纳米体育12月25日，由科技日报社主办、部分两院院士和媒体人士共同评选出的2022年国内十大科技新闻、2022年国际十大科技新闻揭晓。
入选的2022年国内十大科技新闻分别是：首次制成栅极长度最小的晶体管；二氧化碳“变”葡萄糖和脂肪酸；“中国天眼”发现首例持续活跃重复快速射电暴；第三艘航空母舰福建舰下水；稳态强磁场刷新世界纪录；首次发现月球新矿物“嫦娥石”；“夸父一号”开启太阳探测之旅；二十大报告专章部署教育科技人才；中国空间站历史性完成“合体”；云南培育出多年生水稻品种。
入选的2022年国际十大科技新闻分别是：猪心植入病人体内标志新水平；韦布望远镜拍摄到宇宙早期星系；地外存在“生命之源”首次确认；“四中子态”迄今最明确证据发布；人工智能从设计蛋白到作画聊天成果频出；干细胞培育出全合成小鼠胚胎；航天器撞击小行星有助地球免遭威胁；中国空间站历史性完成“合体”；量子计算研究从模拟虫洞到隐形传态获突破；核聚变研究首次实现“净能量增益”。
2022年，载入史册的科技成就，令人目不暇接。从无垠的太空到泥泞的稻田，广大科技工作者在一个个领域踏下深深足印，在自立自强的道路上勇毅前行。这一年，我们共同见证新时代中国科技事业的澎湃力量。芳华绽放，梦想生长，创新的力量托举起一个强盛的时代，创新的火炬照亮建设世界科技强国的征途。
清华大学集成电路学院团队首次制备出亚1纳米栅极长度的晶体管，该晶体管具有良好的电学性能。相关成果在线日的《自然》杂志上。
过去几十年，晶体管的栅极尺寸不断微缩。随着尺寸进入纳米尺度，电子迁移率降低、静态功耗增大等效应越发严重。新结构和新材料的开发迫在眉睫。目前主流工业界晶体管的栅极尺寸在12纳米以上。为进一步突破1纳米以下栅长晶体管的瓶颈，清华大学团队巧妙利用石墨烯薄膜作为栅极，通过石墨烯侧向电场来控制垂直的二硫化钼（ MoS2 ）沟道的开关，从而实现等效的物理栅长为0.34纳米。石墨烯单原子层厚度和优异的导电性能，终于被实验性地体现在芯片上。
纽约州立大学布法罗分校纳米电子学家李华民评价：这项新工作将栅极的尺寸极限进一步缩小到仅一层碳原子的厚度，在相当长的一段时间内，要打破这一纪录是非常困难的。
单层石墨烯厚度仅0.34纳米，本身是平面结构，这就要求沟道是垂直结构，这是一大难题。另外石墨烯除了侧壁能够栅控，其表面也能栅控，因此屏蔽石墨烯表面电场也是难点，中国团队使用自氧化铝层来完成这一点。
大家期待的二维薄膜的未来集成电路将会带来柔软、透明、高密度的芯片。如果使用新材料，就有机会实现全柔性的手机——其CPU、存储器都是软的，而且更加节能。
4月28日，《自然·催化》以封面文章的形式发表了一项最新研究成果。我国科研人员通过电催化结合生物合成的方式，将二氧化碳和水高效合成高纯度乙酸，并进一步利用微生物合成葡萄糖和脂肪酸（油脂）。
通过电化学耦合生物发酵实现将二氧化碳和水转化为长链产品的示意图。研究团队供图
葡萄糖和油脂是重要的粮食成分，通过催化过程将二氧化碳和水转化为葡萄糖或者油脂，长期以来只有靠农作物种植这一条路径。
此项研究中，科研人员首先将二氧化碳电解高效还原合成高纯度乙酸，然后用酿酒酵母对乙酸进行发酵。这个过程可以理解为，先将二氧化碳转化为酿酒酵母的“食物”——醋，然后酿酒酵母不断“吃醋”来合成葡萄糖和脂肪酸。
对此，中国科学院院士、中国化学会催化委员会主任李灿评价，该工作为人工和半人工合成“粮食”提供了新技术。
中国科学院院士、上海交通大学微生物代谢国家重点实验室主任邓子新认为，这项研究工作开辟了电化学结合活细胞催化制备葡萄糖等粮食产物的新策略，为进一步发展基于电力驱动的新型农业与生物制造业提供了新范例。
接下来，研究团队将进一步研究电催化与生物发酵这两个平台的适配性和兼容性。同时，未来如果要合成淀粉、制造色素、生产药物等，只需保持电催化设施不改变，更换发酵使用的微生物就能实现。
6月9日，《自然》杂志发表了一项快速射电暴方面的研究成果。在“中国天眼”（FAST）的加持下，中国科学院国家天文台等单位的研究人员发现了全球首例持续活跃的重复快速射电暴FRB 20190520B。这一发现对于更好理解快速射电暴这一宇宙神秘现象具有重要意义。
快速射电暴（FRB）是宇宙中最明亮的射电爆发现象，在一毫秒的时间内能释放出太阳大约一整年才能辐射出的能量。自2007年被发现以来，快速射电暴一直是天文学最前沿的研究方向之一，但其物理起源、辐射机制和周围环境等，至今尚不明晰。
2019年，研究人员在系统处理FAST“多科学目标同时巡天”（CRAFTS）数据时发现，5月20日的数据存在重复的高色散脉冲。他们很快确定该脉冲来自一个新的快速射电暴FRB 20190520B。
在后续观测中，研究人员发现FRB 20190520B并不像其他快速射电暴闪烁一次便神龙见首不见尾，而是持续活跃，一直在闪耀。
为找到这一快速射电暴的家，也就是其宿主星系，研究人员组织了多台国际设备天地协同观测，综合射电干涉阵列、光学、红外望远镜以及空间高能天文台的数据，成功将FRB 20190520B定位于一个距离我们30亿光年的贫金属的矮星系，确认近源区域拥有目前已知的最大电子密度，并发现了一颗与之对应的致密的持续射电源。
对此，快速射电暴领域创始人邓肯·洛里默评价说：“我认为快速射电暴可能有不同的分类。随着快速射电暴样本的持续增长，预计未来几年内，我们能够拨开快速射电暴神秘的面纱。”
6月17日上午，一个新闻不胫而走，传遍了中国军迷圈——我国第三艘航空母舰当天在中国船舶集团有限公司江南造船厂举行了下水命名仪式。这是继辽宁舰、山东舰之后的福建舰，舷号“18”。
福建舰是中国完全自主设计建造的首艘弹射型航空母舰，采用平直通长飞行甲板，配置电磁弹射和阻拦装置，满载排水量8万余吨，比上一代航母山东舰高了2万吨。美国《外交家》杂志编辑罗伯特·法利认为，福建舰将成为“有史以来在美国以外建造的最大、最先进的航空母舰”。
福建舰外观的一个明显改进是采用了平直通长飞行甲板。平直通长飞行甲板相比滑跃甲板有更多的空间用于停放舰载机，滑跃甲板因为上翘构型，只能在舰艏靠后位置停放数架歼-15战机。而福建舰停放战机的空间显著增加，舰载机可以一直排到甲板前端。
福建舰还配备2具升降机、3部电磁弹射器，采用创新的电磁弹射起飞/电磁拦阻降落装置。据分析纳米体育，福建舰在航母最大着舰能力状态下，在最大回收状态可以回收20架以上的战机。
有专家认为，电磁弹射器可让甲板的三个起飞点同时具备满载起飞的能力，同时原来的长起飞点在安装第三台弹射器后，起飞方向转向斜角甲板，使航母能同时多向“出机”。
8月12日，安徽合肥传来好消息：国家重大科技基础设施“稳态强磁场实验装置”再攀科技高峰，创造出场强45.22万高斯的稳态强磁场，刷新了同类型磁体保持了近23年的世界纪录，成为目前全球范围内可支持科学研究的最高稳态磁场。
稳态强磁场是物质科学研究需要的一种极端实验条件，是推动重大科学发现的利器。
世界科技强国一直高度重视强磁场实验条件建设，目前国际上有五大稳态强磁场实验室，分别位于美国、法国、荷兰、日本以及中国合肥科学岛。
早在2016年，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场团队就自主研制成功中心场强40万高斯的混合磁体，场强一举跻身世界第二。
经过5年多紧张的技术攻关，强磁场团队创新了磁体结构、研发了新材料、优化了制造工艺，终于取得重大技术突破。此次产生的45.22万高斯的稳态强磁场纳米体育，成为我国科学实验极端条件建设乃至世界强磁场技术发展的重要里程碑。
据悉，2017年9月，国家稳态强磁场实验装置投入运行以来，已经运行超过50万个机时，为国内外170多家单位提供了实验条件，开展了超过3000项课题的前沿研究，取得了一系列重大科技成果。
星空浩瀚无垠，探月研究开启新篇章。9月9日，国家航天局、国家原子能机构联合宣布，中国科学家首次在月球上发现新矿物，并将其命名为“嫦娥石”。这是嫦娥五号月球样品研究取得的又一重大科学成果。
“嫦娥石”是我国发现的首个月球新矿物，也是人类发现的第六个月球新矿物。它的发现改变了我国月球矿物发现历史，使我国成为世界第三个发现月球新矿物的国家。
专家介绍，“嫦娥石”发现于嫦娥五号月球样品的玄武岩碎屑中，是一种新的磷酸盐矿物，属于陨磷钠镁钙石族，呈微小柱状，颗粒大小为2—30微米。
2021年，中核集团核工业北京地质研究院申请获批成为首批次开展嫦娥五号月壤科研样品研究的单位之一，先后获得月壤科研样品50毫克、一件月壤光片样品。该院研究团队在对月壤粉末样品进行矿物学研究的过程中发现了新矿物的线索。
研究人员通过X射线衍射等一系列技术手段，在14万个月球样品颗粒中，分离出一颗粒径约10微米大小的单晶颗粒，并成功解译其晶体结构。经国际矿物学会（IMA）新矿物命名及分类委员会（CNMNC）投票通过，确证为一种新矿物。
10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”——先进天基太阳天文台在酒泉卫星发射中心发射升空，正式开启对太阳的探测之旅。
该卫星设计寿命4年，运行在约720公里的太阳同步晨昏轨道。它的科学目标瞄准“一磁两暴”，即同时观测太阳磁场和太阳上两类最剧烈的爆发现象——耀斑和日冕物质抛射，研究它们的形成、演化、相互作用和彼此关联，同时为空间天气预报提供支持。
为实现科学目标，“夸父一号”搭载了三台有效载荷。其中，全日面矢量磁像仪用来观测太阳全日面矢量磁场；莱曼阿尔法太阳望远镜主要用来观测日冕物质抛射的形成和近日冕传播；太阳硬X射线成像仪主要用来观测太阳耀斑的非热辐射形态及能谱特征。
12月13日，“夸父一号”三台有效载荷在轨运行两个月，获取的若干对太阳的科学观测图像对外公布。这些科学图像实现了多项国内外首次，验证了“夸父一号”三台有效载荷的观测能力和先进性。
下一阶段，“夸父一号”将继续按照既定计划开展并完成在轨测试，早日转入在轨科学运行阶段。同时，“夸父一号”将充分发挥三台有效载荷组合观测的特色，加强国内外合作和数据开放共享工作，早日实现“一磁两暴”科学目标，为太阳活动第25周峰年观测和研究作出有显示度的中国贡献。
10月16日，党的二十大在北京召开。党的二十大报告将教育、科技、人才放在第五部分进行统筹部署，被认为是一大创新，具有深刻意义。
党的二十大报告用一整个章节专门对“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”作出了重大部署。报告指出，教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。这种系统化一体化统筹部署，体现了三者相辅相成、协同发力、强劲支撑社会主义现代化强国建设的重要战略地位，为我们向第二个百年奋斗目标进军制定了行动纲领。
回顾党的十八大提出实施创新驱动发展战略，党的十九大提出创新是引领发展的第一动力，党的二十大则提出实现高水平科技自立自强，这体现了党中央对科技创新工作一以贯之的高度重视。
当前，新一轮科技革命和产业变革正在加速重构全球创新版图、重塑全球经济结构。科技创新成为百年变局中的关键变量。在世界知识产权组织发布的《全球创新指数报告》中，我国的排名已由2012年的第34位上升到2022年的第11位。科技创新实力决定中国发展前途，这已成为全党全国的高度共识。
10月31日15时37分，中国天宫空间站的第二个科学实验模块——梦天实验舱，搭载长征五号B遥四运载火箭，在海南文昌航天发射场成功发射。11月1日4时27分，梦天实验舱成功地与之前发射的天和核心舱完成精准对接；梦天实验舱接下来实施水平转位，三舱形成平衡对称的“T”字构型。中国空间站历史性地完成“合体”。
2022年11月3日，梦天实验舱完成转位，与天和核心舱、问天实验舱形成空间站“T”字基本构型组合体。图片来源：中国载人航天
梦天实验舱是中国空间站第三个舱段，也是第二个科学实验舱，它由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成，起飞重量约23吨。梦天实验舱的构型有点像套娃，四个舱段首尾相连。工作舱位于整个实验舱的最前部，配备科学实验装置。其后的另两个舱室中则配备货物出仓通道。
建设中国天宫空间站的主要目的，就是建成水平先进的国家太空实验室，为科学服务，产出重大科技成果。目前，它已规划安排了约40项在轨科学实验项目。科学家计划利用“梦天”在10年内完成1000多次科学实验。作为性能最强的实验舱，“梦天”可以研究微重力下的植物细胞、骨骼肌肉、材料熔融、蛋白质结晶等各个领域的现象。
年年育种插秧，本来是水稻种植的常态。而云南大学的一项创新，却可能让水稻成为多年生作物，栽种一次，多季收割；省种省钱，轻简劳力。云南大学研究团队今年10月测产成功，确定培育出可用于实际生产的多年生水稻品种，相关研究成果11月7日发表在《自然·可持续发展》上。
利用长雄野生稻发达的地下茎培育的多年生稻品种，还有配套耕作栽培技术，只需栽种一次，从第二季起无需犁田耙地、买种播种、育秧插秧，只要田间管理得当，即可“割完一茬又一茬”。
云南大学团队1997年开始进行多年生稻试验。2016年开始大田试验，针对多年生稻的适应性、稳定性、丰产性以及病虫害防控等各环节耐心实验。他们利用多年生野生水稻，与一年生的栽培水稻杂交，经过多次自交，筛选培育出多年生水稻品系，最终3个水稻品种通过国家审定纳米体育。
新品系水稻，在最低月平均气温不低于13.5℃，持续低于4℃的时间不超过5天的稻作区均可种植。这些多年生水稻可连续种植4年，每年收获2季，平均亩产量 还略高于一年生水稻。多年生水稻可跳过育秧和栽种等耕作环节，总体上节约一半的生产投入。而且，种植多年生水稻，能改善耕层土壤结构，增加土壤有机质含量，是一项生态友好的技术。
这仍然是世纪疫情与百年变局交织的一年，这也是科学技术照亮世界的一年。我们相信，有这份光，就有希望。2022年，生物医学、核聚变以及人工智能是重点突破领域，航空航天作为大国实力较量的焦点炙手可热，科学伦理和危机应对则是科技界永远需要直面的线
1月7日，马里兰大学医学院的医生们首次将一颗经过基因编辑的猪心移植到一名病人体内。图片来源：物理学家组织网
在大名鼎鼎的哈勃空间望远镜之后，詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST，以下简称韦布望远镜）应该是为人们带来最多震撼的空间望远镜。
经过多年的延误和成本上涨，价值100亿美元的韦布望远镜终于在2021年底发射。2022年，这个大科学仪器在投入使用后没有遇到任何问题，很快开始收集数据并捕捉宇宙的壮观图像。而基于有史以来最大的反射主镜面和红外敏感系统，韦布望远镜可以获取前所未有的观测细节并能够解析星云。其合成照片的速度也非常快，只需要十几个小时，而哈勃空间望远镜则需要上百小时。
韦布望远镜拍摄的第一张全彩色图像。图片来源：NASA， ESA，CSA和STScI
陨石上的氨基酸说明什么？需要明白的是，目前在陨石上发现的有机物，并无法证明地球上的生命起源于地外，但“生命之源”的元素却能在地外出现。这项结论说明了一点，那就是在宇宙空间中，有机物普遍存在，只要条件适合，就能够形成各种有机物。
为人类确定这一点的，是距离地球3亿多公里的小行星“龙宫”。这是一颗碳质小行星——宇宙中数量最多的小行星类型。2020年12月，探测器“隼鸟2号”搭载的回收舱从“龙宫”返回地球，并带回重量约5.4克的行星表面样本。2022年，日本文部科学省称，科学家在“隼鸟2号”采集的样本中检测到20多种氨基酸。这是首个在地外存在氨基酸的证据，对理解这些至关重要的有机分子如何到达地球具有重要意义。
日本宇宙航空研究开发机构的小行星探测器“隼鸟2号”接近其目标小行星“龙宫”。图片来源：日本宇宙航空研究开发机构
同样是在今年，科学家发现组成脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）必不可少的成分——嘧啶碱基，可能是由富碳陨石带到地球的。日本北海道大学天文学家首次发现了此前从未在陨石样本中发现的脱氧核糖核酸和核糖核酸信息单元中的最后两个——胞嘧啶和胸腺嘧啶。虽然脱氧核糖核酸不太可能在陨石中形成，但该发现有助于理解早期地球上生命分子的发展。
宇宙是如何形成的，其答案可能不在宏观描述中，而在微观世界里粒子的演绎中。
在此之前，越来越多证据表明存在着一种奇特而难以捉摸的物质——“四中子态”，它由4个中子短暂地结合在一起形成。
生成式人工智能技术的暴发，使人工智能工具似乎已经抵达了人类创造力的外部边界。
人工智能公司“深度思维”今年8月宣布将公布超2亿个蛋白质的结构。该公司在短短18个月内，凭借“阿尔法折叠”算法，预测了迄今被编目的几乎所有蛋白质结构，破解了生物学领域最重大的难题之一。元宇宙平台公司（Meta）研究人员也利用人工智能预测了来自细菌、病毒和其他尚未被表征微生物的6亿多种蛋白质的结构。这些成果除了帮助攻克生命科学瓶颈外，也将在解决可持续性、粮食安全等重要问题上开辟新机。
今年，生成式人工智能也在变革着内容的生产方式。去年，DALL-E的问世曾让人们惊艳于人工智能图像生成器可以根据一段话直接生成图像的能力。今年4月，美国人工智能研究机构OpenAI开发出了DALL-E 2，为图像生成和处理领域树立了新的标杆。它可生成更加真实和准确的画像：综合文本描述中给出的概念、属性与风格等元素，生成现实主义图像与艺术作品，分辨率更是提高了4倍。
人工智能研究机构OpenAI向用户开放测试人工智能软件，其可基于文字描述生成图片。此图为生成的图像。图片来源：视觉中国
干细胞培育出全合成小鼠胚胎生命可以在培养皿、在实验室，甚至未来在机器中、在工厂里被制造出来吗？
2022年，科学家首次在不使用或卵子的情况下创造了合成小鼠胚胎，使其成功地在子宫外生长。换句话说，这些胚胎并不是和卵子结合的产物，它们的生长甚至不需要借助雌鼠的子宫，它们是“人工合成”的胚胎，由生长于培养皿中的干细胞产生，并在人工生物反应器中发育生长。上述胚胎在第6天长出了尾巴，在第8天长出了一颗跳动的心脏，甚至还出现了大脑的雏形。
这项实验由以色列魏茨曼科学研究所进行，相关论文于今年8月1日发表在《细胞》杂志上。上述胚胎只存活了8天半，却标志着惊人的突破，也面临着法律和伦理方面的考验：目前，法律允许最多14天大的人类胚胎用于实验室研究，超过这个时间范围将被视为违法，而法律对合成胚胎的研究时间范围则没有做出任何规定。如果某一天，一个用人体干细胞合成的胚胎在实验室里诞生，并拥有大脑和心跳，它违法吗？
研究人员相信，如今的突破有助于了解干细胞如何在发育的胚胎中形成各种器官，以及突变如何导致发育性疾病。只要技术掌握在合适的人手中，它依然是利大于弊。
航天器撞击小行星有助地球免遭威胁一颗小行星向地球袭来，可能在几年之内甚至几个月之内到达，人类能够做些什么来阻止它呢？
到目前为止，人类还没有像地球曾经的“霸主”——恐龙那样，遭受小行星撞击带来的大规模灾难。但天体物理学家认为，从长远来看，指望人类的运气并不是靠谱的防御策略，人们必须修建起恰当的基础设施并做好小行星偏转相关测试。
北京时间2022年9月27日早上7时14分，在人类对行星防御的第一次测试中，执行美国国家航空航天局（NASA）“双小行星重定向测试”（DART，戏称“打他”）任务的航天器成功撞向一颗名为“迪莫弗斯”的小行星。几天后，NASA证实，DART航天器成功地将迪莫弗斯的轨道周期改变了32分钟——从11小时55分钟缩短到11小时23分钟。当被撞小行星轨道周期变化大于73秒时,NASA则判定任务成功。而此次任务的实际成果达到了判定要求的25倍以上纳米体育。
中国空间站历史性完成“合体”“梦天”飞天，代表着中国航天人的步履不停、探索不止。
今年10月31日15时37分，搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射。约8分钟后，梦天实验舱准确进入预定轨道，发射任务取得了圆满成功。
梦天实验舱是中国空间站的第三个舱段，主要用于开展空间科学与应用实验，参与空间站组合体管理，货物气闸舱可支持货物自动进出舱，为舱内外科学实验提供支持。我国建设天宫空间站的主要目的，就是建成水平先进的国家太空实验室，为科学研究服务，以产出重大的科技成果。而梦天实验舱在三个舱段中具有最强的支持载荷能力，它的成功发射将推动我国空间科学水平进一步提升。
对于中国人探索太空的实践来说，梦天实验舱的建成和发射，不仅对中国航天事业意义重大，还将为人类和平利用太空作出开拓性贡献。诚如外媒所称，梦天实验舱的发射彰显了中国的实力，即在不依赖美、俄两个航天大国的情况下，独自组建空间站。
量子计算研究从模拟虫洞到隐形传态获突破长久以来，量子物理与广义相对论“相看两厌”的局面，几乎是被理论物理学界所公认，而量子引力正在尝试“调和”二者的矛盾。
英国《自然》杂志今年首次报道了利用一台量子处理器对全息虫洞进行量子“模拟”。此次演示使用的，就是谷歌公司推出的量子计算原型机“悬铃木”，这一成果代表着人们距离在实验室研究量子引力的目标又近了一步。
在量子隐形传态方面，今年之前关于这一效应的实验演示，一直局限于两个相连节点之间纳米体育。而在荷兰代尔夫特理工大学的一项研究中，研究人员演示了在一个三节点量子网络中，两个非相邻节点之间的量子信息隐形传态。这一结果被认为是朝着量子互联网迈出的重要一步。
核聚变研究首次实现“净能量增益”在可控核聚变的征途上，每一次“增益”都为未来的“人造太阳”注入一缕光芒。
今年12月14日，美国加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室国家点火装置（以下简称美国国家点火装置）宣布里程碑式突破：人类有史以来第一次成功在核聚变反应中，获得“净能量增益”。美国国家点火装置通过“惯性局限融合”技术，以全球最大型的激光去撞击氢电浆粒子，引发核聚变反应。该实验向目标输入了2.05兆焦耳的能量，结果输出了3.15兆焦耳的聚变能量。
核聚变研究的目的是复制在太阳上产生能量的核反应。自20世纪50年代以来，这是科学家们一直在追求的无碳能源最终梦想。美国资深核聚变科学家直言，“对我们大多数人而言，（成功）只是时间早晚问题”。
换句话说，如果要用于商业发电，激光器必须要像机关枪一样密集发射，且每次发射都需要产生核聚变反应，这中间，还有太多技术壁垒。
