2007年度中国基础研究十大新闻简介

http://www.sina.com.cn 2008年02月20日 10:38  科技日报

  由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共同组织实施,中国科学院院士、中国工程院院士、973计划顾问组和咨询组专家、973项目首席科学家等1600余位专家参与评选的“2007年度中国基础研究十大新闻”揭晓,11项科研成果入围。

  在本次评选中,被推荐符合条件的科研成果共有197项。经初步筛选之后,有31项进入候选名单。这些入选项目表明我国基础研究在某些领域已经具有可持续创新能力。本版将对11项最终入围成果进行简要介绍。———编者

  我国首颗探月卫星“嫦娥1号”发射成功

  并顺利传回探测数据

  我国首颗探月卫星“嫦娥1号”发射取得圆满成功并顺利开展科学探测工作,这标志着我国首次探月工程取得圆满成功,我国已跨入具有深空探测能力国家的行列。“嫦娥1号”共携带有8种有效载荷:CCD立体相机、激光高度计、X射线谱仪、伽马射线谱仪、干涉成像光谱仪、微波探测仪、高能粒子探测器和太阳风离子探测器。这些有效载荷将用于:探测有关月表主要物质类型及分布;测量月球地形的高程数据;确定月球表面元素类型和资源分布;测量月壤的亮温温度,计算月壤厚度;探测高能带电粒子的成分、能谱、通量和随时间的变化特征;探测原始太阳风离子的能谱,包括太阳风的体速度、离子温度等。目前,“嫦娥1号”卫星已从环月轨道上传回了CCD立体相机拍摄的图像数据,其他各探测器也陆续投入工作,获取相关数据和结果。

  在多光子纠缠和光学量子计算的实验方面取得新进展

  中国科技大学潘建伟等与合作者实验实现了国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和单向量子计算机,刷新了光子纠缠和光学量子计算领域的两项世界记录。相关研究结果发表在2007年2月出版的NaturePhysics(3(2):91—95)上,欧洲物理学会的新闻网站和Nature杂志的“研究亮点”栏目对该工作做了专题报道。此外,潘建伟等还与合作者在国际上首次用光子比特实验演示了关键性的Shor分解算法,实现了对15的质因子分解;而且确认了多体纯纠缠的存在,验证了量子加速的根源。相关研究结果发表在2007年12月21日出版的PhysicalReviewLetters(99:250504)上,NewScientist以“量子计算威胁我们的机密数据”为题对此工作做了报道。

  合成出室温条件下具有超大塑性的块体金属玻璃材料

  块体金属玻璃(非晶合金)材料一般具有超高的强度,但其塑性变形能力很低。中国科学院物理研究所汪卫华研究组通过优化合金成分,合成出一种在室温条件下具有超塑性的ZrCuNiAl基块体金属玻璃材料。微结构分析显示,该金属玻璃材料由硬区和围绕硬区的软区构成,这种结构使得该材料在压缩条件下承受的应变可达到160%%。此前的研究通常认为高度局域化并软化的剪切带是非晶合金材料脆性的原因,这项工作表明通过合适的成分和结构调制,可以有效增殖剪切带,控制剪切带的形成、运动和扩展,从而有效改善非晶合金的塑性,而不影响非晶合金高强度的特点。同时,研究人员还提出探索塑性大块非晶的新方法:即非晶合金的塑性对其成分很敏感,这种成分敏感性可用泊松比来有效地标定,从而可利用材料成分随泊松比的变化规律来合成出具有大塑性的非晶材料。这为探索同时具有高强度和大塑性的金属非晶合金材料提供了新方法,对于理解非晶合金材料的塑性变形机理、解决非晶合金材料的脆性难题等都有重要意义。相关研究结果发表在2007年3月9日出版的Science(315(5817):1385—1388)上。

  找到保存在滞育卵囊中的胚胎化石和6.3亿年前的动物化石

  保存在中国南部埃迪卡拉纪陡山沱组地层中的磷酸盐化的化石,被解释为早期动物胚胎的遗迹。但与早寒武世的胚胎化石记录相比,陡山沱组地层中的胚胎化石仍然存在系统发生学上的问题。一些研究者认为这些化石可能是一种巨型硫细菌化石(Nature,445(7124):198—201)。中国科学院南京地质古生物研究所尹磊明等与美国哈佛大学合作者,从湖北宜昌地区陡山沱组燧石中发现相类似的胚胎化石保存在大的具显著刺饰的有机囊胞内,这些有机体应是真核生物,很可能是保存在滞育卵囊中处于早期分裂阶段的动物胚胎。它们与现代水生无脊椎动物的滞育卵最为相似,从而否定了陡山沱组动物胚胎化石是巨型硫细菌的假说。而且,研究表明,卵囊胞化石在年龄为6.32亿年前的火山灰之上的岩石中就存在。此是迄今为止可靠动物化石的最早记录;同时表明主干动物在新元古代末期大冰期结束后很快就出现了。这对研究和理解地球早期生命演化及其物理环境演变具有重要意义。相关研究结果发表在2007年4月5日出版的Nature(446(7136):661—663)上。

  合成出具有高电氧化催化活性的二十四面体铂纳米晶体

  铂族金属纳米材料是燃料电池、石油化工、汽车尾气净化和化学工业等领域广泛使用的催化剂。因储量有限,价格昂贵,如何进一步提高其性能一直是重大的关键问题。金属纳米晶体的形状通常表现为由低指数{111}和{100}晶面构成的多面体,如立方体、四面体和八面体。厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室孙世刚研究组利用高指数晶面在氧化条件下稳定性高的特点,通过方波电位产生的周期性(10—20Hz)电化学氧化/还原驱动,调控铂纳米晶体的生长过程和表面结构,突破了化学法只能合成低表面能的低指数晶面结构金属纳米晶体的局限,高产率制备出由高表面能的高指数晶面构成的二十四面体铂纳米晶体。研究证实,该铂纳米晶体具有很高的电氧化催化活性,其对甲酸、乙醇等有机小分子燃料电氧化的催化活性是目前商品铂纳米催化剂的2—4倍。他们还与美国佐治亚理工学院王中林等合作,证实该铂纳米晶体由{730}、{520}、{210}等高指数晶面围成,并具有很高的热稳定性(800℃)和化学稳定性。该研究开辟了一条通过控制纳米粒子表面原子排列结构提高催化剂性能的崭新途径,被认为是纳米催化剂合成的重大突破。相关研究结果发表在2007年5月4日出版的Science(316(5825):732—735)上。

  证实CASP8基因启动子的一个六核苷酸插入/缺失多态与多种癌症易感性相关

  凋亡蛋白酶Caspases对T淋巴细胞的存活非常重要,因此它对免疫系统对恶性细胞的监视和杀灭具有重要影响。中国医学科学院肿瘤研究所林东昕等与中国科学院北京基因组研究所曾长青等合作,测试了CASP8、CASP10和CFLAR3个控制细胞凋亡的关键基因的遗传变异与肿瘤易感性之间的关系。结果发现,CASP8启动子的一个六核苷酸缺失变异可降低肺癌风险。该缺失变异破坏了一个刺激蛋白-1的结合位点,从而降低了CASP8的转录活性。生物化学分析显示,具有这种缺失变异的T细胞的caspase-8酶活性低,因此在癌细胞抗原刺激下诱导激活的T细胞凋亡减少。进一步通过对4995名癌症患者和4972名正常人的对比分析显示,该遗传变异与多种癌症包括肺癌、食道癌、胃癌、直肠癌、子宫癌和乳腺癌等的易感性降低相关。该研究结果表明,影响免疫系统的遗传变异可改变对癌症的易感性。相关研究结果发表在2007年5月出版的NatureGenetics(39(5):605—613)上。

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