习近平总书记在庆祝改革开放40周年大会上发表了重要讲话，全面总结了我国改革开放的伟大成就，指出40年来“科技创新和重大工程捷报频传”。40年来，中国科学院恪守国家战略科技力量的定位，坚持面向世界科技前沿，面向国家重大需求，面向国民经济主战场，积极部署和组织开展科学技术创新活动，积极建议和承担国家重大科技任务，取得一系列重大科技成果，为我国科技进步、经济社会发展和保障国家安全作出了重大创新贡献。

    在系统梳理改革开放40年来中科院广大科研人员取得的众多重大科技成果基础上，以“三个面向”为线索，综合凝练归纳出40项具有代表性的标志性重大科技成果。40项标志性重大科技成果经院学术委员会委员审核把关，通过网络向院属单位和社会进行了公示，已收录于《改革开放先锋 创新发展引擎——中国科学院改革开放四十年》一书，现予以公布。

    一 面向世界科技前沿（15项）

    1 高温超导体研究

    超导电性是荷兰科学家卡莫林·昂纳斯（H. Kamerlingh Onnes）在1911年发现的。指某些材料在其临界温度以下表现出电阻为零和完全抗磁性的现象，相应的材料称为超导体。临界温度高于传统理论认为的“麦克米兰极限”（40K）的超导体被称为高温超导体。探索和发现新型高温超导体特别是液氮温区以上的超导体并研究其物理机制是各国科学家们长期追求的目标。

    1987年，物理所在铜氧化物超导体的研究中作出了重大贡献，独立发现了液氮温区铜氧化物超导体，并首次在国际上公布其元素组成为Ba–Y–Cu–O。获1989年度国家自然科学奖一等奖。

    2008年，中国科大和物理所在铁基超导体研究方面先后在国际上首次突破了麦克米兰极限温度，分别发现43K的SmFeAsO1-xFx超导体、41K的CeFeAsO1-xFx超导体和系列50K以上的REFeAsO1-xFx及REFeAsO1-x（RE=稀土元素）超导体，并创造55K的超导体临界温度纪录。确定铁基超导体为新一类高温超导体，并在物理性质研究方面取得重要成果，具有潜在应用价值。获2013年度国家自然科学奖一等奖。

    中科院在国际上仅有的两次高温超导研究重大突破中，都作出了先驱性和开创性贡献，在该领域多个方面发挥了引领作用，持续推动国际高温超导研究发展。

    2 拓扑物态领域系列研究

    物理所在拓扑物态领域取得一系列国际领先的研究成果。2009年，理论发现Bi2Te3、Bi2Se3、Sb2Te3族三维拓扑绝缘体，并获实验验证，成为最为广泛研究的拓扑绝缘体材料体系。2010年，理论提出Cr或Fe磁性离子掺杂的Bi2Te3等拓扑绝缘体薄膜是实现量子反常霍尔效应的最佳体系，获2011年度中国科学院杰出科技成就奖。2013年，与清华大学合作在世界上首次实验观测到“量子反常霍尔效应”，验证了理论方案。2012—2014年，理论预言并实验发现了两个狄拉克半金属Na3Bi和Cd3As2，将凝聚态中电子态的拓扑分类从绝缘体推广到了半金属，发现了新物态——拓扑半金属态。

    2015年，理论预言TaAs家族材料是外尔半金属，并首次实验证实了其中手性电子态——外尔费米子的存在。该研究被英国物理学会《物理世界》评为“2015年十大突破”，被美国物理学会《物理》评为“2015年八大亮点工作”。2018年1月，入选美国物理学会《物理评论》系列期刊诞生125周年纪念论文集，是收录的49项重要科学成就中唯一来自中国本土的工作。

    2017年，理论预言并首次实验发现了三重简并点半金属WC家族材料，发现其中的三重简并费米子型准粒子激发，为在凝聚态物质中探索非常规费米子激发提供了新思路、新方法。

    2018年，首次在铁基超导体铁碲硒材料中发现了拓扑超导表面态，并在该材料中发现了零能的马约拉纳束缚态，对构建稳定的、高容错、可拓展的未来量子计算机的应用具有重要意义。

    3 粒子物理与核物理研究

    中科院依托相关国家重大科技基础设施并牵头重大国际合作，在强子物理、核物理、中微子物理、高能量前沿等方面取得一系列具有国际影响力的科学成果。

    1990年以来，高能所依托北京正负电子对撞机（BEPC）、北京谱仪（BES）实验精确测量了τ轻子质量及R值，发现了X（1835）新粒子。2013年，北京谱仪Ⅲ实验发现了“四夸克物质” Zc（3900），是对传统夸克模型中物质只含2个或3个夸克的重大突破，在美国物理学会《物理》评出的当年度物理学领域11项重要成果中位列榜首。

    1992年，利用兰州重离子研究装置，上海原子核所（现“上海应物所”）获得了新核素铂-202，这是中国科学家首次合成的新核素。20世纪90年代以来，近代物理所合成了34种新核素，首次高精度测定一批短寿命原子核质量，建成国际核质量数据评估中心。这些新核素的产生是中国科学家在远离稳定线核的合成和研究中取得的重大成果。

    2011年，上海应物所在参加RHIC-STAR核物理国际合作研究中，与美国科学家合作，为首次发现迄今最重的反物质粒子——反氦核，发挥了关键作用。

    2012年，由高能所牵头的国际合作研究团队在大亚湾反应堆中微子实验发现了中微子振荡新模式，精确测得中微子混合角θ13值，标志着我国中微子实验研究从无到有步入世界前列。该成果入选美国《科学》 2012年十大科学突破，获2013年度中国科学院杰出科技成就奖、2016年度国家自然科学奖一等奖、2016年度国际基础物理学突破奖。

    由高能所牵头的中国研究团队在2012年欧洲核子中心大型强子对撞机国际合作实验中，为发现希格斯粒子及其性质研究作出了直接贡献。

    4 有机分子簇集和自由基化学研究

    物理有机化学是有机化学的理论基础，主要涉及结构、介质和化学特性、物理特性之间的关系。上海有机所经过近20年努力，围绕物理有机化学前沿领域两个重要方面——有机分子簇集和自由基化学，进行了深入系统的研究。获2002年度国家自然科学奖一等奖，填补了该奖项此前连续4年的空缺。

    有机分子簇集和自卷研究成果，对在分子水平上理解某些生命现象及设计治疗动脉粥样硬化疾病的药物具有重要理论启示。自由基化学研究建立了当时国际上最完整、最可靠的反映取代基自旋离域能力的参数，被国际同行认为是里程碑式的工作。这两个方面涉及有机化合物的结构效应和介质效应，是物理有机化学研究的核心内容之一。

    5 纳米科技创新

    在纳米表征领域，1988年，化学所研制出我国第一台集计算机控制、数据分析和图像处理系统于一体的扫描隧道显微镜（STM）和我国第一台原子力显微镜（AFM），奠定了我国纳米科技研究的物质基础。2001年，中国科大在国际上首次利用低温STM获得能够分辨碳-碳单键和双键的C60单分子图像，并于2013年在国际上首次实现了亚纳米分辨的单分子光学拉曼成像，获2014年度中国科学院杰出科技成就奖。2013年，国家纳米中心利用AFM技术在国际上首次实现了对分子间氢键的直接成像，为化学界争论了80多年的“氢键本质”问题提供了第一个直观证据。

    在纳米材料与器件领域，物理所、金属所等单位在碳纳米管的制备、纳米结构及其物性调控、表面纳米化等方面，20多年来产出了一批国际引领性成果，促进了该领域的研究和发展。2017年，上海微系统所联合相关企业设计出低功耗、长寿命、高稳定性的钪-锑-碲（Sc-Sb-Te）新型高速相变材料，对于我国突破国外技术壁垒、自主开发存储器芯片具有重要意义。化学所基于长期基础研究，发展了纳米绿色印刷的完整产业链技术，并于2016年建成世界首条免砂目纳米绿色印刷版材示范线。

    在纳米催化领域，2011年，大连化物所在国际上首次制备出Pt/FeOx单原子催化剂，并提出了单原子催化新概念，入选美国化学会2016年度十大科研成果。2014年，基于纳米限域催化新概念，首创甲烷无氧制烯烃和芳烃催化过程，实现一步高效转化，获2015年度中国科学院杰出科技成就奖。

    6 人工合成生物学研究

    继1965年我国在国际上首次人工合成牛胰岛素（获1982年度国家自然科学奖一等奖）之后，1981年11月，由上海生化所、上海细胞所、上海有机所、生物物理所和院外相关单位组成的联合攻关团队，历时13年，在国际上首次人工合成了包含76个核苷酸的酵母丙氨酸转移核糖核酸完整分子。该成果获1987年度国家自然科学奖一等奖，对揭示生命起源和核酸在生物体内的作用意义重大，为进一步了解遗传和其他生命现象、研制和应用多种核酸类药物奠定了理论基础，标志着我国在该领域进入世界先进行列。

    2018年8月，分子植物科学卓越创新中心采用合成生物学“工程化”方法和高效使能技术，以单细胞真核生物酿酒酵母（天然含有16条线型染色体）为研究材料，在国际上首次人工创造出仅含单条染色体的真核细胞。这是继人工合成牛胰岛素和酵母丙氨酸转移核糖核酸之后，我国科学家再一次利用合成科学策略回答了生命科学领域的重大基础问题，将加深人类对生命本质的认识。

    7 非人灵长类模型与脑连接图谱研究

    脑科学与智能技术卓越创新中心在非人灵长类模型与脑连接图谱研究方面取得一系列重要原创成果。2017年年底在国际上率先攻克非人灵长类动物体细胞核克隆这一世界性难题，11月27日世界上首个体细胞克隆猴“中中”诞生，12月5日第二个克隆猴“华华”诞生。这是继1997年英国克隆羊“多莉”后克隆生物技术领域的又一重大突破，将有力促进生命科学基础研究和转化医学研究，为探究众多复杂疾病机理、建立有效诊治和干预手段及新药创制带来光明前景。

    2016年，该卓越创新中心在世界上首次建立了携带人类自闭症基因的非人灵长类动物模型——食蟹猴模型，构建了非人灵长类自闭症行为学分析范式，为观察自闭症的神经科学机理研究提供了一扇重要窗口，为深入研究自闭症的病理与探索可能的治疗干预方法奠定了重要基础。

    2016年，该卓越创新中心成功绘制了更精确的人脑功能分区图谱，即人类脑网络组图谱，突破100多年来传统脑图谱绘制的瓶颈，提出了“利用脑连接信息绘制脑图谱”的思想，第一次建立了宏观尺度上的活体全脑连接图谱，为实现脑科学和脑疾病研究的源头创新提供了重要基础。

    8 基因组研究

    1999年7月，由遗传发育所牵头，我国参与了国际人类基因组计划，成为继美国、英国、法国、德国、日本之后的第6个参与国，也是唯一的发展中国家。2000年4月，我国提前完成了国际人类基因组计划1%基因组序列工作框架图，测定了第3号染色体短臂上3 000万个2001年2月《自然》发表人类基因组计划框架图研究论文2002年12月《自然》发表籼稻基因组序列精细图研究论文飞蝗的全基因组序列图谱碱基序列，绘制了达到99.99%覆盖率的完成图，为我国生物资源基因组研究及参与国际生物产业竞争奠定了基础。

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