学术水平和实力的提升是学校内涵发展的重要内容，也是建设世界一流大学的必由之路。“浙江大学2021年度十大学术进展”评选活动于2022年1月启动，在全校师生以及社会公众共同参与和支持下，评选活动圆满成功。活动遴选出“年度十大学术进展”“年度十大学术进展提名”及“年度学术创新奖”。“冰单晶微纳光纤”项目入选《科技日报》2021年中国科技十大突破，“自供电深海软机器人”项目入选2021年度中国科学十大进展，被当然授予“浙江大学2021年度突出学术贡献奖”。
冰单晶微纳光纤
负责人：光电科学与工程学院教授 童利民
在人们的常识中，冰是一种透明易碎的脆性物质，没有弹性、无法弯折。浙江大学光电学院童利民教授团队把“不可能变成可能”，他们联合来自交叉力学中心和加州大学伯克利分校的合作者，首次获得冰单晶微纳光纤，实现低损耗光传输，及接近理论极限大幅度弹性弯曲，发现弹性弯曲诱导相变现象。拓展了人们对冰的认知边界，为光传感、冰物理研究等提供了新途径。
相关研究结果在《科学》杂志以研究长文（ResearchArticle）发表。论文的共同第一作者为浙大光电学院博士生许培臻和崔博文，共同通讯作者为浙大光电学院郭欣副教授和童利民教授，合作者包括浙大交叉力学中心卜叶强博士、王宏涛教授，浙大光电学院王攀研究员和加州大学伯克利分校沈元壤教授。
论文评审专家认为这项研究是“对冰物理认识的重大进步”，“所展现的力学和光学特性无疑是有趣的、独特的，具有潜在的实际应用价值”。
童利民认为，对于冰这样一种自然界中最普遍、但又最神奇的物质，相信该项研究结果将拓展人们对冰的认知边界，激发人们开展冰基光纤在光传输、光传感、冰物理学等方面的研究，以及发展适用于特殊环境的微纳尺度冰基技术。
《明代登科总录》
负责人：文学院（筹）教授 龚延明
龚延明、邱进春编著《明代登科总录》，是国家社科基金滚动资助重大项目、全国高校古委会重大项目《中国历代登科总录》子课题。
《明代登科总录》，25册、13802页、总字数2000万字，国家社科出版基金资助250万元，2021年由广西师大出版社出版。
《明代登记科总录》，从明太祖明洪武四年（1371）首开进士科科举考试，至明末崇祯十四年（1643）最后一榜止，共举行了89榜科举考试，每榜进士人数平均在270人上下，共录取进士24594人（龚延明、邱进春《明代登科进士总数考》，刊《浙江大学学报（人文社会科学版）2005年第3期，第69～78页，人大料报刊复印资料《明清史》2006年第8期第35～43页）。为明王朝培养了大批治国安邦的人才。
此成果，从现存能搜罗到的明代《登科录》等科举文献及明代人物传记资料中，一个一个挖掘已逝的明代及第进士二万四千五百多人，每个进士都要为之写个小传，并提供能够支撑小传来源的第一手文献史料。工程浩瀚巨大，全书共13802页、近2000万字。是浙大文科的重大成果。
单分子电致化学发光显微镜
负责人：化学系“百人计划”研究员 冯建东
教科书上的化学反应都是以单分子形式进行概念描述，但传统实验中得到却是大量分子的平均结果。单分子实验是从本质出发解决许多基础科学问题的重要途径之一，是研究方法的质变。这也是化学测量学面临的一个极限挑战。
团队基于电致化学发光近零背景的特性和项目提出的单分子时空隔离策略，第一次实现了单分子电致化学发光反应成像，进一步实现了世界首例基于化学方法的超分辨显微镜。
该工作作为封面文章刊载于《自然》期刊，在同一期上，《自然》期刊专门邀请了领域专家对这一突破性技术的前景进行了亮点评述和报道，领域专家Fred-ericKanoufi和NesoSojic教授评论：“该工作提出了基于化学过程实现超分辨显微成像的新概念”。未来，这项显微技术将作为一项研究工具为化学反应位点可视化、单分子测量、化学和生物成像等领域提供新的可能，具备广泛的应用前景。
高性能第四代镍基单晶高温合金
负责人：材料科学与工程学院“百人计划”研究员 赵新宝
当飞机自由地翱翔天际，它的“心脏”——航空发动机却经受着严酷的考验。尤其是高速旋转的涡轮叶片，要承受上千摄氏度的炙烤和高强度的拉伸。究竟什么材料能满足如此苛刻的工作条件？
浙江大学张泽院士带领的高温合金团队以“知其然并知其所以然”的理念进行攻关。阐明了提高其高温持久寿命与组织长期稳定性的结构基础，建立其关键成分—热处理工艺—相结构特征及稳定性—持久性能的依存关系，形成了自主新型合金结构调控相关理论。
并在此基础上不断优化合金成分、制备和热处理工艺等的相关设计，自主研制出第四代镍基单晶高温合金，关键指标达到国际先进水平：在1100℃/137MPa条件下的，持久寿命超过500小时，超过了国家重大专项提出的300小时的指标及国外同等第四代镍基单晶高温合金400小时的水平，为高承温能力涡轮叶片的制备提供了材料基础；此外，研究团队联合国内相关企业攻克双层壁冷却涡轮动叶、静叶单晶叶片制备技术，制备出可进行工程验证的等尺寸叶片。
细菌鞭毛马达结构、组装与扭矩传输机制
负责人：生命科学研究院教授 朱永群
1秒钟可以跑出自己身长60倍、甚至100倍的距离，这是很多细菌具有的运动能力，远超地球上跑得最快的动物猎豹，就连高铁也望尘莫及。自17世纪列文虎克第一次观察到能够移动的细菌后，细菌运动能力及其机制引起了广大科学家们的强烈兴趣。
浙江大学生命科学研究院朱永群教授团队与医学院张兴教授团队合作，联合揭示了沙门氏菌鞭毛马达的原子分辨率结构，通过对鞭毛马达扭矩传输机制的剖析，解开了困惑学界几十年的细菌鞭毛马达工作原理难题，揭开了细菌跑得快的秘密，为抗生素设计提供了新思路。这一研究刊发在2021年4月20日上线的国际顶级期刊《细胞》（Cell）。
一位匿名评审专家说，这是一个里程牌的结构研究工作。另一位匿名评审专家表示，这是一件杰出的研究工作，它揭示了细菌鞭毛未知部分的无与伦比的高分辨率精细结构和鞭毛马达工作原理。这项研究为纳米机器的研究带来积极的启发意义，也为研究这个复杂纳米机器的起源进化提供了可靠的结构信息，为生物进化理论带来新的视角。
全球氮素减排驱动的PM2.5治理新机制
负责人：环境与资源学院“百人计划”研究员 谷保静
每年秋冬季节，随着天气日渐转冷，PM2.5导致的污染都会进入公众视野。全球许多国家和地区都把PM2.5污染防治列为环境保护的优先事项。以往大家谈论较多的是其中的硫元素，随着环保研究的不断深入，作为PM2.5来源的另一重要“元凶”的氮素也引起了越来越多的关注。
在长达四年多的研究中，浙江大学环境与资源学院百人计划研究员谷保静联合国际团队，首次分析了氨气（NH3）和氮氧化物（NOx）在全球PM2.5污染形成中的贡献（N-share）及其健康效应，并结合模型分析控制氮排放来减缓PM2.5污染健康效应的路径和成本，研究发现，全球PM2.5污染治理中氨气减排比氮氧化物减排更有效。
这一研究成果刊登在国际顶级期刊《科学》上。论文第一和通讯作者为浙江大学谷保静研究员，北京大学张霖研究员和英国生态水文中心MarkSutton教授为论文的共同通讯作者。
自供电深海软机器人
负责人：航空航天学院教授 李铁风
从深海狮子鱼“头部骨骼分散融合在软组织中”这一生理特性提取仿生灵感，浙江大学李铁风团队联合之江实验室等合作单位开展跨学科交叉研究，采用“以柔克刚”的策略，突破性地提出机电系统软—硬共融的压力适应原理，研制出了一种全新的深海软体机器人。该机器人摒弃了传统深海装备笨重的抗压外壳，采用软质有机硅材料作为主要躯干，将控制电路、电池等各种硬质电子部件均匀分散到凝胶状的软体机身各处，优化了高压环境下机器人体内的受力情况，以实现最大限度的压力平衡，从而使整个系统无需外壳保护即可适应高静水压力。动力上，团队利用改性后耐低温高压环境的介电弹性体人工肌肉制作鱼鳍状仿生推进翼，推进翼在电源输出的交流电压下节律性地拍动，实现软体机器人水中游动。
2021年3月，相关研究成果作为封面文章刊发在国际期刊《自然》上，后登上央视《新闻联播》栏目。软体机器人与柔性智能装备国际著名学者CeciliaLaschi教授等在《自然》的专栏撰写文章评论了该工作，高度肯定了本研究的基础理论及技术路线，认为其推动了软体机器人研究的新进展，开创了智能深海软体机器人的新领域，为新一代强适应和高可靠的深海机器人研究奠定了基础。
不完备信息下宏观经济理论：建模与计算
负责人：经济学院副教授 邬介然
无论是网络购物还是投资理财，我们随时随地面临选择。经济学家提出，这种根据所获信息做出选择的行为是可以被刻画、计算的，甚至能运用大数据模拟去评估某项经济政策对这些行为的影响。2021年9月2日，浙江大学经济学院邬介然副教授、美国波士顿大学苗建军教授、美国弗吉尼亚大学EricYoung教授的合作论文“MultivariateRatio-nalInattention”在经济学顶级期刊Econometrica在线发表。
项目创建了不完备信息条件下宏观经济模型的新理论分析框架并发展了开创性分析工具和计算方法。运用该分析框架与工具，项目团队刻画了具有高度信息异质性与无穷维状态空间的复杂经济结构，并研究了宏观金融波动性、异质性行为人预期动态特征等重大宏观经济理论与现实问题。被认为是“理性疏忽”从理论到应用过程中的关键进展。
这是浙江大学全职教师第一次在Econometrica发表论文。普林斯顿大学讲席教授ChristopherSims（2011年诺贝尔经济学奖得主）在评价该项工作时，认为该研究完成了一项富有挑战性的重要工作，将已有文献向前推进了坚实一步。
格罗莫夫-豪斯多夫极限空间及其应用
负责人：数学科学学院教授 江文帅
在自然界中，并不是处处都平滑，“奇异性”总是会存在的。比如：宇宙中的黑洞、玻璃碎裂的裂痕、三角形的顶点等这些都可以认为是奇异性出现的位置。用数学的术语描述就是，一个函数的不连续点、或不可求导的点即可认为是奇异性出现的位置。几何的一个重要课题是研究几何对象（曲线、曲面、更高维的曲面等）的奇异性具有什么样的性质，它是否是随机的、毫无规律的。事实上，如果没有任何限制条件，总是可以找到奇异性很差的几何对象，但是这样的几何对象并不是普遍关心的，只是理论上存在的几何对象。
本项目主要关注一类重要几何对象的奇异性，由于奇异性是在不连续、不可导的地方产生，研究起来异常困难，相关的研究成果非常少。本项目证明一类重要的几何对象出现奇异性并不是任意的，它本身具有一定的规律。本项目的第一个成果，证明了“有限测度猜想”即表明奇异性并不会太多，它的“面积”是有限的。另外，本项目的第二个成果，证明了“奇异性的结构定理”即表明奇异性出现是有一定规律的，并不是随机的，它出现的位置并不是很差。
钽酸钾界面超导及电场调控
负责人：物理学院“百人计划”研究员 谢燕武
铝酸镧（LaAlO3）和钽酸钾（KTaO3）是两种绝缘体，但当它们组合在一起时，界面就能导电甚至出现超导现象。来自浙江大学物理学系、中科院物理所等机构的学者发现，可以像调控半导体器件那样，用电压连续调控LaA-lO3/KTaO3界面的导电性质：随着门电压的变化，它呈现了从超导到绝缘体的连续转变。同时，研究团队还在这一界面观测到了可被连续调控的量子金属态等许多新奇的物理现象。
相关论文ElectricfieldcontrolofsuperconductivityattheLaAlO3/KTaO3（111）interface在《科学》杂志上线。论文的共同第一作者为浙大物理系博士生陈峥、刘源和北京航空航天大学博士后张慧，共同通讯作者是浙大物理学系谢燕武研究员，中科院物理所孙继荣研究员和周毅研究员。这一发现为人们探索低温量子现象呈现了一个崭新的视野，也为超导器件的研发提供了新的思路。
《科学》杂志的审稿人对这项研究给与了非常积极的回应，他们认为，这种完全可调的超导性是一项引人入胜的突破，该项研究充分深入，几乎覆盖了过去10多年人们在LaAlO3/SrTiO3体系中获得的认识。
“快乐”神经递质受体的结构药理学研究
负责人：医学院长聘教授 张岩
你是否想过，你的开心或难过可能是身体内的一些微小化学物质在发挥作用？这些化学物质是如何影响人们的情绪，在大脑中发挥神奇的作用呢？
血清素、多巴胺、内啡肽，是人类快乐最重要的三种物质。其中，血清素，又名5-羟色胺（5-HT），是一种可以产生愉悦情绪和幸福感的信使分子，因此也被称为“快乐激素”，其在人体内含量的变化常常与情绪的变化有关，比如血清素的缺乏会导致抑郁的发生。血清素是如何让人产生幸福感？这个生物学机理一直没有破译。
浙江大学医学院、良渚实验室、医学中心张岩研究员团队与合作者，通过3年的联合攻关，成功解析了不同化学物质和多种血清素受体亚型的精细三维结构，并详细阐述了血清素和化学药物在人体内发挥作用的机制，对药物开发选择精准靶标具有积极作用。这一研究于2021年3月25日，刊发在国际顶级期刊《自然》。
哺乳动物控制愤怒情绪与行为的神经环路
负责人：医学院教授 段树民、虞燕琴
当人类受到挑衅、威胁时，愤怒的情绪往往油然而生，甚至会伴随一定的攻击行为；自然界弱肉强食的生物链条中，追捕和猎杀也时常上演……攻击行为是适者生存法则的核心策略，大部分动物都会演化出特定的神经环路来执行和控制攻击行为。那么大脑是如何管理愤怒情绪，并精确调控攻击行为呢？
2021年3月18日，浙江大学脑科学与脑医学学院段树民院士与虞燕琴教授团队在国际知名期刊《神经元》在线发表题为“ASubstantiaInnominata-mid-brainCircuitControlsaGen-eralAggressiveResponse”的研究论文。研究聚焦于小鼠大脑杏仁核延伸区域——后侧无名质，揭示其对多种攻击行为的梯度式编码方式，激活后侧无名质则类似于调用了“大脑中的武器库”，可触发情绪性攻击，并介导多种类型攻击行为的表达。这一新发现有助于揭示暴力行为的发生机制，为加快揭开‘愤怒情绪’的神秘面纱，及未来防治暴怒症提供可能的神经生物学基础。