作为2026中关村论坛年会的配套活动之一,“中国十大科学突破”专家解读会于3月25日下午举行,多位专家解读了相关进展。 “中国十大科学突破”评选活动自2005年以来已成功举办21届,共有212项基础科学研究成果入选。 2025年(第21届)“中国十大科学突破”评选活动由国家自然科学基金委员会主办。此次评选取得的进展,充分体现了我国科学家抓住科技革命和新一轮产业变革的历史性机遇,坚持“四个方向”战略方向,紧密结合科技前沿、世界和国家重大战略需求,用独特成果解决重大科技问题。从根源上解决时代问题,为先进科技自主、建设科技强国奠定了坚实基础。进展 1.嫦娥六号样本首次揭示了月球背面的演化历史和巨大撞击的影响。嫦娥六号任务首次从月球背面南极艾特肯盆地(SPA)带回月球土壤,为人类探索月球背面的演化历史提供了宝贵的样本。通过分析嫦娥六号返回的样本,研究取得了多项独特突破。我们识别出具有撞击起源的新月球岩石,并发现月球上最大的撞击盆地 SPA 盆地及其内部阿波罗盆地将分别形成于 42.5 亿年前和 41.6 亿年前,这为了解月球撞击的早期历史提供了重要的时间尺度。对于菲首次获得了月球背面的水含量和月幔含量。人们发现,其化学成分比月球近侧地幔的化学成分“更干燥”,而且锶-钕同位素成分也更贫化。铀和铅同位素比值偏离了月幔上层的演化曲线,表明巨大的撞击改变了SPA盆地下方月幔的性质。首次获得月球背面古代磁场信息,揭示月球磁场强度在28亿年前反弹,揭示月球磁场波动而不是单调衰减。这一系列成果将月球正面和背面的不对称性延伸到了月球地幔深处,刷新了人类对月球古代磁场时空分布的认识,并重新认识了月球古老磁场的时空分布。构建了早期碰撞的历史和内太阳系的影响。它将建立在月球科学研究的基础上,并将其提升到对其内部和外部动力系统的综合理解的新水平。突破2:一种创新方法能够大规模制造超平坦且柔性的金刚石薄膜。金刚石具有极高的硬度、超高的载流子迁移率、极强的介电击穿强度、优良的导热性和宽禁带特性。被誉为“终极半导体材料”,在多个领域具有创新潜力。然而,利用常规制造技术很难实现超金刚石薄膜的大规模生产,限制了其工业应用的发展。本研究创造性地开发了一种基于薄膜生长界面非对称模型的一步式边缘曝光剥离方法,实现了英寸级超薄薄膜的量产。d 超平坦柔性金刚石薄膜。该方法通过理论建模优化剥离角度和厚度参数,可在数秒内完成传统激光切割、基材雕刻等需要数十小时的工艺,显着提高生产效率并降低成本。所得的亚微米厚金刚石薄膜具有优异的亚纳米表面粗糙度,并且能够进行360度弯曲。其超平坦表面与现有半导体CMOS工艺完全兼容,并提供了传统硬金刚石块所不具备的灵活性,为“弹性变形工程”和“应变传感”中的应用奠定了基础。该方法有望加速金刚石薄膜在高性能电子、柔性光电子和下一代量子技术中的应用。进展三、大型可控核聚变科学装置实现“亿度”运行。受控f使用具有资源丰富、环境友好、本质安全等重要优点。它现在被认为是最终解决人类能源问题的关键途径之一。这项研究成功地在实验性全超导托卡马克聚变设施 (EAST) 和 Loop 3 聚变设施 (HL-3) 的数亿摄氏度下运行。 EAST团队旨在对托卡马克中的高性能稳态等离子体开展前沿物理研究,解决等离子体核和边界的物理集成以及等离子体-壁相互作用等前沿物理挑战。在数亿摄氏度下实现了稳定的长脉冲等离子体和高约束模式运行1066秒。论证了聚变反应堆稳态和高约束运行的可行性。长达数千秒的高温、高限制操作模式,标志着人类首次在实验设备中模拟了未来聚变反应堆运行所需的条件。对于未来聚变反应堆的建设和运行具有重要意义。 HL-3团队成功超越高功率微波回旋管、高功率中性束加热等关键技术,解决了聚变“老化”临界阈值条件的科学难题,实现了1.17亿摄氏度温度和1.6亿摄氏度电子温度下的高参数运行。同时,当等离子体电流超过100万安培时,离子温度超过1亿摄氏度,在高约束模式工作条件下,聚变三重积增加近10倍,达到1020 keV s m -3量级,为可控聚变装置的燃烧实验奠定了重要基础。进展4.神经酰胺受体和细菌调节因子的发现及其作用在心血管和代谢疾病中。心血管和代谢疾病严重威胁着全世界人类的健康。传统的高胆固醇病因学理论无法全面解释其出现和进展,并且仍有许多患者存在残余风险。最近的研究表明,神经酰胺作为一种内源性宿主脂质,是心血管和代谢疾病的独立危险因素。然而,自1884年发现神经酰胺以来,其受体和调节机制在100多年来一直是该领域的未解之谜,严重限制了具体的干预研究。本研究从受体识别、代谢调控和疾病干预等方面开展研究。这项研究发现了神经酰胺受体FPR2和CYSLTR2,并揭示了加剧各种心血管和代谢疾病的分子机制。这一致表明神经酰胺是一个重要的信使帮助宿主检测肠道细菌酶及其代谢物。研究发现,肠道真菌恶性疟原虫产生的一种新的次级代谢产物通过抑制肠道神经酰胺合成酶CerS6来调节神经酰胺水平,改善心血管和代谢疾病。这项研究揭示了神经酰胺以前未解之谜,并打破了以高胆固醇为中心的饮食习惯。传统的治疗框架仅限于心血管和代谢疾病。它为药物开发开辟了一条新途径。进展5.将转基因猪肝移植到人体打破了异种移植障碍。供体短缺是限制器官移植发展的瓶颈,异种移植是解决器官短缺问题的重要途径。该研究成功地将基因编辑的猪肝移植到测试对象体内。克服免疫排斥和身体障碍等障碍由于不相容性异种移植,这项研究在供体猪中采用了六种基因编辑策略。即删除三个猪抗原基因(GGTA1、B4GALNT2、CMAH)以避免超急性排斥反应。引入两个人补体调节蛋白基因(hCD46、hCD55)来抑制补体激活介导的体液免疫排斥。引入人血栓调节蛋白 (hTBM) 基因以改善凝血障碍。同时,在同种移植三联免疫抑制(FK506、MMF、MP)的基础上,制定了具体的异种移植“免疫抑制七种组合”方案。添加ATG和CD20抗体以抑制细胞介导的免疫排斥反应,添加C5抗体以减少补体破坏,添加TNF-α抗体以减少全身炎症反应。本研究采用“异位辅助肝移植”手术,保留受者原有肝脏,减少手术创伤,降低手术风险。这将有助于其推广并在未来作为转化疗法应用。该研究在猪肝移植人体方面取得了重要的临床进展,为异种器官移植的发展提供了重要的理论和技术支撑。进展6.衰老炎症机制分析及多维度针对性干预。分析器官衰老的分子机制并建立系统干预策略是衰老生物学和转化医学的核心挑战。该研究通过对蛋白质稳态、代谢调节和干细胞功能的详细分析,不仅揭示了人类多器官衰老的时空模式和分子驱动因素,而且完成了从机制发现到靶向干预和重塑的系统跨越。这项研究绘制了人类 50 年生命周期中衰老的轨迹和特征,并揭示了淀粉样蛋白的积累和炎症应激是器官衰老的核心驱动机制。此外,研究发现甜菜碱(一种内源性肾源性代谢物)可以作为促炎激酶 TBK1 的天然抑制剂,在分子水平上模拟运动的抗炎作用,并为延缓衰老提供明确的候选靶分子。为了解决干细胞耗竭的核心问题,本研究构建了富含长寿基因FOXO3的基于生物学的合成干细胞,并证实它们可以显着改善组织衰老的多项指标、抑制慢性炎症、逆转干细胞耗竭的衰老灵长类动物模型中与年龄相关的认知和生殖障碍。该研究实现了从机理分析、靶点发现到干预验证的完整闭环,加深了我们对炎症衰老本质的认识,为精准干预衰老相关疾病开启了新的研究范式。海洋。进展7. 在深海海沟深处发现了一个活跃于化学合成的群落。载人潜水器“奋斗”号潜入极深处,在西北太平洋的千叶堪察加海沟和阿留申海沟中发现了令人惊讶的水下生态系统。生物体在 5,800 至 9,533 米深处的深海海底繁衍生息。地球上已知最深的化学合成生态群落。这个 echoSubmarine 系统非常巨大,在海底延伸超过 2,500 公里。它们不依赖阳光,而是利用地质流体中的化学反应来获取新陈代谢所需的能量。这些群落主要由管虫和双壳类动物组成,并通过沿着断层上升的富含硫化氢和甲烷的流体维持生命。该研究还揭示了深层沉积物深处存在着以前未知的大型甲烷沉积物和产甲烷生物圈。这张开创性的唱片奥弗利为理解深海碳循环的复杂机制提供了新的视角,显着拓展了我们对生命极限的认识,挑战了深海生命能量主要来源于超级沉积物中有机物的传统观点,并证实了深海海沟的化学合成生态系统比之前预期的更加复杂和活跃。进展8. 具有全功能2D硅/半导体混合架构的异构集成闪存芯片在接近其物理极限时面临着摩尔定律的根本挑战。 1-3原子层厚的二维半导体是国际上公认的解决这一情况的关键。芯片行业和学术界正在努力通过异构系统集成的进步来验证 2D 电子学的优势。然而,二维半导体的原子结构薄且脆弱,像蝉的翅膀。这种独特的功能使得大规模集成变得困难。这项研究在各个领域取得了进展,从二维电子学基础的力学创新到通过原子级预处理技术 (ATOM2CHIP) 进行的工程集成。其技术路线图包括全栈片上集成工艺和跨平台系统设计,以实现二维半导体和CMOS芯片的原子级“共形键合”集成,以及不同电路内的高密度单片互连和协议通信。该研究首次开发出基于半导体/硅的二维混合架构闪存芯片(“变体”)。它是一款高度复杂、基于指令的全功能芯片,支持8位指令和32位并行,集成性能高达94.3%。该成果具有完全自主知识产权国家并为原子级芯片集成提供了新范例。进展9. 利用熔盐反应堆实现钍铀核燃料的转化 熔盐反应堆是先进的第四代核能系统,使用热熔盐作为冷却剂。优点包括本质安全、无水冷却、常压运行和高温输出。它是国际上公认的最适合核能钍资源利用的反应堆类型。该研究突破了熔盐反应堆本体与主回路一体化设计的根本理论瓶颈,建立了复杂多物理场耦合条件下的设计理论和方法体系,实现了结构安全与传热效率的联合优化。明确主要结构材料在极端使用环境下的使用行为和微结构演化机制,建立技术体系材料性能管理和精密制备系统。揭示了燃料介质与结构材料相互作用的内在规律,为燃料系统部件的优化和腐蚀防护提出了理论和技术方案。最后,我们将开发一种基于液体燃料的实验性熔盐反应堆。我们完成了反应堆内钍铀转化原理的验证实验。获得了主要核素演化特性的直接证据,并验证了新燃料循环途径的科学可行性。这一成果是钍基熔盐堆的“实验堆、研究堆和示范堆”。 “三阶段发展战略的重要里程碑,为我国率先实现钍基熔盐堆工业化应用和实现规模化利用奠定了基础。钍资源,进一步巩固了我国在国际熔盐堆核电系统研究领域的领先地位。进展10.一种新的界面控制方法,用于创建用于航空航天应用的高性能柔性串联太阳能电池。柔性钙钛矿/晶硅串联光伏技术具有低成本、高效率、轻量化、柔性和高功率重量比的特点。虽然是新一代空中光伏的重要方向,但该技术仍面临着在弯曲、热胀冷缩下容易出现界面分层和性能下降的挑战,限制了器件的效率和稳定性。我们构建了“一层松层一层紧密层”结构的两层缓冲层,并开发了可在国际上使用的小面积柔性串联电池。它实现了经过认证的光伏转换效率对于硅晶圆尺寸的器件,效率分别超过 33.3% (1) 和 29.8% (261 cm2),表现出出色的弯曲容差和宽温度范围。其次,我们开发了反应性等离子体沉积氧化铟铈薄膜以提高覆盖率。自组装单层的界面电荷转移效率和锌掺杂氧化铟正面透明电极利用原位退火改善光电和机械性能,获得33.6%的光电转换效率和2.015 V的开路电压。即使在反复弯曲和湿热环境下,柔性太阳能电池预计也能保持稳定。预计这项研究将为基于硅的应用开辟新的应用场景。 ◎ 记者还发现,中国2025年十大科学进展有四项重大成果,其中三项由完成该项目的部门牵头完成(一项创新方法)超平坦和柔性金刚石薄膜的大规模制造)。 1、嫦娥六号样本首次揭示了月球远侧巨大撞击的演化历史和影响(中国科学院地质与地球物理研究所,中国科学院地质研究所)。 2.衰老炎症机制分析。多维度靶向干预(中国科学院动物研究所、中国科学院北京基因组研究所) 3. 发现心血管和代谢疾病中的神经酰胺受体和细菌调节因子(北京大学、中日友好医院) 4. 一种实现柔性超扁平金刚石薄膜规模化制造的创新方法(北京大学) 新京报记者张璐、编辑张谦、校对李丽君。

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