2022年国内十大科技新闻解读

　　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。

　　1 首次制成栅极长度最小的晶体管

　　人类又向摩尔定律的极限发起挑战。这一次，中国人扮演了探索者的角色。

　　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。相关成果在线发表在3月15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（MoS_2）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。

　　2 二氧化碳“变”葡萄糖和脂肪酸

　　除了“淀粉”，人工合成“粮食”又有新招。

　　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）。

　　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。

　　3 “中国天眼”发现首例持续活跃重复快速射电暴

　　位于贵州的那口“大锅”，今年又“炖”出了不少“好菜”。

　　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。