一、中微子探测器：中国的大亚湾实验使我国实现了的中微子研究从无到有，再到跨入全球先进行列。比如2012 年 3 月，大亚湾实验发现了中微子振荡的新模式，被《科学》（Science）评选为 2012 年度十大科学突破之一，获得2019 年度未来科学大奖等多个奖项。

大亚湾反应堆中微子实验2020年（12月12日）正式退役了。它曾经在在 3275 天 11 小时 43 分 0 秒的运行期间，产出了一系列重要的中微子研究成果，包括发现第三种中微子振荡模式，使中国达到中微子研究国际先进水平。值得一提的是，大亚湾实验退役后，中国中微子研究的重心将转移到江门，在那里将建成全世界最大的液体闪烁体中微子探测器，称为 江门中微子实验（简称 JUNO、江门实验）。再加上美国的深层地下中微子实验（DUNE）、日本的顶级神冈探测器（Hyper-K），未来十年中全世界预计共有三台大型中微子实验陆续启动，新一轮竞争正在拉开序幕。

值得一提的是，大亚湾的一个探测器模块（液闪）质量是 20 吨，江门市 2 万吨，整整大了一千倍。现在正在运行的国际上最大的液体闪烁探测器，是日本的 KamLAND 实验，它（的液闪）只有 1000 吨，江门探测器比它大 20 倍。

中微子是一种难以捉摸的基本粒子，质量非常小，不带电。太阳、宇宙线、核电站等都能产生大量中微子。它极难被探测，几乎不与物质发生相互作用，可以轻松地穿过人体、建筑甚至地球，不带来任何影响。中微子有3种类型，即电子中微子、μ中微子和τ中微子。它们可以通过振荡从一种类型转变成另一种类型。

二、猪角膜人眼移植技术：BBC之前发布《中国五大科学项目，预示中国科研的崛起》的报道，其中中山大学眼科中心袁进教授参与的“将猪角膜进行处理后用于人眼移植”的技术位列五大科学项目之一。

据了解，这项被戏称为“猪眼看世界”的生物技术已经在临床取得了成功。华南首例生物工程角膜移植手术曾经在中山大学中山眼科中心获得成功。其中来自江西的14岁接近全盲的少年，成为华南第一例接受生物工程角膜移植的患者。该少年的视力已经达到了0.1。这次成功意味着在全部500万角膜盲病患中，有1/3-1/2的病患可以通过这一技术来解决失明的问题。

所谓角膜：就是我们俗称的“黑眼珠”，位于眼球的正前方，形似圆球体的一部分。角膜透明无血管，感觉神经非常丰富。角膜可以保证外界光线毫无障碍地通过，到达眼底，获得清晰的成像。

人工角膜：尽管国外已有以异质性材料如玻璃、硅胶等为原料研发制作的人工角膜，但这些人工角膜均为人造高分子化学材料制成，存在生物相容性、力学特性差，临床试验效果不佳，无法形成连续化上皮，不能与患者自体组织完全整合等缺点，病人排异反应明显。

国家食品药品监督管理总局曾经在2015年为“艾欣瞳”颁发医疗器械注册证书，标志角膜再生医学领域的重大突破。这是由中国科学家自主研发并拥有完整自主知识产权的生物工程角膜，同时标志着世界上第一个也是唯一一个完成临床试验的生物工程角膜的上市。

三、血管诱导再生：血管疾病是人类健康的大敌。血管病不仅普遍，而且极度危险，常常是大量急病重重和众多慢性病的根源。随着血管疾病治疗技术的进步，外科的血管手术及人工血管更换成为一种新的治疗手段，人工血管的功能也在不断改善。中国一项最顶尖的国际合作，南开大学心血管生物材料团队与英国伦敦大学国王学院血管生物学研究团队，相互取长补短，最终取得技术突破。他们利用一种血管再生重构中具有关键作用的蛋白Dickkopf 3（DKK3），构建了具有递送DKK3功能的人工血管。

团队首次提出了DKK3通过与血管祖细胞表面的CXCR7受体结合激活下游相关信号通路，从而诱导VPC迁移的机制。还发现血管祖细胞中的组蛋白去乙酰化酶7（HDAC7）的mRNA可以选择性翻译产生一个含有7个氨基酸分子的多肽。这个多肽能够诱导VPC的迁移和向血管内皮细胞方向分化，从而有效促进人工血管的内皮化形成。

所谓“降解”是当今人们特别熟悉的概念，开始多用于“降解塑料”“降解废料”等，而现在的应用范围极为广泛，它甚至变成了一种制备工艺，实现某些新产品的制造过程。该成果也正是如此，可以解决原先的诸多血管病治疗瓶颈。在心血管疾病的治疗过程中，植入人工材料或器械已十分常见，但小口径人工血管由于“再狭窄”发生率高，目前尚未有成功的临床应用。研发可促进血管再生的新型植入材料，已成为世界范围内人工血管研究的热点领域。

四、电磁弹射器：中国的电磁弹射器比美国在福特级上使用的电磁弹射器要先进多了。美国虽然电磁弹射器已经随着福特号航母服役了，但是由于美国电磁弹射器存在各种故障和问题，导致福特号航母迄今为止还只是一艘直升机航母，并不能搭载战斗机，毕竟弹射器的问题多到让军方不敢轻易使用。

我国的电磁弹射器却不同，他的研发总师马伟明曾经说过，我国的电磁弹射器要比美国领先很多，我想这样的权威表述并不需要更多的修饰了。美国的电磁弹射器存在放功不均匀的情况，要知道蒸汽弹射器是一次做功，然后能量随着滑轨的前进逐步消耗，弹射的速度在轨道上是一次爆发后一直匀速降低的，飞行员还是比较好适应的。但是电磁弹射器是一直秩序在滑轨上释放能量，飞机处于不断地加速过程，如果这个加速是不均匀的加速，那么飞行员就要头晕眼花难以应付了。

美国的电磁弹射器就出现了那样的问题，这体现出美国电磁弹射器不成熟的地方，也是当初设计的时候忽略了的地方，只考虑了弹射质量、反复弹射的稳定性和功率释放等问题，却忽视了人的影响和感受，让飞行员在一个加速不均匀的弹射器上摇摆，怕不是想要了飞行员的命。也因此，美国勒令福特号停止实机弹射，等到故障彻底排除后才能真正具备正常使用的能力。

我国的电磁弹射器是马伟明团队的重大研发成果之一，已经在陆地上进行了上万次的弹射测试，也进行了实机弹射测试，曾经在那里拍到了歼15弹射型战斗机的画面。这说明我国在电磁弹射器上虽然进步很大，但是并不冒进，非常谨慎，多个地面测试基地同时使用，也印证了我国不断排除各种故障，解决不同问题，设计不同构型的研究手段。我国很可能就在003型航母上装备电磁弹射器，甚至如果进度够快，我国将会先于美国实现航母上的实机和真人弹射测试。

五、潜艇AIP技术：中国拥有全球领先的三种AIP潜艇技术。和传统常规动力潜艇不同，AIP潜艇不需要依赖空气进行推进，也就不需要经常上浮换气，因此潜航能力大幅提升，接近核动力潜艇，远远优于一般的常规潜艇。全球目前只有中国、瑞典、德国、日本、法国、俄罗斯等极少数国家有能力建造AIP潜艇。

由于常规潜艇由于没有核潜艇的反应堆固有噪音，因此静音性能比核潜艇更胜一筹。潜艇的AIP技术始于第二次世界大战的德国，但由于德国战败，相关研究被美苏两国继承。但在核潜艇成熟之后，AIP技术便被放弃。不过，对于需要常规动力潜艇的国家来说，AIP技术无疑具备极大的优势。目前成熟的AIP技术主要有三种：瑞典的斯特林发动机，德国、俄罗斯等国的燃料电池和法国的闭式循环蒸汽轮机。中国、日本的AIP技术也都源自斯特林发动机。

中国最先进的AIP潜艇最大的特点就是039A/B改用了斯特林发动机作为推进系统，潜航能力远超过传统常规潜艇。039A/B型潜艇的排水量估计约为3600吨，据足球人民日报报道，其安装的斯特林发动机的功率要比西方同类产品高117%，相当于提升了一倍还要多。一般在AIP状态下，潜艇仅能够维持2~3节的极低速度进行巡航，无法维持高速航行。

六、交直流发动机：由中国工程院院士、海军工程大学马伟明教授主持完成的此项成果，标志着我国在国际上率先开创的交直流电力集成新技术研究取得重大突破。这一发电机还为我军某新型潜艇动力系统提供了一种全新的供电方案。

由马伟明院士带领课题组，在国际上率先提出交直流电力集成思想，经过10多年刻苦攻关，先后解决了系统运行稳定性、电磁兼容等多项关键性技术难题，建立起一套完整的理论体系，研制出能够同时提供高品质交直流电源的新型集成化发电机。

该型发电机技术性能处于国际领先水平，与交直流分别供电的两台发电机组相比，体积和重量减小40％，工程造价降低40％。

该型发电机已经批量生产并装备部队，首套产品经过多年运行，稳定可靠，未发生任何故障，为发挥我军新型潜艇的战技性能作出了突出贡献。

二战以来，各国海军一直致力于高性能潜艇的研制。由于舰艇体积、重量有着严格限制，让小体积动力设备提供高品质、大容量的交直流电力，是各国海军致力追求的目标。

值得一提的是，马伟明在国际上率先提出了“电力集成”的技术思想，即用一台电机同时发出交流和直流两种电。在国内外电机界看来，这是不可能实现的“妄想”。经过16年刻苦攻关，他带领的团队终于研制出了世界上首台交直流双绕组发电机系统。该产品2002年通过鉴定，正式生产装备部队。从此，中国潜艇真正拥有了中国人自己设计制造并具有自主知识产权的“中国心”。此后他们向第三代集成化发电系统的研制发起全面冲击，多项关键技术被突破，3兆瓦级高速感应电机系统很快研制成功。这一创新成果先于美国研制成功，确立了中国在该领域的国际领先地位。

七、最高精度的G值：中国罗俊院士团队从上世纪八十年代就已开始采用扭秤技术精确测量万有引力常数G，历经十多年的努力于1999年得到了第一个G值，被随后历届的国际科学技术数据委员会（CODATA）录用。该团队历时十年，于2009年发表了新的结果，相对精度达到26ppm。该结果是当时采用扭秤周期法得到的最高精度的G值，也被随后的历届CODATA所收录命名为HUST-09。又经过一个十年的沉淀，罗俊团队再次一鸣惊人，采用两种不同方法测G，给出了国际上最高精度的G值，相对不确定度优于12ppm，实现了对国际顶尖水平的赶超。罗俊团队所在的引力中心在短短30多年里，从无到有，从有到强，逐步走向世界前沿，被国际同行称为“世界的引力中心”。

八、超统一场论：中国科学院院士吴岳良在物理学大统一理论上实现重要突破。吴岳良曾经在揭秘爱因斯坦统一场论的研究中取得突破，创建了超统一场论（hyperunified field theory）。该理论受相对论性狄拉克旋量理论、爱因斯坦广义相对论、杨-米尔斯规范理论和大统一理论的启发，并基于吴岳良前期发展的引力量子场论的研究成果，为揭示爱因斯坦统一场论理念中的不解之谜，探索终极统一理论打开了一扇新窗口。吴岳良院士的研究成果发表在《欧洲物理杂志C》上。《欧洲物理杂志》（European Physical Journal）C刊专门刊发粒子和场论领域文章，影响因子5.331。这意味着，除去《科学》、《自然》这样的综合期刊和《现代物理评论》《物理报道》这种只向知名科学家约稿的期刊，《欧洲物理杂志》在物理学专业内算得上是顶级水平。

吴岳良是中国引力波探测计划“太极计划”的首席科学家。根据“太极计划”，中国将于2033年发射引力波探测卫星组，成为世界最具雄心的理论物理学研究项目之一。

九、干细胞研究：中国干细胞研究已跃居世界领先前列，尤其在个别方向处于全球“领跑”地位，特别是在细胞重编程、多能性建立及其调控等研究领域取得了众多有国际影响力的重大成果，在特色动物资源平台、疾病动物模型等方面处于国际领先。中国在该领域论文发表数量及专利申请量已连续5年位居世界第二，且拥有了一批自主研发的技术，例如小分子化合物诱导体细胞重编程获得的多能诱导干细胞，人类胚胎早期发育的详尽图谱绘制等。

十、基因编辑：美国宾夕法尼亚大学基因编辑技术研究团队的首席科学家卡尔·朱恩曾经说，在基因编辑技术的医疗技术以及应用方面，中国可能超过美国，美国可能失去在生物医药领域的领先位置。从修改植物基因，到改变蝴蝶翅膀的图案，再到修改人类细胞……以CRISPR为代表的基因编辑技术风靡生命科学领域。国内外专家一致认为，许多重大疾病由基因突变导致，通过基因编辑在基因水平上实现错误DNA序列的纠正，有望彻底治愈遗传疾病。在农业和工业方面，有望通过基因编辑技术更精确地实现农作物和家禽家畜的经济性状改良。此外，在面对大规模突发生物入侵威胁时，基因编辑也将成为潜在的抵抗方法。

十一、工业生物技术领域技术专利：中国在2017年在工业生物技术领域技术专利申请、核心期刊论文发表均超越美国等发达国家，居世界首位，在该领域已经成为名副其实的技术大国。中国在生物技术领域，中国的干细胞、精准医疗、基因编辑等正在培养领跑世界的技术与产业。早在2018年，中国科学院宣布，中国在国际上首次实现了非人灵长类动物（猴）的体细胞克隆。生物学国际顶尖学术期刊《细胞》（Cell）称，该成果标志着中国率先开启了以体细胞克隆猴作为实验动物模型的新时代，实现了我国在非人灵长类研究领域由国际“并跑”到“领跑”的转变。

十二、电磁炮：全球有能力的国家都在大力研发电磁炮，中国与美国两国是全球电磁炮技术实力最强大的国家。电磁弹射是一项新兴技术，它依靠电磁的能量来推动被弹射的物体向外运动，简单来说，就是将电磁炮进行了改装，使之成为一种推动力，目前这项技术上没有得到广泛运用，只有美国、中国拥有相对的完整技术，其余国家的基本上都处于试验阶段。

相比于传统的弹射装置，电磁弹射具备相当大的优势，无论是发射距离还是力度，都比传统弹射装置要快得多，简单得多，节约的多。电磁弹射技术的研制者，马伟明先生在近期接受了《环球时报》记者独家专访，他表示，中国电磁弹射技术上与美国并驾齐驱。

值得一提的是，电磁弹射技术从发明后，便一直是美国的独享技术，但美国的电磁弹射有一个非常大的弊端，那就是它采用的是中亚交流体制，这种体制虽然技术成熟，难度小，但它的系统功率较小，发电机的并联也十分困难，系统压降较大，这一点体现在了近段时间美国相继问世的数款电磁弹射军舰上，经常出现趴窝的尴尬情况；中国的电磁弹射技术则是中压直流，相对于前者，诚然技术上不算成熟，但体积和重量较小，成本和费用较低，其发电机并联比较容易。

十三、双心室拯救计划：是当下小儿心脏外科领域全球最高难度系数手术，仅有少数发达国家的个别医生掌握。国家儿童医学中心、上海交通大学医学院附属上海儿童医学中心心胸外科主任张海波曾经向此项技术巅峰发起挑战。在美国、加拿大、澳大利亚、韩国等多国专家的见证下，中国医生们独立成功完成了这项世界顶尖技术。张海波师从医30年，主刀小儿先心病手术6000余例，其中危重复杂先心病手术4000余例，最小年龄为出生后12小时，最低体重860克。张海波的手术成功率超过98%。他不断突破小儿心外科手术禁区，攻克高难度前沿手术，填补该领域内的数项空白。

十四、组合式同相供电装置：中国李群湛团队研制的世界首套“组合式同相供电装置”在山西中南通道重载铁路投入运行，其标志着同相供电技术从科研成果走向了工程实用。值得一提的是，这项诞生于四川的技术与法国高铁采用的车上自动过分相技术相比，没有列车断电之弊病；与日本采用的地面自动过分相技术相比，没有电磁暂态过程，并且寿命内综合年均成本仅相当于其三分之一。由此奠定了中国以同相供电为核心的新一代牵引供电系统理论与技术体系，被业界公认达到世界领先水平。不仅如此，这项原创技术也填补了世界轨道交通的空白，使得中国的轨道交通技术再次登上世界高峰。

十五、全球唯一双波段万吨驱逐舰：055型导弹驱逐舰。其空载排水量约为9500到10000吨，标准排水量11000吨，满载排水量12500吨左右。本级舰拥有较强的防空、反导、反潜、反舰、攻陆和电子战能力，是未来我国航空母舰编队的“带刀侍卫”。值得一提的是，在航电系统方面，055型驱逐舰安装了双波段有源相控阵雷达，是驱逐舰中的第一种。美国朱姆沃尔特级驱逐舰当初设计的是双波段雷达，但因为造价太高，后面取消了。因此，055型驱逐舰成为了全球第一。

十六、空警500预警机：是世界技术最先进的预警机。空警500使用的是世界第一款数字阵列雷达，相较于有源相控阵雷达，足足强了一代。在数字阵列雷达的加持下，空警500预警机的性能也得到了认可。据悉，该型预警机的反隐身能力非常的强，尤其是"A射B导"能力，配合霹雳15和霹雳21，是空中无敌的存在。据了解，在歼20战机和055驱逐舰上也使用了数字阵列雷达，采用GaN"氮化镓"基做雷达辐射材料，大小和数量可以模块化组合，其技术十分先进。

十七、高分辨率光学成像卫星：“高分四号”是我国首颗地球同步轨道高分辨率光学成像卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。“高分四号”已是目前世界上“视力最佳”的高轨遥感卫星。国际上高轨遥感卫星空间分辨率大多为数百米，甚至数公里。

十八、超强超短激光实验装置：中国上海超强超短激光实验装置（SULF）研制工作取得重大突破，成功实现了10拍瓦（1拍瓦=1千万亿瓦）激光放大输出，达到国际同类研究领先水平。超强超短激光能在实验室内创造出前所未有的超强电磁场、超高能量密度和超快时间尺度综合性极端物理条件，在台式化加速器、超快化学、阿秒科学、材料科学、激光聚变、核物理与核医学、实验室天体物理等领域具有重大应用价值，国际上多个国家投入巨资开展10拍瓦级大型超强超短激光装置的研制，展开激烈竞争。

十九、220吨级大型军用运输机：中国运-20运输机，是中国自主研制的最大运输机，从研制到服役用了接近10年的时间。运-20之所以引起了广泛关注，是因为它的运输能力在世界范围内都属于一流水平。

二十、全球首款大型货运无人机：由中国科学院工程热物理研究所联合多家单位共同研发的大型货运无人机AT200之前完成首飞，标志着全球首款吨位级货运无人机的诞生。其货仓容积10立方米，有效载荷达1.5吨，货运商载能力国内外首屈一指；其巡航速度为313公里/时，续航时间长达8小时、航程2183公里，实用升限可达6098米，即使在陆运交通不发达及多山的西部、高海拔地区，也可高效完成点对点的货运支线运输。

二十一、海底主被动联合三维光纤声呐阵列：中国首个建设的南海海底观测网试验系统明确为军民两用项目，可见该系统将主要用于对南海海底的监控和探测，尤其是对我国南海地区威胁较大的主要国家潜艇的监视。所谓被动声呐也叫噪声声呐，它是通过接受和处理水中目标发出的辐射噪声或声呐信号，从而获取目标参数的各种声呐的统称。“被动声呐”的作用和传统的水下听音装置“水听器”极为相近，不发出任何讯号，只接收来自于周遭的各种音频讯号来判断与识别不同的物体。

二十二、深紫外非线性光学晶体：中科院新疆理化所潘世烈团队基于材料模拟方法提出了一种将(BO3F)4-功能基团引入硼酸盐框架的设计策略。成功设计并合成出了NH4B4O6F (ABF)块状晶体，倍频效应是KBBF的2.5倍，用于深紫外激光光源可获得更高的转换效率。非线性光学晶体在激光光场作用下会产生诸如倍频、混频和参量振荡与放大等非线性光学现象，因而能够极大地拓展激光的应用范围。这类晶体材料是全固态激光器频率变换的核心，在光学、通讯、医疗、军事等领域发挥着越来越重要的作用。

二十三、高分辨率大视场离轴三反光学系统：中国之前在空间光学领域离轴三反望远镜系统由于其独特的优势全球的关注。高分辨率离轴三反望远镜光学系统,在共轴三反镜系统的几何光学成像理论的基础上,从离轴三反望远系统的系统性能参数确定、初始结构计算、像差的校正及光学系统的优化四个方面研究了离轴三反望远系统的设计问题。

中国尖端科技还有很多，比如

二十四、全超导托卡马克核聚变装置

二十五、多自由度量子隐形传态

二十六、全球首颗量子通信卫星

二十七、半导体量子芯片＋固态量子存储器

二十八、世界第一冷原子钟

二十九、天波超视距阵列雷达

三十、全球首次合成全氮氢离子盐