2019年2月27日，“2018年度中國科學十大進展”在北京揭曉。北京大學物理學院量子材料科學中心江穎教授和王恩哥院士領導的“揭示水合離子的原子結構和幻數(shù)效應”研究成果入選。

頒獎典禮現(xiàn)場

　　離子與水分子結合形成水合離子是自然界最為常見和重要的現(xiàn)象之一，在很多物理、化學、生物過程中扮演著重要的角色。早在19世紀末，人們就意識到離子水合作用的存在并開始了系統(tǒng)的研究。一百多年來，水合離子的微觀結構和動力學一直是學術界爭論的焦點，至今仍沒有定論。究其原因，關鍵在于缺乏原子尺度的實驗表征手段以及精準可靠的計算模擬方法。

　　北京大學物理學院量子材料科學中心江穎課題組、徐莉梅課題組、化學與分子工程學院高毅勤課題組與北京大學/中國科學院王恩哥課題組組成的聯(lián)合團隊，開發(fā)了一種基于高階靜電力的新型掃描探針技術，刷新了掃描探針顯微鏡空間分辨率的世界紀錄，實現(xiàn)了氫原子的直接成像和定位，在國際上首次獲得了單個鈉離子水合物的原子級分辨圖像，并發(fā)現(xiàn)水合離子的遷移率與特定水分子數(shù)目相關這一全新的動力學幻數(shù)效應。該工作首次澄清了界面上離子水合物的原子構型，建立了離子水合物的微觀結構和輸運性質之間的直接關聯(lián)，顛覆了人們對于受限體系中離子輸運的傳統(tǒng)認識，對離子電池、防腐蝕、電化學反應、海水淡化、生物離子通道等很多應用領域都具有重要的潛在意義。

　　相關研究論文發(fā)表在2018年5月31日Nature[557(7707):701—705]上。《自然綜述?化學》主編David Schilter對該工作進行了亮點評述，認為這項研究獲得了“堪稱完美的水合離子結構和動力學信息”。qPlus原子力顯微術發(fā)明人Franz Giessibl教授在其綜述文章中單獨撰寫了一個章節(jié)以大篇幅圖文形式重點介紹了該工作。2010年諾貝爾物理學獎獲得者Andre Geim教授得知這個工作后，邀請研究團隊成員赴曼城大學交流合作，共同探索受限體系中水合離子的輸運特性。

　　“中國科學十大進展”遴選由科技部基礎研究管理中心舉辦。研究進展由《中國基礎科學》《科技導報》《中國科學院院刊》《中國科學基金》和《科學通報》五家編輯部推薦，由兩院院士、973計劃顧問組和咨詢組專家、973計劃項目首席科學家、國家重點實驗室主任等專家學者經過初選和終選兩輪投票選出。該項活動旨在加強對我國重大基礎研究進展的宣傳，激勵廣大科技工作者的科學熱情和奉獻精神，促進公眾更加理解、關心和支持科學，在全社會營造良好的科學氛圍。該項活動已成為我國基礎研究傳播工作的一個品牌，在科技界產生了良好反響。

　　此次入選“2018年度中國科學十大進展”的還有：基于體細胞核移植技術成功克隆出獼猴；創(chuàng)建出首例人造單染色體真核細胞；揭示抑郁發(fā)生及氯胺 酮快速抗抑郁機制；研制出用于腫瘤治療的智能型DNA納米機器人；測得迄今最高精度的引力常數(shù)G值；首次直接探測到電子宇宙射線能譜在1TeV附近的拐折；創(chuàng)建出可探測細胞內結構相互作用的納米和毫秒尺度成像技術；調控植物生長-代謝平衡實現(xiàn)可持續(xù)農業(yè)發(fā)展；將人類生活在黃土高原的歷史推前至距今212萬年。