的珠峰峰顶的岩石和雪样。这些样品的实验室分析结果以及自动气象观测系统和水文仪获得的大量资料,为深入研究珠峰地区的环境变化奠定了基础。初步的野外考察也取得了一些新的发现,如绒布河谷存在新植物群落,珠峰保护区核心草地退化严重,珠峰北坡冰川消融加剧、冰碛湖对下游水资源造成较大影响等。此外,由国家测绘局组织的测量队伍重新测定珠峰岩石面海拔高程为8844.43m。

3. 我国首台基于自由电子激光的太赫兹辐射源出光

中国工程物理研究院2005年4月7日宣布,我国首台基于自由电子激光的太赫兹辐射源建成并出光。该太赫兹源辐射波长为115μm(2.6THz),谱宽1%,它是中国工程物理研究院基于射频直线加速器技术的远红外自由电子激光实验所取得的突破性进展。太赫兹(THz)辐射通常指频率在0.1—10THz区间的电磁辐射,其波段位于微波和红外光之间,是人类尚未完全认识和利用的波(光)谱区间,其独特性质在物理、化学、信息和生物学等基础研究领域以及材料、通讯、国家安全等技术领域具有重大的科学价值和广阔的应用前景。目前,美国、日本和欧洲等都非常重视太赫兹技术的研究,日本2005年将太赫兹技术列为未来10年的10大支柱技术之首。我国也亟需开展有关不同频率太赫兹(THz)源及检测等太赫兹技术及其应用的研究。

4. 提出了一种通用的纳米晶体合成策略——液体-固体-溶液界面相转移和相分离

如何在纳米介观尺度范围内实现对材料结构与性能的调控,是纳米材料功能化及其应用的关键。单分散纳米晶指尺寸及形状均一、且在特定介质中具有良好分散能力的纳米材料。基于纳米粒子自身的尺寸效应、表面效应、量子效应,载流子在纳米粒子限制维度空间内的传输具有不同于其它维度材料的特性,展现出许多独特的光学、电学等物理化学性质,同时形状及尺寸严格均一的单分散纳米晶可以通过各种物理化学相互作用进行组装,在纳米器件、量子点激光器、非线性光学、磁介质、催化、功能材料及纳米生物技术等方面具有极为广阔的应用前景。然而由于不同化合物晶体结构、性质等方面的差异,发展通用的纳米晶合成方法是当前纳米科技领域研究的热点和难点之一。针对这一重要的问题,清华大学化学系李亚栋研究组提出了一种“液体-固体-溶液”相转移、相分离的机制,利用金属离子与表面活性剂分子间普遍存在的离子交换与相转移原理,通过对不同界面处化学反应的控制,成功实现了贵金属、半导体、磁性、介电、荧光纳米晶与有机光电半导体、导电高分子及羟基磷灰石等生物医学材料等系列尺寸均一、单分散功能纳米晶的合成制备,该方法克服了已有合成路线中采用大量有机溶剂所带来的成本及环境污染问题,突破了现有合成方法通常只能适用于某些单一或有限种类纳米材料的局限。该方法的建立将有助于纳米材料、纳米技术在化学、物理学、材料科学、信息技术乃至生物医学等相关领域得到进一步的应用。目前课题组以该方法为基础,进一步发展出纳米晶规模化合成技术,并对其功能化及在化学传感、生物医学、太阳能电池等领域的应用开展了探索研究。相关研究成果发表在2005年9月1日Nature, 437 (7055):121—124上。

5. 辽西发现可吞食恐龙的哺乳动物巨爬兽化石以及两种新的翼龙化石

中科院古脊椎动物与古人类研究所胡耀明、王元青、李传夔与美国合作者,通过研究辽宁西部早白垩世(约1.3亿年)地层中属于三尖齿兽类的巨爬兽和强壮爬兽化石发现,爬兽具有粗壮尖利的门齿和犬齿以及极为发达的咬肌,而且巨爬兽的体长超过1m。同时,研究人员还在强壮爬兽化石的腹部发现一个鹦鹉嘴龙幼崽的化石。研究人员判断爬兽能够主动捕食较小的恐龙,这改变了关于恐龙时代哺乳动物都是以昆虫为食的小动物的传统认识,对于理解哺乳动物演化具有重要意义。另外,该所汪筱林、周忠和与巴西合作者,在辽西发现了两类新的翼龙化石——杨氏飞龙和布氏努尔哈赤翼龙,这是近两个世纪以来相似翼龙类群在欧洲大陆之外的首次发现。通过对辽西热河生物群已经发现的翼龙化石(距今1.25-1.2亿年)的进一步分析表明,辽西是世界上最丰富和最重要的翼龙化石产地,翼龙动物类群具有惊人的多样性,代表了全球范围内原始翼龙类群向进步翼龙类群演化的重要转折阶段。热河生物群的翼龙类群与欧洲、南美大陆之间存在广泛的交流,许多新生分子向全球各大陆迁移和辐射,辽西可能是白垩纪翼龙的起源和辐射中心。相关研究论文分别发表在2005年1月23日和10月6日Nature, 433 (7022):149—152和437(7060):875 —879上。

6. 发现了银河系中心人马座 A*是超大质量黑洞的最新证据

虽然天文学家普遍认为在星系中心存在超大质量黑洞,但难于找到具体的观测证据。银河系中心的人马座A*(Sgr A*)超致密射电辐射源因为距离我们最近成为最好的超大质量黑洞的候选代表。此前,利用波长为7mm(毫米)的甚长基线射电望远镜阵观测的结果表明,该射电源的尺寸约为2个天文单位。中科院上海天文台沈志强领导的国际研究小组(包括美国及中国台湾省合作者),从1997年开始,对Sgr A*开展了大量高分辨率甚长基线干涉观测,并发展了一整套数据分析方法以提高测量精度,最终于2002年11月3日成功获得了世界上首个在3.5mm波长的Sgr A*图像,由此测定Sgr A*的直径仅为1个天文单位。因此推算得到Sgr A*的质量密度是目前已知的其他候选黑洞的1万亿倍以上,这为确定Sgr A*是一个超大质量黑洞提供了强有力的观测证据。这也是人类第一次看到距离黑洞中心如此近的区域,其大小不到该黑洞视界半径的13倍,约是黑洞所特有的阴影直径的2倍。可以期望,未来的在1mm或更短波长上的观测将触及与阴影直径可比拟的区域,从而给出银河系中心是否隐匿着超大质量黑洞的终极证明,这也将是对广义相对论在强引力场情形下的一个经典检验。相关研究发表在2005年11月3日Nature, 438 (7064):62—64上。

7. 研制出新型铈基非晶结构材料——金属塑料

金属非晶材料具有良好的导电和力学性能,但通常具有较高的玻璃转变温度(350—600℃)和较低的玻璃形成能力。中科院物理所北京凝聚态物理国家实验室(筹)汪卫华研究组与英国剑桥大学研究人员合作,日前研制出一种新型铈基金属非晶材料——金属塑料。它具有金属和聚合物塑料的优点,其玻璃转变温度60—120℃,大大低于通常的金属材料,但却具有比普通塑料高得多的热稳定性和很宽的过冷液相区, 这使得该金属材料在很低的温度和很宽的温度范围内表现出类似聚合物的超塑性。而且,该材料还具有很强的玻璃形成能力,是目前世界上为数不多的几个可以达到厘米尺寸的大块非晶体系之一。初步研究并发现这类材料在低温和高压等极端条件下可能表现出特殊的性能和现象。该研究还为研发类似的金属塑料提供了理论依据和方法。相关研究论文发表在2005年5月27日Physical Review Letters, 94, 205502上。

8. 观测发现太阳风源于日冕的漏斗状磁场结构

北京大学涂传诒等与中国科技大学、中科院国家天文台以及德国马普学会太阳系研究所研究人员合作,日前在认识太阳风起源的磁场本质上有了新突破。他们利用欧空局(ESA)和美国宇航局(NASA)的太阳日球层观测飞船(SOHO)上的太阳紫外辐射分光计(SUMER),观测到太阳风来自一种具有漏斗状结构的磁场区域。这些漏斗状磁场结构底部位于太阳表面网状磁结构的边缘,在光球层上部约20000km高度,在这里太阳风以10km/s的速度发出。此前,科学家认为太阳风来自太阳表面光球层上方电离的氢离子层中的被称为冕洞的开磁场区域,但此次观测显示,在光球层5000km高度没有明显的太阳风,在漏斗周围高度只有几千km的小的磁回路给太阳风不断补给了等离子体流。等离子体通过磁重联从周围加入到漏斗中,并最终被加速形成了太阳风。相关研究论文发表在2005年4月22日Science, 308(5721):519—523上。

9. 贵州翁安地区发现最古老的地衣化石

地衣是真菌和藻类的共生体,它是改造陆地表面的先驱者,使陆地变成能够适合其他高等植物生长的环境。在地质记录中,地衣化石非常稀少,以前报道最早的地衣化石来自苏格兰距今约4亿年前的泥盆纪硅质结核中;真菌化石的报道也很少,最早的可靠的真菌化石记录是距今约4.6亿年的奥陶纪。中科院南京地质与古生物研究所袁训来与美国Virginia州立大学肖书海及Kansas大学T. N. Taylor合作,在贵州省瓮安磷矿距今约6亿年的黑色磷块岩中,发现了目前已知最古老的地衣化石,它们是由球状蓝藻和真菌组成,真菌的丝状体环绕球状蓝藻分布,部分丝状体的一端还与一个梨形的真菌孢子相连。从蓝藻和真菌的保存来看,它们与泥盆纪和现代的地衣具有类似的结构特点。该发现将地衣化石的地质记录提前了约2亿年。该发现还表明早在6亿年前的海洋中蓝藻与真菌已发展到了相互依存的共生关系,同时也预示着在维管植物登陆前的2亿年间,地衣可能已经对地表岩石圈进行了改造,并成为陆地生态系统建立的先行者。该研究也证实了真菌与蓝藻共生形成的地衣起源时间更早的分子生物学推测。相关研究论文发表在2005年5月13日Science, 308(5724):1017—1020上。

10. 发现蛋白激酶GSK-3β控制了神经细胞极性的形成

神经信息的准确传达依赖于神经细胞的一个基本特征——极性,也就是神经细胞有轴突和树突两种不同的纤维,其中轴突负责传送信号,而树突负责接收信号。这个极性是如何形成的呢?中科院上海生命科学院神经科学研究所、中科院研究生院和北京生命科学研究所的蒋辉、郭炜、梁新华和饶毅研究发现,在神经细胞发育过程中,蛋白激酶GSK-3β起了重要的作用。它在树突中的活性要强于在轴突中的活性。并发现如果GSK-3β活性太强,则不利于轴突的形成;而太弱,则树突可向轴突转化。研究还发现Akt激酶和PTEN磷酸酶是GSK-3β控制轴突和树突形成及转化的上游分子。该研究揭示了控制神经细胞轴突和树突形成的分子机理,并为通过药物或小RNA分子干扰技术促进轴突的生成以修复受损神经提供了一条新思路。相关研究发表在2005年1月14日Cell, 120(1):123—135上。这也是25年来,Cell杂志第一次发表完全在中国国内完成的论文。

11. 揭示了雌激素和三苯氧胺诱发子宫内膜癌的分子机理

三苯氧胺是一种治疗乳腺癌的药物,同时它又能诱发子宫内膜癌,但其分子机理并不很清楚。北京大学医学部尚永丰研究组在此方面的研究取得进展。早在2002年,时在美国Dana-Farber肿瘤研究所/哈佛医学院的尚永丰与合作者发现在子宫内膜细胞中三苯氧胺可以与转录协同因子相互作用,揭示三苯苯胺可主动参与基因转录调控(Science, 295 (5564):2465—2468)。基于此,研究组提出一个假说:既然雌激素和三苯氧胺都可以结合雌激素受体,并且都可以促进子宫内膜癌的发生,那么子宫内膜癌发生的效应分子极可能存在于受雌激素和三苯氧胺共同调控的靶基因当中。基于这种假说,他们试验证明三苯氧胺不仅影响雌激素相关靶基因的表达,而且调控一系列独特的基因表达,进而发现PAX2基因在介导雌激素和三苯氧胺刺激的子宫内膜细胞的增殖和癌变过程中起着关键作用。此外,他们还发现PAX2的表达只在子宫内膜癌细胞中被雌激素和三苯氧胺激活,而在正常的子宫内膜上皮细胞中则不能被雌激素和三苯氧胺激活,这种差异是由于与癌症相关的PAX2基因启动子低甲基化造成的。该研究初步阐明了三苯氧胺导致子宫内膜癌的机理,并为子宫内膜癌的治疗和预防提供了新的思路和药物靶点。相关研究论文发表在2005年12月15日 Nature, 438(7070):981—987上。

weinxin
扫码,关注科塔学术公众号
致力于成为国内领先的科研与学术资源导航平台,让科研工作更简单、更有效率。内容专业,信息准确,更新及时。
  • 版权声明 本文源自 中国科学院院刊 整理 发表于 2021年7月3日20:16:35
  • 转载请务必保留本文链接:https://www.sciping.com/36282.html
2013年度中国科学十大进展简介 科学传播

2013年度中国科学十大进展简介

一、中国科学家积极应对新发 H7N9 禽流感病毒取得重要进展 2013年2—3月间, 在中国上海和安徽首先发现有3位城市居民因接触活禽感染一种新型禽流感病毒而患急性进行性下呼吸道感染, 进而发生了一种...
2019年度中国科学十大进展 科学传播

2019年度中国科学十大进展

2020年2月27日,科学技术部高技术研究发展中心(基础研究管理中心)发布了2019年度中国科学十大进展:探测到月幔物质出露的初步证据、构架出面向人工通用智能的异构芯片、提出基于DNA检测酶调控的自身...
2018年中国科学十大进展 科学传播

2018年中国科学十大进展

“中国科学十大进展”遴选活动由科技部基础研究管理中心牵头举办,截至 2019 年已举办 14 届。本年度,《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》5 家编辑部共推荐...
2017年度中国科学十大进展 科学传播

2017年度中国科学十大进展

“中国科学十大进展”遴选活动由科技部高技术研究发展中心举办,截至2018年已举办13届。研究进展由《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》和《科学通报》五家编辑部推荐,由两院院士...