新型磁性问世

磁性是物质的基本属性之一，传统磁有序材料主要分为铁磁体和反铁磁体两大类。为了满足自旋电子器件的实际需求，亟须开发一种能够结合铁磁与反铁磁材料优点的“非常规磁体”。

南方科技大学教授刘畅、刘奇航课题组与中国科学院上海微系统与信息技术研究所研究员乔山课题组等合作，在国际上首次在非共面磁有序材料二碲化锰中发现磁序诱导的自旋劈裂能带，证实了新型“非常规磁体”的存在。相关研究成果2月14日发表于《自然》。

该成果及研究团队后续对磁性材料对称性理论的构建，开辟了不同于传统铁磁性和反铁磁性的“非常规磁性”研究方向，有望进一步推动未来新型磁性材料的研发与应用。

“拉索”认证首个超级宇宙线加速源

高海拔宇宙线观测站（LHAASO，“拉索”）在天鹅座恒星形成区发现一个巨型超高能伽马射线泡状结构，历史上首次找到能量高于1亿亿电子伏的宇宙线的起源天体，让原本用来解释宇宙线的一些理论模型不再适用。

“拉索”由中国科学院高能物理研究所牵头建设运行。此次发现的巨型超高能伽马射线泡状结构内分布有多个能量超过拍电子伏的光子，最高达到2拍电子伏，是迄今人们能够认证的第一个超级宇宙线加速源。

随着观测时间的增加，“拉索”可能探测到FC碰碰胡老虎机法典-提高赢钱机率的下注技巧千万亿电子伏乃至更高能量宇宙线的加速源，有望解开银河系宇宙线起源之谜。相关研究成果2月26日以封面文章形式发表于《科学通报》。

我国科学家提出木质纤维素三素催化分离新策略

木质纤维素是自然界储量最丰富的可再生原料，主要由纤维素、半纤维素和木质素（以下简称三素）组成。

中国科学院大连化学物理研究所研究员王峰团队“因势利导”地开发出催化木质素芳基化的三素分离（CLAF）技术，大幅提高了木质素发生缩合反应的选择性。基于CLAF策略提取的芳基化木质素通过催化解聚，可制备环境友好的可再生双酚及寡聚酚。联产的纤维素组分和半纤维素糖可分别转化为高纯溶解浆和木糖/糠醛。相关研究成果5月29日发表于《自然》。

团队已基于该成果开展中试设计和研发，将应用于竹、菌草等原料，为“以竹代塑/棉”提供技术支撑，在助力非石化资源高值化利用的同时，有望解决我国生物质原料利用不充分、生物质基材料进口依存度高等问题。

成功制备超高动态强度碳纳米管纤维突破现有纤维强度极限

碳纳米管具有完美一维结构及轻质高强等优异性质，是制备高强纤维的理想基元。然而，受限于碳纳米管跨尺度组装难题，碳纳米管纤维的强度仍较低，未能充分发挥单根碳纳米管的优异力学性能。

中国科学院院士、北京大学教授张锦团队与北京石墨烯研究院、中国科学院力学研究所、武汉大学、中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所等单位合作，提出一种超高动态强度碳纳米管纤维的制备方法。他们通过引入高性能聚合物纳米纤维结合机械训练方法，系统优化碳纳米管纤维的多级组装结构，大幅增强碳纳米管管间作用、取向性及纤维致密性，首次获得了动态强度高达14吉帕的碳纳米管纤维，这是国际上迄今强度最高的纤维。相关研究成果6月21日发表于《科学》。

大面积长效稳定钙钛矿电池研制获重要突破

中国科学院院士、南京航空航天大学教授郭万林等人发明了一种全新的基于气相的钙钛矿处理方法，不仅突破了过去液相法难以均匀处理大面积器件的瓶颈，还显著提升了电池的效率和稳定性。利用这种方法，他们研制出面积超过200平方厘米、效率超过18%、持续运行寿命超过4万小时的钙钛矿电池，刷新世界纪录。

气相氟化处理能够在整个薄膜表面实现均匀的反应物分布，并形成稳固的化学键，抑制缺陷的形成并锚定表面附近的阴离子，进而使钙钛矿电池多个指标打破世界纪录。相关研究成果7月25日发表于《科学》。

我国实现42.02万高斯稳态磁场刷新水冷磁体世界纪录

9月22日，中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心自主研制的水冷磁体成功产生42.02万高斯的稳态磁场，打破了美国国家强磁场实验室水冷磁体2017年创造的41.4万高斯的世界纪录。

稳态强磁场是开展物质科学前沿研究所需的一种极端实验条件，是推动重大科学发现的“利器”，强磁场技术已成为国际科技竞争的重要领域。这一磁体的研制成功，将为科学家探索新现象、揭示新规律提供强大的实验条件，为我国建设更高场强的稳态磁体打下关键技术基础。

科学家实现块体镍基高温超导电性

中国科学院物理研究所研究员程金光联合国内外多个研究团队，利用综合极端条件实验装置，在镍基高温超导研究中成功制备了单相性良好的双镍氧层钙钛矿材料La2PrNi2O7多晶样品，并在该样品中观察到块体高温超导电性存在的两个关键实验证据，即零电阻和完全抗磁性。研究结果揭示了镍基高温超导电性的结构起源，并指出微观结构无序对高温超导电性的不利影响。

这项研究是国际上首次在双层镍酸盐中实现块体高温超导电性，对于镍基高温超导材料的进一步优化设计与合成具有重要指导作用，将推动这一研究领域的发展。相关研究成果10月2日发表于《自然》。

我国科学家成功破解水熊虫耐受超强辐射新机制

军事科学院军事医学研究院研究员张令强团队和副研究员杨冬团队，联合陕西学前师范学院教授王立志等研究团队，发现并成功建立了河南高生熊虫的实验室培养体系，绘制出高质量基因组图谱，结合转录组、蛋白质组响应辐射的动态变化及关键分子功能和机制研究，揭示了水熊虫耐受超强辐射的关键机制，这些机制赋予水熊虫非凡的抗逆特征，并可应用于人源细胞提升抗辐射能力。

该研究开创了水熊虫研究的新范式，更新了人类对生命系统构成原理和运行机制的认识，开启了全面探索超强辐射耐受策略的大门。相关研究成果10月25日发表于《科学》。

黑土粮仓科技会战取得阶段性进展和显著成效

面向保障国家粮食安全和用好养好黑土地的重大需求，中国科学院联合东北“三省一区”于2021年共同启动“黑土粮仓”科技会战。9月27日，秋收测产显示，采用黑土地智能化保护利用“三江模式”后，在施肥量减少10%~20%的情况下仍可增产4.8%~21%。

研究团队已建立黑土地天空地一体化监测技术体系，完成全国首套10米分辨率黑土地土壤有机质遥感制图，发布首部东北黑土地白皮书；研发黑土地内稳性地力快速提升技术及坡-沟侵蚀综合治理技术体系；构建世界最大的大豆基因突变体库，创制36个新品种；研制“鸿鹄”系列智能农机；构建系列黑土地保护与合理利用适宜性技术体系，建立7个万亩示范区，总面积达17.1万亩，土壤有机质提高2%~3%，产量提高10%。

科研人员首次揭示玉米籽粒脱水分子机制

华中农业大学教授严建兵团队鉴定出一种玉米及其近缘种特有的、含31个氨基酸的新型小肽microRPG1，可通过精确调节乙烯信号通路关键基因的表达控制籽粒脱水。他们分析了数百份具有代表性的玉米种质材料，发现几乎所有材料都存在RPG基因，意味着操纵RPG基因改变籽粒脱水速率、培育宜机收的品种具有巨大的应用潜力。

该研究首次揭示了玉米籽粒脱水的分子机制，为快脱水宜机收玉米培育奠定了重要基础。研究有助于进一步加快推进我国宜机收玉米品种培育，有效提高玉米机械化收获效率，助力国家粮食安全。11月13日，相关研究成果在线发表于《细胞》。（本版图片来源于相关单位）