向着科技强国目标坚定迈进

发布时间：2026-07-17 11:30:35 来源：安智兰德资讯网 作者：百科

张涛(左)、科技李隽(右)与杨小峰深入探讨“单原子催化”前沿课题。强国 中国科学院大连化学物理研究所供图

魏炳波院士在实验室专注科研。目标迈进 西北工业大学供图

王恩哥(右一)、坚定江颖(右二)指导研究生探讨超导材料中的科技非绝热效应。 受访者供图

松辽盆地国际大陆科学钻探“松科三井”作业现场。强国 中国地质大学(北京)供图

7月8日，目标迈进人民大会堂内气氛庄重热烈，坚定国家科学技术奖励大会、科技中国科学院第二十二次院士大会、强国中国工程院第十八次院士大会以及中国科学技术协会第十一次全国代表大会在此隆重举行。目标迈进2025年度国家科学技术奖评选结果揭晓，坚定共表彰258个项目及11名科技专家。科技获奖团队与个人秉持自主创新精神，强国勇攀科技高峰，目标迈进取得了一系列重大标志性成果，为全面建成社会主义现代化强国筑牢了坚实的科技根基。

本期科技版特别推出深度报道，通过专访部分获奖项目核心完成人，全景式展现其科研成果背后的攻关历程，生动刻画我国科技工作者矢志创新、加速实现高水平科技自立自强的精神风貌。

——编 者

国家技术发明奖一等奖：“空间极端条件下高温金属材料超常调制技术与科学实验系统”

将我国空间材料科学推向世界前沿

本报记者 赵永新

西北工业大学魏炳波院士团队完成的“空间极端条件下高温金属材料超常调制技术与科学实验系统”，荣膺2025年度国家技术发明奖一等奖。

谈及这一复杂的项目名称，魏炳波幽默地比喻：“我们其实只做了两件事：造了‘一口锅’，煮了‘一锅饭’。”

这看似简单的比喻背后，是近30年的坚守与突破。该项目蕴含18项核心技术，总体达到国际领先水平，成功将我国空间材料科学推向世界前沿。相关成果已广泛应用于空间站材料系统及超常凝固技术领域，产生了显著的社会效益与国际影响力。

铌合金、锆合金、钨合金等特种稀有金属材料，是航空航天领域不可或缺的关键材料。“这些材料至关重要，但在地面环境下研究制备难度极大。”魏炳波解释道，“它们多为熔点超2000摄氏度的难熔合金。在地面，即便能将其熔化，也找不到合适的容器，更难以精确测定其液态性质及实现快速凝固合成。”

破局之道何在？“去太空。”魏炳波指出，空间环境的微重力、无容器和深过冷等极端条件，为研究高温金属材料的物理化学性质、制备成形原理及组织性能调控提供了“捷径”。随着航天事业的发展，空间材料科学已成为科学研究的重要高地。

1992年，我国启动载人航天工程，确立“三步走”战略，发展空间材料科学刻不容缓。时年28岁的魏炳波响应号召，毅然回国效力。

自1996年起，魏炳波带领青年教师团队，边建设边研制，从设计图纸、安装零部件到调试设备、开展实验，历经无数个日夜的攻关，团队成功构建了具有完全自主知识产权的静电场、超声场和电磁场多模式调控重力场，在地面模拟出空间极端条件。这一创新在国际上首创了高温金属材料超常调制系列技术与科学实验系统，并成功开展系列仿真研究。

随着中国空间站建成运行，兼任中国载人航天工程空间材料科学首席科学家的魏炳波，在顾逸东院士的统筹指挥下，利用空间站无容器材料实验柜进行了多批次在轨实验。团队先后完成了铌合金、锆合金、钨合金等难熔合金在微重力条件下的静电悬浮、加热熔化、降温、过冷、凝固等关键实验，成功获取难熔合金熔体的关键热物理性质，在空间凝固制备方面取得多项科学新发现，为我国空间材料科学理论研究与新型高性能难熔合金材料制备提供了坚实支撑。

回首近30年的攻关历程，魏炳波感慨道：“最重要的是要有维护民族尊严的志气与骨气。如今国家今非昔比，我们更应奋发有为，取得更多国际领先成果，并将其转化为新质生产力，服务于科技强国建设。”

国家科学技术进步奖一等奖：“松辽盆地国际大陆科学钻探工程：创新与发现”

以科学钻探深入松辽盆地核心

本报记者 喻思南

全球变暖将如何重塑气候？作为离当下最近的温室时代，白垩纪（1.45亿至6600万年前）被视为认知未来高温气候的重要参照。

拥有26万平方公里面积的松辽盆地，保存了白垩纪最完整的陆地古环境记录。通过科学钻探深入盆地深部，是获取这些信息最直接、有效且可靠的手段。

锚定“获取全球最完整白垩纪陆相岩心记录”的科学目标，自2006年起，松辽盆地国际大陆科学钻探工程项目团队开启了一场漫长的攻坚之旅。

“如何实现井位选得准、钻井打得深、岩心取得出，是首要解决的技术难题。”项目首席科学家、中国地质大学(北京)王成善院士介绍。在“选得准”方面，团队创新井位选址方法，科学确定了“三井四孔”选址及工程方案；在“打得深”方面，攻克超高温泥浆、超高温钻进工艺等技术瓶颈，依托“地壳一号”钻机，创造了ICDP（国际大陆科学钻探计划）成立以来7018米的最深钻井纪录，以及我国钻探工程最高钻完井井温纪录；在“取得出”方面，创新深井取心钻进方法，确保8187米超长连续岩心的采取率高达96%。

为深入解读岩心蕴含的信息，团队研发了高分辨率、多参数标定的研究技术体系。例如，将岩心描述精度从米级提升至厘米级，将连续时间标尺的精度从百万年提升至万年，为相关研究提供了高精度时间标尺约束的陆相“金柱子”。

基于钻探发现，团队在揭示白垩纪陆地温室气候与环境演变规律上取得一系列重大突破。例如，发现了白垩纪“恐龙时代”在构造尺度、轨道尺度、年际尺度等多时间尺度上的陆地气候变化，提出了恐龙等陆地生物两阶段灭绝的新认识。

“松辽科钻是ICDP成立22年来，钻探最深、取心最长、硬岩取心率最高、学术成果位居第一的项目。”王成善自豪地表示。

ICDP和国际地科联高度评价松辽科钻为“中国、ICDP乃至全世界的灯塔工程”。“透视地球、洞见地球、感知地球，必须向地球深部进军。”王成善指出，松辽科钻是我国“深地”战略的标志性成果，极大提升了我国的“入地”能力。

松辽科钻实施以来，吸引了40多家单位、上千名科技工作者参与，获得了ICDP、科技部、国家自然科学基金委、中国地质调查局、中石油等多方联合资助。

“松辽科钻是工业与科学合作的典范，没有各方的协同攻关，不可能取得今日之成果。”王成善表示，“我们将继续在深地探索领域努力，为应对全球气候变暖贡献更多中国智慧。”

国家自然科学奖一等奖：“单原子催化”

开辟催化研究全新领域

本报记者 谷业凯

催化是现代化学工业的“基石”，在能源转化、材料合成、环境保护等领域发挥着关键作用。催化的本质，是反应物在“活性位”作用下加速转化为产物的过程。在原子尺度上最大化“活性位”数量、精准构筑“活性位”，是催化科学长期追求的目标。

近日揭晓的2025年度国家科学技术奖中，由中国科学院院士、中国科学院大连化学物理研究所研究员张涛，中国科学院院士、清华大学教授李隽，以及团队成员王爱琴、乔波涛、杨小峰共同完成的“单原子催化”成果，荣获国家自然科学奖一等奖。

“单原子催化”是由我国科研团队在国际上首次提出并发展的原创科学概念。目前，已有百余个国家的数千个研究团队投身该领域，仅2025年，国际学术界发表的相关论文就超过5000篇。“我希望‘单原子催化’能够引领世界催化研究的发展。”张涛表示。

大连化物所是我国催化研究的重镇。自20世纪80年代起，张涛便致力于高分散金属催化的基础与应用研究，力求在原子水平上准确理解催化过程，实现催化剂的理性设计与调控。1995年，年仅32岁的张涛被任命为课题组组长，决心带领团队在基础研究领域闯出一片天地。

彼时，纳米催化正值“风口”。“纳米催化再往下做还有什么？”渐渐地，一个答案在张涛脑海中清晰起来：“如果把每一个原子都分开，让它们各自成为独立的活性中心，这种化学尺寸上的‘极限’一定能激发不同的催化活性。”循着这一思路，团队向着更基础、更微观、更艰深但也更富生命力的科学深处进发。

一个小小的纳米粒子都因极易团聚而难以稳定存在，更何况是原子？加之当时制备技术和表征水平受限，“看见”单个原子的难度可想而知。“我们在寻找一个好的‘点’，把对概念的认识提升到一个新的层面。”张涛表示。

历经20余年的摸索，每一步都在将未知变为已知。2009年，团队成功制备出国际首例实用载体负载的单原子催化剂；2011年，“单原子催化”这一新概念首次提出；团队进而拓展了“单原子催化”新反应，阐明了其特征与机理，并发展了单原子催化剂稳定性理论……从概念创立到系统认知，“单原子催化”跃升至国际学术舞台中央。

“我们通过理论研究，不仅解答了单原子催化剂为何能稳定、为何能催化，还搞清楚了其调控化学反应的机制。这改变了以往如同‘黑匣子炒菜’般对催化反应的理解模式。”李隽指出。

“单原子催化”将多相催化领域对“活性位”的认识，从传统的微纳尺度推进到更加微观和精准的原子尺度，为原子精准催化奠定了基础，开辟了新的研究领域，引领并推动了催化学科的发展。在“单原子催化”的带动下，国内外科学家已在氯乙烯生产、烯烃多相氢甲酰化、制药、精细化工等方面实现了工业应用。

“埋头从事科学研究，一是出于好奇心驱动，二是响应国家需求。国家需要什么，我们就把它做出来。”张涛说。

国家自然科学奖一等奖：“水的氢键强度及动力学过程全量子效应研究”

在一杯水中解开百年谜题

本报记者 李君强

一杯水，究竟藏着多少秘密？

看似普通的水，却让我国科学家花费25年时间追问一个问题。

一个世纪以来，科学家大多沿用玻恩—奥本海默近似来研究凝聚态物理问题。在该范式下，原子核的量子效应常被忽略，仅考虑电子的量子属性。“我们一直在思考，原子核真的只是‘配角’吗？”中国科学院院士、北京大学物理学院教授王恩哥问道。

带着问题，王恩哥和北京大学物理学院教授江颖等人将目光投向了水和氢原子。氢是自然界最轻的原子，在水中占比高，其量子特性最容易显现。若能真正“看清”氢原子，关于原子核量子效应的谜题或许就能迎刃而解。

“25年前，很多人会觉得‘水有什么好研究的，太简单了’。”谈起当年的选择，王恩哥笑着回忆。面对质疑，他的回答很简单：“我想把这个简单的事情搞清楚。”

这是一条几乎无人走过的路。理论上，需突破沿用了百年的传统理论框架，建立电子和原子核同时纳入量子描述的新方法；实验上，需发展前所未有的超高分辨成像技术，在单个氢原子、单根氢键尺度开展研究。两道难关，缺一不可。

2010年初，在美国完成博士后研究的江颖回到北京大学。初次听闻王恩哥“研究原子核量子效应”的设想时，他并不相信。“在我过去的印象里，原子核的质量比电子大得多，原子核的量子效应非常弱，还有什么价值去研究？”江颖坦言。

但随着实验一步步推进，江颖从最初的怀疑转变为完全信服，认知不断刷新。“很多过去看起来反常的现象，考虑原子核的量子效应以后，都变得自然了。”江颖说。团队不断突破极限，自主研发出世界领先的扫描探针显微镜，能探测极其微弱的高阶静电力，探测灵敏度比以往国际最高水平提高了一个数量级以上，拍摄到世界上第一张水分子内部氢原子的照片，实现了人类“看见”最小原子的梦想。

理论与实验相互印证，团队首次测定了单根氢键中核量子效应的贡献，发现全新的质子协同隧穿机制，制备出颠覆“冰规则”的二维冰，实现全量子调控的新物态，从而建立起突破传统框架的全量子效应新范式……许多过去难以解释的“反常”现象因此有了新答案。

“这项研究不仅加深了人类对水和冰本质的认识，也为新材料、能源、生命科学等领域打开了新的研究思路。”王恩哥表示，曾经鲜有人关注的方向，经过25年的坚持，已逐渐成为国际研究的重要前沿。

回望这段漫长的科研历程，王恩哥再次提起那句朴素的话：把简单的事情做对，就是不简单。

在他看来，真正的基础研究，往往始于一个最普通的问题，也需要最长久的耐心。“许多今天看似遥远的探索，终将在未来成为理解世界、改变世界的重要基石。”王恩哥说。

《 人民日报 》( 2026年07月10日 18 版)

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