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2021.12.01

【安徽科技报】全国首个量子科技博士点落户中科大

笔者(zhe)11月27日从中国科学(xue)技术大学(xue)获悉,全国首个量子科技博士点正式(shi)落户该校。

日前,教育部正式(shi)公布(bu)2020年(nian)度学(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)授权自(zi)主审(shen)核单位(wei)(wei)增列(lie)的学(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)授权点名单,全国(guo)(guo)(guo)共新(xin)增54个(ge)学(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)点,中国(guo)(guo)(guo)科学(xue)(xue)(xue)技(ji)(ji)术(shu)大学(xue)(xue)(xue)的量子科学(xue)(xue)(xue)与(yu)技(ji)(ji)术(shu)博士学(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)授权交叉(cha)学(xue)(xue)(xue)科位(wei)(wei)列(lie)其(qi)中。这是我国(guo)(guo)(guo)首个(ge)量子科学(xue)(xue)(xue)与(yu)技(ji)(ji)术(shu)方向的博士学(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)授权点,也(ye)标(biao)志(zhi)着(zhe)该校在量子科技(ji)(ji)领域的学(xue)(xue)(xue)科建(jian)设取得了(le)阶段(duan)性成果,并迈入了(le)系统布(bu)局、成熟发展的新(xin)阶段(duan)。

上世(shi)纪90年(nian)代初,中(zhong)国科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)技(ji)术大学(xue)(xue)(xue)在国内率先开(kai)展量(liang)子信(xin)息科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)研(yan)究。目(mu)前(qian),已形(xing)成(cheng)了包括(kuo)物理(li)学(xue)(xue)(xue)、计算机科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)和技(ji)术、电子科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)与(yu)技(ji)术、材料(liao)科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)与(yu)工程(cheng)、数(shu)学(xue)(xue)(xue)、控制科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)与(yu)工程(cheng)、软件工程(cheng)等在内的交叉(cha)学(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke),量(liang)子科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)与(yu)技(ji)术方向成(cheng)为国际著名人才培(pei)(pei)养(yang)和科(ke)(ke)学(xue)(xue)(xue)研(yan)究基地之(zhi)一(yi),为国家培(pei)(pei)养(yang)和输送(song)了大批高素质科(ke)(ke)技(ji)人才。

此外(wai),该校建有合(he)肥微(wei)尺度(du)物(wu)质科(ke)学(xue)(xue)国(guo)家研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)、中(zhong)国(guo)科(ke)学(xue)(xue)院(yuan)量(liang)子信息与量(liang)子科(ke)技创新研(yan)究(jiu)院(yuan)、中(zhong)国(guo)科(ke)学(xue)(xue)院(yuan)量(liang)子信息重(zhong)点实验室(shi)、中(zhong)国(guo)科(ke)学(xue)(xue)院(yuan)微(wei)观磁共振重(zhong)点实验室(shi)等高水平研(yan)究(jiu)基(ji)地,为量(liang)子科(ke)学(xue)(xue)与技术领域的(de)人才(cai)培(pei)养提供了一流支撑体(ti)系,取得了包括1次国(guo)家自然科(ke)学(xue)(xue)一等奖、3次国(guo)家自然科(ke)学(xue)(xue)二等奖在内(nei)的(de)一系列创新成果。

该博(bo)士(shi)授权点(dian)的(de)获(huo)批,对促进量(liang)(liang)子(zi)(zi)科(ke)(ke)学(xue)与技(ji)(ji)(ji)术学(xue)科(ke)(ke)发(fa)(fa)展(zhan),提升(sheng)量(liang)(liang)子(zi)(zi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)创新(xin)领军人(ren)才(cai)的(de)培养质量(liang)(liang)和(he)(he)数(shu)量(liang)(liang)等方面(mian)(mian)具(ju)有(you)重要推(tui)(tui)动作(zuo)(zuo)用(yong)。该校将面(mian)(mian)向(xiang)(xiang)世(shi)界(jie)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)前沿、面(mian)(mian)向(xiang)(xiang)国家战略(lve)需(xu)求,布局和(he)(he)推(tui)(tui)进一(yi)(yi)流学(xue)科(ke)(ke)和(he)(he)交叉学(xue)科(ke)(ke)建设(she),加快培养量(liang)(liang)子(zi)(zi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)领域的(de)领军人(ren)才(cai)与产(chan)业急需(xu)的(de)高层次人(ren)才(cai),持(chi)续攻克量(liang)(liang)子(zi)(zi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)领域瓶颈技(ji)(ji)(ji)术,抢占(zhan)量(liang)(liang)子(zi)(zi)科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)发(fa)(fa)展(zhan)战略(lve)制高点(dian),努(nu)力为国家在新(xin)一(yi)(yi)轮科(ke)(ke)技(ji)(ji)(ji)竞争中走在世(shi)界(jie)前列作(zuo)(zuo)出更大贡献。(陈(chen)婉(wan)婉(wan))

寒冷的(de)冬天,你是否(fou)遇到(dao)(dao)过这样的(de)场景,早上出门时手机(ji)还有80%的(de)电,在(zai)户外稍微(wei)使用了一会儿,电量就只剩20%了,甚至还可能(neng)会遇到(dao)(dao)自动关机(ji)的(de)情况。那么,你知道(dao)为(wei)什么天气越冷,手机(ji)掉电越快(kuai)吗?

事实(shi)上,这(zhei)与手机(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的特点(dian)有(you)关。简单来(lai)说(shuo),我(wo)们的手机(ji)(ji)使用的其实(shi)是一种怕冷的电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)——锂(li)离子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)。锂(li)离子(zi)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)是一种二次电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),也称为蓄电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)、充电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi),可以通(tong)过充电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)反(fan)复使用。在环(huan)境温(wen)度(du)(du)较低(di)的情况下(xia),锂(li)离子(zi)的活性就会降低(di),导致手机(ji)(ji)待(dai)机(ji)(ji)时间变短、电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)掉电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)加快(kuai)。当温(wen)度(du)(du)低(di)到一定程(cheng)度(du)(du),比如(ru)说(shuo)零摄氏度(du)(du)或(huo)者零下(xia)十度(du)(du)的时候,手机(ji)(ji)可能出现自动关机(ji)(ji)的现象,但其实(shi)这(zhei)是对手机(ji)(ji)电(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的一种保护。

锂离子电池(chi)的工作原(yuan)理主要是依靠锂离子在正(zheng)极和负(fu)极之间移动工作来储蓄电能。在充放电

过(guo)程中,锂(li)离(li)子(zi)的(de)运动(dong)是在正负(fu)(fu)两(liang)个电(dian)(dian)(dian)(dian)极(ji)之(zhi)间(jian)往返嵌(qian)入和脱嵌(qian),这是一个化学反应(ying)的(de)过(guo)程。当电(dian)(dian)(dian)(dian)池充电(dian)(dian)(dian)(dian)时,锂(li)离(li)子(zi)从(cong)正极(ji)脱嵌(qian),经过(guo)电(dian)(dian)(dian)(dian)解质嵌(qian)入负(fu)(fu)极(ji),负(fu)(fu)极(ji)处于富(fu)锂(li)状态;放(fang)电(dian)(dian)(dian)(dian)时则相反。锂(li)电(dian)(dian)(dian)(dian)池负(fu)(fu)极(ji)通过(guo)化学反应(ying)脱嵌(qian)出锂(li)离(li)子(zi),并通过(guo)电(dian)(dian)(dian)(dian)解质溶液将锂(li)离(li)子(zi)传输嵌(qian)入到正极(ji),达到富(fu)锂(li)状态,从(cong)而(er)产(chan)生电(dian)(dian)(dian)(dian)流(liu)给手机供电(dian)(dian)(dian)(dian),以供我们使用。

为(wei)什(shen)么冬天锂离子(zi)电(dian)池工作(zuo)如此不正常呢(ni)?主要(yao)因为(wei)在低(di)温(wen)状(zhuang)态下,电(dian)解质溶(rong)液的黏度增加,导致锂离子(zi)穿越溶(rong)液的能(neng)力变差,活性降低(di),相(xiang)当(dang)于电(dian)源内阻(zu)增加,从而引起电(dian)池放电(dian)电(dian)压降低(di),电(dian)池可用容(rong)量降低(di),手机(ji)掉电(dian)变快,同时充电(dian)时间也会增加。

锂离子(zi)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)工(gong)作能力除了依赖正(zheng)(zheng)负极材料和(he)电(dian)(dian)(dian)解质溶液外(wai)(wai),还取(qu)决于(yu)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)放电(dian)(dian)(dian)温(wen)度和(he)电(dian)(dian)(dian)流。据(ju)检测,室(shi)温(wen)正(zheng)(zheng)常(chang)时锂离子(zi)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)放电(dian)(dian)(dian)正(zheng)(zheng)常(chang),但在零下20℃时,锂离子(zi)电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)放电(dian)(dian)(dian)容量(liang)只有室(shi)温(wen)正(zheng)(zheng)常(chang)时的(de)30%左(zuo)右。所以在寒冷的(de)冬天,手(shou)机(ji)在室(shi)内(nei)使(shi)用比较(jiao)正(zheng)(zheng)常(chang),在温(wen)度较(jiao)低的(de)室(shi)外(wai)(wai),电(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)电(dian)(dian)(dian)量(liang)下降速度就(jiu)会很快(kuai),关机(ji)也(ye)就(jiu)不足为奇(qi)了。

那么在低温环境下(xia),怎么做才(cai)能延长手机电(dian)池(chi)的使用时间呢(ni)?

首(shou)先,要尽量(liang)避(bi)免(mian)在(zai)(zai)极冷环境下使用手机,最好(hao)在(zai)(zai)10℃至40℃的(de)(de)环境下使用;其次,在(zai)(zai)不影响正常使用的(de)(de)情况下,尽量(liang)将屏幕亮度调低,关闭(bi)没有使用的(de)(de)后台程序;当然,最好(hao)的(de)(de)方法还是冷天在(zai)(zai)室外少做(zuo)低头(tou)族,这(zhei)样对(dui)手机和自身(shen)都是一种保护(hu)。(本报综合)


《安徽科技报》第07版 科技教育(2021年12月01日)


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