“中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”的評選自1998年開(kāi)展以來(lái)，至今已20屆，這項評選活動(dòng)對提升高等學(xué)?？萍嫉恼w水平、增強高校的科技創(chuàng )新能力發(fā)揮了積極作用，并產(chǎn)生了較大的社會(huì )影響，贏(yíng)得了較高的聲譽(yù)。

現將2017年度入選項目名單（附后）予以公布。入選項目名單按主持單位拼音順序排序，排名不分先后。

2017年度“中國高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”入選項目介紹

一非對稱(chēng)微腔光場(chǎng)調控新原理研究

  動(dòng)量守恒是自然界客觀(guān)規律之一，它反映了時(shí)空性質(zhì)，一個(gè)封閉系統的廣義動(dòng)量總是保持不變。作為增強光與物質(zhì)相互作用的主要物理體系之一，光學(xué)微腔與外部光場(chǎng)的直接耦合需滿(mǎn)足動(dòng)量匹配條件，但往往僅在較窄光譜范圍內實(shí)現，使得微腔寬帶光物理與應用面臨挑戰。

  北京大學(xué)“極端光學(xué)創(chuàng )新研究團隊”龔旗煌院士和肖云峰研究員等在非對稱(chēng)光學(xué)微腔中提出混沌輔助的光子動(dòng)量轉換新原理，實(shí)現了光學(xué)微腔的高效、超寬譜光耦合。非對稱(chēng)光學(xué)微腔打破了空間旋轉對稱(chēng)性，調控了局域光場(chǎng)，從而在支持分立回音壁模式的同時(shí)獲得了準連續混沌模式。光子首先從納米波導折射進(jìn)入微腔混沌模式;混沌運動(dòng)使得入射光子角動(dòng)量在皮秒時(shí)間尺度內快速提升;隨即的動(dòng)力學(xué)隧穿過(guò)程實(shí)現其與回音壁模式高效耦合?；煦巛o助的耦合不再需要微腔與波導模式光子的動(dòng)量匹配，有望在集成光子學(xué)和信息處理等領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。此外，他們還利用光學(xué)克爾效應的非線(xiàn)性調制，在實(shí)驗上首次觀(guān)測到微腔光場(chǎng)的自發(fā)對稱(chēng)性破缺，并獲得了微腔手征光場(chǎng)。

研究成果分別發(fā)表在《科學(xué)》和《物理評論快報》上，得到國際學(xué)術(shù)界廣泛關(guān)注，被Phys.org和ScienceDailey等十余家國際科技媒體專(zhuān)題報道，標志著(zhù)我國微腔光學(xué)研究達到了一個(gè)全新高度。

二5納米碳納米管CMOS器件

  芯片是信息時(shí)代的基礎與推動(dòng)力，現有CMOS技術(shù)將觸碰其極限。碳納米管技術(shù)被認為是后摩爾時(shí)代的重要選項。理論研究表明，碳管晶體管有望提供更高的性能和更低的功耗，且較易實(shí)現三維集成，系統層面的綜合優(yōu)勢將高達上千倍，芯片技術(shù)由此可能提升至全新高度。北京大學(xué)電子學(xué)系彭練矛教授團隊在碳納米管CMOS器件物理和制備技術(shù)、性能極限探索等方面取得重大突破，放棄傳統摻雜工藝，通過(guò)控制電極材料來(lái)控制晶體管的極性，抑制短溝道效應，首次實(shí)現了5納米柵長(cháng)的高性能碳管晶體管，性能超越目前最好的硅基晶體管，接近量子力學(xué)原理決定的物理極限，有望將CMOS技術(shù)推進(jìn)至3納米以下技術(shù)節點(diǎn)。2017年1月20日，標志性成果以Scaling carbon nanotube complementary transistors to 5-nm gate lengths 為題，在線(xiàn)發(fā)表于《科學(xué)》（Science, 2017, 355: 271-276）；被包括IBM研究人員在內的同行在《科學(xué)》《自然?納米技術(shù)》等期刊24次公開(kāi)正面引用，并入選ESI高被引論文。相關(guān)工作被Nature Index、IEEE Spectrum、Nano Today、《科技日報》等國內外主流學(xué)術(shù)媒體和新華社報道；《人民日報》（海外版）評價(jià)碳管晶體管的“工作速度是英特爾最先進(jìn)的14納米商用硅材料晶體管的三倍，而能耗只是其四分之一”，意味著(zhù)中國科學(xué)家“有望在芯片技術(shù)上趕超國外同行”，“是中國信息科技發(fā)展的一座新里程碑”。

三慢性阻塞性肺病早期干預

  慢阻肺是位居我國第三位死因的重大疾病，我國40歲及以上人群慢阻肺患病率達8.2%，其中癥狀不明顯的早期患者占70.6%，該部分患者由于癥狀輕微甚至沒(méi)有明顯癥狀，很容易被忽視和漏診。待患者出現明顯氣促等癥狀去主動(dòng)就醫時(shí)，大多數已處于疾病中晚期，此時(shí)期的慢阻肺患者治療效果差，死亡率、再住院率和致殘率均較高，給患者家庭和社會(huì )帶來(lái)沉重負擔。

  廣州醫科大學(xué)冉丕鑫團隊首次針對癥狀不明顯的早期慢阻肺患者開(kāi)展多中心臨床試驗，發(fā)現吸入抗膽堿能藥物噻托溴銨，能夠顯著(zhù)改善早期慢阻肺患者的肺功能和生活質(zhì)量，減緩肺功能年下降率，減少急性加重。針對我國肺功能檢查普及程度低、慢阻肺漏診率高的狀況，研制了符合國情的慢阻肺初篩技術(shù)，為實(shí)現早期診斷、開(kāi)展早期干預提供支持；為配合藥物治療，建立了社區分層精準綜合防治模式，發(fā)現減少生物燃料煙霧暴露可降低慢阻肺發(fā)病危險度。

  該研究首次提出了慢阻肺的早期干預策略。提出對于長(cháng)期吸煙、暴露于污染空氣和生物燃料煙霧等慢阻肺患病因素的高危人群，宜早期篩查，一旦確診，即便沒(méi)有明顯呼吸道癥狀，也宜及時(shí)啟動(dòng)戒煙、減少生物燃料煙霧暴露和藥物治療等綜合干預措施，防止肺功能進(jìn)一步下降和疾病發(fā)展，提高慢阻肺綜合防治水平。

四高性能數控系統關(guān)鍵技術(shù)及產(chǎn)業(yè)化

  高性能數控系統是發(fā)展高端制造裝備的基礎，代表國家制造業(yè)的核心競爭力。高速高精、五軸聯(lián)動(dòng)、多軸多通道等高性能數控系統和機床是其瓶頸問(wèn)題，嚴重影響了我國社會(huì )和經(jīng)濟的發(fā)展。

  在國家重大科技項目和企業(yè)支持下，華中科技大學(xué)陳吉紅教授團隊“產(chǎn)學(xué)研用”聯(lián)合攻關(guān)，研發(fā)了系列化高性能數控系統成套產(chǎn)品。構建全數字、開(kāi)放式數控系統軟硬件平臺；開(kāi)發(fā)了多軸聯(lián)動(dòng)、多通道等控制功能，實(shí)現了復雜軌跡的運動(dòng)控制；提出基于柔性加減速的高速納米插補方法，開(kāi)發(fā)高速、高精、高剛度的驅動(dòng)控制技術(shù)；發(fā)明基于指令域大數據的分析方法，實(shí)現了數控機床健康評估、斷刀監測、工藝參數優(yōu)化等智能化應用。獲國家科技進(jìn)步二等獎1項、省部級一等獎5項，形成國家和行業(yè)標準13項。

  成果在沈飛、成飛、航天八院、核九院、普什寧江等2000多家企業(yè)應用近10萬(wàn)臺套，實(shí)現了航空航天、能源動(dòng)力、汽車(chē)及其零部件、3C制造、機床等領(lǐng)域高檔數控裝備和武器裝備的批量應用，為我國高檔數控裝備的自主可控提供了重要技術(shù)保障。經(jīng)中國機械工業(yè)聯(lián)合會(huì )鑒定，其功能、性能和可靠性達到國外先進(jìn)水平，可替代進(jìn)口。在航空航天領(lǐng)域加工制造領(lǐng)域的應用，國產(chǎn)高檔數控實(shí)現了“零的突破”。

五深海高精度水聲綜合定位技術(shù)

  在哈爾濱工程大學(xué)研發(fā)的深海高精度水聲綜合定位系統引導下，我國“深海勇士”號載人潛水器今年9月29日在南海3500m深處僅十分鐘就快速找到預定的海底目標，實(shí)現了“大海撈針”，標志著(zhù)我國深海高精度水聲定位裝備與技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。

  聲波是迄今為止水下唯一有效的信息載體，深海高精度水聲定位是人類(lèi)依賴(lài)眾多水下潛水器進(jìn)入深海、探測深海和開(kāi)發(fā)深海的關(guān)鍵。但要在水下實(shí)現與衛星同量級的定位性能，必須克服水聲信道環(huán)境復雜、水聲平臺干擾嚴重和自主知識產(chǎn)權系統實(shí)現困難等挑戰。

  經(jīng)過(guò)八年努力，孫大軍教授團隊先后攻克了深海高精度超短基線(xiàn)定位（獲2016年國家技術(shù)發(fā)明二等獎）、融合水面超短基線(xiàn)陣列和海底分布長(cháng)基線(xiàn)陣列的綜合定位等關(guān)鍵技術(shù)，解決了海洋聲速慢、平臺運動(dòng)帶來(lái)的大時(shí)延異步高精度定位難題，研制的具有自主知識產(chǎn)權的水聲綜合定位系統（2017年授權發(fā)明專(zhuān)利6項），深海定位精度達到0.3米、定位有效率超過(guò)90%，綜合技術(shù)水平進(jìn)入世界領(lǐng)先行列。成功支撐了剛剛結束的我國“深海勇士號”載人深潛首航試驗和我國最先進(jìn)科考船“科學(xué)號”南海綜合調查科學(xué)考察兩次任務(wù)，為我國開(kāi)展萬(wàn)米深淵“馬里亞納海溝”科學(xué)探索等深海實(shí)踐，奠定了堅實(shí)的技術(shù)與裝備基礎。

六高軌星地雙向高速激光通信系統技術(shù)

  高軌星地雙向高速激光通信系統技術(shù)是關(guān)系到國家全局和長(cháng)遠發(fā)展戰略的前沿科學(xué)領(lǐng)域之一，項目的成功完成標志著(zhù)我國在空間激光通信領(lǐng)域走到了國際前列，是衛星通信領(lǐng)域的又一個(gè)新里程碑。

  衛星激光通信具有通信容量大、傳輸距離遠、保密性好等優(yōu)點(diǎn)，是建設空間信息高速公路不可替代的手段，也是當前國際信息領(lǐng)域的前沿科學(xué)技術(shù)。高軌星地激光通信需在衛星與地面站間實(shí)現高精度捕獲，并有效克服衛星運動(dòng)、平臺抖動(dòng)、復雜空間環(huán)境等因素影響，保持激光光束的持續高精度穩定對準，技術(shù)難度極大，是當前各國競相開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。

  2017年4月12日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)譚立英團隊研制的激光通信終端隨衛星發(fā)射入軌。2017年5至8月，高軌星地雙向高速激光通信系統在近4萬(wàn)公里距離的衛星與地面站間，實(shí)現了上下行光束的“精確對準、穩定保持、高速通信”。利用激光光束建立的星地雙向高速信息傳輸通道，成功進(jìn)行了最高傳輸數據率達每秒5 Gbps的通信數據傳輸、實(shí)時(shí)轉發(fā)和存儲轉發(fā)，是迄今為止國際上高軌衛星激光通信的最高傳輸數據率，性能和技術(shù)指標均達到國際領(lǐng)先水平。

  高軌星地雙向高速激光通信系統建立了天地信息網(wǎng)絡(luò )中通天鏈地的高速骨干通道，為我國今后建立天地一體化信息網(wǎng)絡(luò )奠定了重要基礎。

七“誘餌模式”——病原菌致病的全新機制

  疫霉菌引起的作物疫病曾被稱(chēng)為“植物瘟疫”，嚴重威脅著(zhù)全球糧食和生態(tài)安全， 19世紀中期歐洲馬鈴薯晚疫病大流行曾導致幾百萬(wàn)人餓死或逃亡，這場(chǎng)“愛(ài)爾蘭大饑荒”被稱(chēng)為人類(lèi)歷史的轉折點(diǎn)。目前疫病每年在全球造成的損失依然高達200多億美元。作物疫病在田間爆發(fā)快、傳播快，危害嚴重，由于疫霉菌基因組復雜，致病機理缺乏了解，嚴重制約了防控技術(shù)研發(fā)。

  南京農業(yè)大學(xué)王源超團隊圍繞疫霉菌攻擊植物的主要武器“效應子”，系統研究了疫霉菌效應子的作用機理，發(fā)現疫病菌在侵染過(guò)程中能向胞外分泌糖基水解酶XEG1降解植物細胞壁，植物則分泌蛋白酶抑制子GIP1抑制XEG1的活性；疫病菌又可分泌水解酶的失活突變體XLP1充當“誘餌”干擾防御反應，與XEG1協(xié)同攻擊植物抗病性。此外，還發(fā)現疫霉菌分泌效應子到寄主細胞內以干擾組蛋白乙?；确绞狡茐闹参锟共⌒?。

  該成果于2017年發(fā)表在《Science》、《Current Biology》和《New Phytologist》上，被Nature chemical biology等多種雜志專(zhuān)文評述。該研究發(fā)現的“誘餌模式”是一種全新的病原菌致病機制，是生物互作領(lǐng)域近年來(lái)的一項重大理論突破。由于該機制在病原菌中具有普遍性，不但對改良作物持久抗病性具有指導意義，也為開(kāi)發(fā)新型生物農藥提供了新線(xiàn)索，在農作物綠色生產(chǎn)領(lǐng)域具有潛在的應用前景。

八真核生物酵母長(cháng)染色體化學(xué)再造

  基因組設計合成是對基因組進(jìn)行全新設計和從頭構建，能夠按需塑造生命，開(kāi)啟從非生命物質(zhì)向生命物質(zhì)轉化的大門(mén)，推動(dòng)生命科學(xué)研究由理解生命到創(chuàng )造生命?；蚪M設計合成提供了深化理解生命進(jìn)化、基因組與功能關(guān)系等基礎科學(xué)問(wèn)題的新思路。然而，基因組合成面臨長(cháng)染色體難以精準合成、合成染色體導致細胞失活等難題。

  天津大學(xué)元英進(jìn)、深圳華大基因研究院楊煥明、清華大學(xué)戴俊彪等團隊聯(lián)合，經(jīng)過(guò)5年多的探索，完成了4條釀酒酵母長(cháng)染色體的化學(xué)全合成：創(chuàng )建了基因組缺陷靶點(diǎn)快速定位方法和多靶點(diǎn)片段共轉化精確修復技術(shù)，解決了化學(xué)合成長(cháng)染色體導致細胞失活的難題，實(shí)現了長(cháng)染色體合成序列與設計序列的完全匹配。創(chuàng )建了多級模塊化和并行式染色體合成策略，實(shí)現了由小分子核苷酸到真核長(cháng)染色體的快速定制合成。構建了人工環(huán)形染色體，為當前無(wú)法治療的染色體成環(huán)疾病發(fā)生機理和潛在治療手段建立了研究模型。

  該研究于2017年3月10日以長(cháng)文形式發(fā)表4篇《Science》論文，引起國內外專(zhuān)家和媒體的極大關(guān)注，被《Science》、《Nature》、《Nature Biotechnology》、《NatureReviews Genetics》、《Molecular Cell》等期刊發(fā)表專(zhuān)文高度評價(jià)。

九煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)

  2016年12月25日，西安交通大學(xué)校方將郭烈錦教授提出并經(jīng)團隊20年研發(fā)成功的“煤炭超臨界水氣化制氫發(fā)電多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)”作價(jià)1.5億元、轉讓給產(chǎn)業(yè)化投資集團-陜西中核交大公司，這正式啟動(dòng)了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化工作。一年來(lái)團隊持續攻關(guān)，發(fā)展了針對該技術(shù)大型工程化聯(lián)產(chǎn)的系統集成與匹配方法，解決了產(chǎn)業(yè)化中存在的關(guān)鍵技術(shù)和輔助配套工程技術(shù)，完成了熱電聯(lián)產(chǎn)、氫熱聯(lián)產(chǎn)等兩大類(lèi)大型工程示范裝置的技術(shù)設計，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化投資集團陜西中核交大公司分別聯(lián)合西安城投集團、榆林環(huán)保集團投資4.2億元和5.0億元開(kāi)展了熱電、氫熱等兩類(lèi)聯(lián)產(chǎn)系統的首套示范工程的建設工作。

  該技術(shù)可從源頭上解決導致霧霾的SOx、NOx等燃煤氣體污染物和粉塵排放，以超臨界水、H2和CO2組成的混合產(chǎn)物氣可用于制氫、發(fā)電、供熱、供蒸汽，工藝上可自然實(shí)現CO2富集和資源化利用，可提高發(fā)電機組煤電轉化效率至少五個(gè)百分點(diǎn)，降低一次投資30%，節水，運行費用更低。第三方論證專(zhuān)家組認為“該技術(shù)具有完全自主知識產(chǎn)權，技術(shù)是可行的，經(jīng)濟性是合理的”。投資方認為該技術(shù)“實(shí)現了煤炭能源的高效、潔凈、無(wú)污染利用，必將帶來(lái)能源技術(shù)的深刻變革，為全球節能減排做出巨大貢獻”。

十高速鐵路列車(chē)運行動(dòng)力效應試驗系(iHSRT)

  高速鐵路列車(chē)運行速度高，接近或超過(guò)路基土體的波動(dòng)傳播速度，列車(chē)運行產(chǎn)生的振動(dòng)不能及時(shí)傳播出去引發(fā)激波現象和馬赫效應，導致路基產(chǎn)生過(guò)大振動(dòng)和循環(huán)累積沉降，影響列車(chē)安全及乘坐舒適性。在實(shí)驗室內可控條件下研究高速列車(chē)運行引起的線(xiàn)路路基動(dòng)力效應具有重要科學(xué)意義和工程價(jià)值。

  浙江大學(xué)邊學(xué)成教授牽頭的陳云敏院士團隊發(fā)明了國際上首臺高速鐵路列車(chē)運行動(dòng)力效應試驗裝置。該裝置將列車(chē)運行荷載轉化為作用于一系列軌枕上的垂向動(dòng)荷載，通過(guò)精確控制相鄰激振器的加載相位差實(shí)現列車(chē)輪軸高速移動(dòng)對路基的加載。整個(gè)試驗系統由列車(chē)運行加載激振器陣列、加載控制系統、全比尺線(xiàn)路模型和測試系統組成，最高車(chē)速達360km/h。核心技術(shù)獲美國發(fā)明專(zhuān)利2項，中國發(fā)明專(zhuān)利8項。

  利用該系統發(fā)現了伴隨動(dòng)孔壓劇增的飽和路基馬赫效應和樁承式路基動(dòng)力土拱效應，揭示了高鐵路基內部動(dòng)應力放大效應及沿深度衰減規律、循環(huán)累積沉降規律和產(chǎn)生過(guò)大沉降的機理。據此提出了路基循環(huán)累積沉降評價(jià)、控制和修復方法，并成功應用于軟土地基上的10余項高鐵和地鐵工程，取得了顯著(zhù)的社會(huì )和經(jīng)濟效益。成果在國際權威期刊發(fā)表論文10篇，其中發(fā)表在Soil Dynamics and Earthquake Engineering的論文被評為“Most Cited Articles”。