问题——基础研究能否前沿领域持续实现“从0到1”的原创突破,是衡量高校科研实力和国家创新体系效率的重要标准。近年来,围绕能源转型、前沿物理、深空探索等重大需求,国内科研竞争明显加速。关键领域不仅要“跑得快”,更要“做得扎实、做得深”。,南京大学涉及的成果连续入选“中国科学十大进展”,既反映出我国基础研究进入集中产出的阶段,也反映了高校在原始创新中的支撑作用。 原因——入选成果通常具有“问题牵引、交叉融合、平台支撑、长期积累”等共同特征。以2022年度入选成果“实现高效率的全钙钛矿叠层太阳能电池和组件”为例,钙钛矿叠层电池因低成本溶液工艺、适配薄膜化与规模化制造而受到关注,但效率长期受关键材料缺陷等瓶颈制约。尤其是窄带隙钙钛矿晶粒表面缺陷密度高,会带来更强的复合损失,使叠层效率难以超过单结器件。南京大学谭海仁团队聚焦这个核心问题,从分子设计切入,通过调控钝化分子极性,增强其在缺陷位点的吸附与钝化作用,显著降低缺陷导致的能量损失,推动叠层器件效率实现跃升。经国际权威机构独立测试,叠层电池效率达到26.4%,当时刷新纪录并实现对单结钙钛矿器件的超越。面向产业化关键环节,团队更提出适用于大面积叠层组件的可量产制备路径:以致密半导体保形层阻隔互连区域材料与金属背电极接触,提升组件性能与稳定性,实现国际认证效率21.7%、面积20平方厘米的叠层组件,为成果从实验室走向应用提供了更可落地的工程方案。 在前沿物理方向,2024年度入选成果“凝聚态物质中引力子模的实验发现”同样体现了长期积累与自主平台建设的价值。引力子作为对应引力波的自旋2假想粒子,被视为连接广义相对论与量子力学的重要概念。理论研究提出,分数量子霍尔体系可能涌现类引力子低能模式(引力子模),但由于实验条件极端苛刻、信号识别难度高,相关观测长期缺失。南京大学杜灵杰团队自主设计并搭建极低温强磁场共振非弹性偏振光散射系统,在砷化镓量子阱的分数量子霍尔效应中首次观察到引力子模,为在凝聚态体系研究量子引力相关问题提供了新的实验路径,也为理解自旋2低能激发与度规扰动的量子性质提供了可检验的物理图景。此类突破的实现,离不开高水平实验系统、精密测量方法与清晰理论问题意识的合力推进。 影响——从能源技术到基础物理,连续入选成果显示出两上外溢效应:一方面,面向“双碳”目标和新型能源体系建设,高效稳定的叠层光伏技术有望进一步降低度电成本、拓展光伏应用边界,并带动材料、装备、封装与可靠性测试等产业链环节升级;另一方面,凝聚态体系中新型准粒子观测为前沿基础物理提供了新的“实验场”,有助于推动量子多体、拓扑物态与类引力问题的交叉研究,提升我国国际基础物理研究中的影响力。 对策——要推动基础研究持续产出高水平成果,需要在体制机制与资源配置上进一步发力:其一,保持稳定支持与长期投入,容纳“十年磨一剑”的研究节奏,形成从关键科学问题凝练、平台建设到重大成果产出的闭环;其二,强化交叉学科组织方式,推动材料、物理、工程、信息等领域协同攻关,打通从原理验证到器件工程化的链条;其三,完善成果评价与转化衔接机制,在尊重科学规律的基础上,围绕国家战略需求建立“基础研究—技术验证—工程示范”的梯度支持体系;其四,加强高水平人才队伍与青年科研力量培养,支持在关键方向形成稳定团队,并拓展国际交流合作网络,以更高效率参与全球科技竞争。 前景——从2022至2025年多项成果入选可以看出,高校科研正从“单点突破”向“体系化创新”迈进。面向未来,随着高能效光伏技术路线加速迭代、极端条件实验能力持续提升,以及国家重大科技任务对原始创新提出更高要求,基础研究的战略牵引作用将更加突出。若能在关键材料可靠性、器件规模化一致性、极端实验平台开放共享诸上持续突破,相关成果有望进一步走向工程验证与更广泛的国际学术前沿,为我国实现高水平科技自立自强提供更坚实的支撑。
连续入选权威进展榜单,既是对科研实力的阶段性认可,也提示了更深层的规律:真正的科技竞争力来自长期的基础积累、面向前沿的原创勇气,以及从“发现”到“落地”的系统能力。面向未来,要把关键核心技术的源头创新牢牢掌握在自己手中,仍需在更高水平上推进基础研究、人才培养与创新生态建设,让更多“从0到1”的突破不断涌现,并转化为高质量发展的持续动力。