砥砺奋进的五年丨厉害了，我的大学！

中国科技大学

在线出版的英国《自然》杂志上，两篇来自同一国家、同一科研团队的研究论文几天前同时在线发表。量子科学实验卫星首席科学家、中国科学院院士、中国科学技术大学教授潘建伟及其同事的名字，一起出现在了这期的《自然》杂志上了。

这两篇论文同时宣告了两个“第一次”：完全由我国自主研制的世界上第一颗空间量子科学实验卫星“墨子号”，在国际上首次成功实现了从卫星到地面的量子密钥分发，以及首次从地面到卫星的量子隐形传态。

“21世纪是生命科学世纪和量子科学世纪。” 中国科技大学教授张永德断言。

在《自然》杂志发表最新的研究成果之前，《科学》杂志已经发表过首次实现千公里级星地双向量子纠缠分发和量子力学非定域性检验的研究成果，加上这次《自然》杂志上公布的成果，中国的“墨子号”已提前并圆满实现全部三大既定科学目标，为未来继续引领世界量子通信技术发展和空间尺度量子物理基本问题检验前沿研究奠定了坚实的科学与技术基础。

中国科学院院长白春礼说，“墨子号”开启了全球化量子通信、空间量子物理学和量子引力实验检验的大门，为我国在国际上抢占了量子科技创新制高点，成为国际同行的标杆，实现了向“领跑者”的转变。

《自然》杂志物理科学主编卡尔·齐姆勒斯也对中国科学家的科研成果赞不绝口，他评价说，潘建伟及其团队顺利完成了三项量子实验，这些实验将会是全球任何基于空间的量子网络的核心组成部分。这些实验中的量子技术已经突破了天空的限制，由于中国在物理学方面的投资与努力，这个研究团队才能够将应用型量子通信技术方面的研究提升到如此的“天文高度”。

的确，一年前“墨子号”在酒泉卫星发射中心升空后，就备受国内外关注。而“量子号”也颇为争气，在今年1月18日正式交付后才半年，就接连取得了一系列全球领先的科学成果，为中国科学界赢得了巨大的国际声誉。目前，“墨子号”最初的三大科学目标已全部完成，领跑的“墨子号”也已显现出明显的聚合效应，奥地利科学家已经与中科院科研团队展开了合作，德国、意大利等国家的科研团队也在申请加入合作研究。

量子通信的安全性基于量子物理的基本原理，即单光子的不可分割性和量子的不可复制性，这就保证了信息的不可窃听和不可破解，所以量子保密通信是目前人类唯一已知的不可窃听、不可破译的无条件安全的通信方式。

在前期完成既定目标后，目前“墨子号”已踏上新的征程。科研团队已制定了后续拓展实验计划，基于纠缠的量子密钥、全天时量子通信等实验已经在紧锣密鼓地进行中。据悉，“墨子号”卫星设计寿命期内，这颗中国人自己研制并发射的空间科学卫星，将产生更多的科学成果。今后我国科学家也有可能还会发射更多的量子卫星，其科研成果将有望应用于国家安全、金融等领域的保密通信方面。

“中国的量子通信技术已全面领先于世界”，中国科学技术大学教授陈宇翱说。

上海交通大学

陶瓷很脆，一摔就碎；铝很软，一掰就弯。这是普通人对于陶瓷和铝这两种材料的印象。可是，上海交大材料科学与工程学院王浩伟教授团队却让铝里长出了陶瓷，制造出了一个陶铝“大力士”。这个“大力士”长什么样，又有哪些过人之处呢？

王浩伟教授告诉记者，这项成果的背后，凝结着上海交大五代“材料人”的心血。他们最终采用的“原位自生技术”，不仅把陶瓷颗粒的尺寸降低到纳米级，更突破了外加陶瓷铝基复合材料塑性低、加工难的应用瓶颈。目前，纳米陶瓷铝合金已经成功用于天宫一号、天宫二号、量子卫星、气象卫星的关键部件，助力它们遨游太空。

上海交大材料科学与工程学院教授王浩伟：天宫一号主要是用在相机的支架它是一个非常复杂的大型件用了这个以后第一减轻了重量原来计划用钛合金钛合金这个框架是非常难做出来的而且重量比我们重很多用了这个以后它减重了第二个它保证了精度大概总共减了有几十公斤呢。

不仅仅是帮助航空领域有效“减重”，在汽车领域，陶铝新材料在转向节上的应用，也已通过台架试验，即将量产。这一内燃机活塞上的关键部件，将在节能减排、提高安全性上前进一大步。

中国海洋大学

日前，由首席科学家——中国海洋大学徐继尚副教授带领的科考团队圆满完成国家“全球变化与海气相互作用”专项西太平洋海底底质和底栖生物调查任务，乘“海大号”科考船返回青岛。

本航次调查区块位于太平洋板块和菲律宾板块的交界雅浦海沟（Yap Trench）附近，是西太平洋暖池的核心区域。由于其位置的特殊性，该海域是全球气候环境变化、深海生命系统、全球碳循环、地球深部动力系统等热点问题的研究靶区。科考队员克服了当地气象多变、海况恶劣、高温高湿等困难，在工作中不断改进调查设备和工作方法，经过近两个月昼夜不停、连续不断的作业，顺利完成了调查任务。

本航次调查任务共获得了127站位的海底表层沉积物样品，12站位的柱状样样品，36站位的悬浮体样品与激光粒度仪现场观测数据，23站位小型底栖生物样品和14站位大型底栖生物样品，在1站位布设了时间序列沉积物捕获器，并进行了1站位生物拖网作业。本航次采集的大量样品和观测资料，为认识调查区底质、悬浮体、底栖生物分布特征和演变规律，以及进一步研究全球古气候环境变化、古生物生产力演化、深海生物多样性等热点问题提供第一手资料。

本航次由2017年4月30日到2017年6月27日，历时58天，航程1.5万公里，最大作业水深8000米，创“海大号”科考船航程最长、续航最久、作业深度最大之记录，展示了中国海洋大学深远海科学考察的能力。

武汉理工大学

两年过去，武汉理工大学的他们已经渐渐习惯了这里，也离不开自己的团队了。“我们都已经适应了这样的生活，习惯每天一上完课便赶到实验室来，习惯晚上9点关门后大家一起回到升升宿舍，也习惯了只有十来天的寒暑假。”中途，也有人因为各种原因而退出，但留下来的人大都觉得一旦离开了这个地方，每天就好像没有什么事可以干一样，在这里哪怕只是拧拧螺丝也是好的。

在机电大楼三楼实验室，数台加工设备占据了将近一半的空间，机器上大多覆盖着一层碎屑，地上静静摆放着的两个透明半球，显得比其他东西要干净得许多，冯晓宇和王闯正在摆弄着他们的“宝贝”——双壳体多维度发电系统，生怕它出现了一点点毛病。

“我不止一次有想要砸掉它的念头。”王闯紧紧盯着他们的项目成果感概地说道。

在提出理念、作出决策、设计模型、定做材料、组装设备、项目试验等过程中，团队遇到了各种各样的麻烦事：实际模型设计难以达到理想状态，设备组装过程无法顺利进行，为选所需材料有时不得不“一日游遍武汉三镇”……种种磨难却未能阻止他们的脚步，最终团队带领其项目以节能减排校赛选拔赛一等奖的身份进入了国赛。

“任何比赛成绩都是拿时间和努力换来的。”去年暑假，经过长期地查询资料、提出理念，项目组七名队员最终决定着力于海洋波浪发电系统。“你现在看到的其实已经是第三代内核、第二代外壳的成品了。”王闯指着因从余区进行实验之后不得不拆开的整个设备说道。坐在一旁的冯晓宇补充道：“当初做实体时需要不断地调试外壳的直径，太大太小都会影响产生电流的效力。而且当时并没有现成的设计提供参考，一切都得靠自己慢慢摸索。”

“人闲着闲着就懒了。”冯晓宇聊道，“我在大学三年生活中一直保持着‘忙’的状态，从不允许自己闲下来。这其中当然包括对学习的渴望和一些荣誉的成分，但终究是这些人不会停下来。正如‘不忘初心，方得始终’。”

电子科技大学

2017年3月，出自成电学子之手的一篇教学研究论文《巧克力相变中的滞后》成功入选著名SCI教学期刊《欧洲物理杂志》（European Journal of Physics）2016年度Highlights，并且位列第一栏，对巧克力的这种相变“滞后现象”进行了揭密。

论文的作者是物理电子学院2016届本科毕业生任瑞龙、逯群峰。这篇论文完成于2015年8月，最终于2015年12月9日发表在《欧洲物理杂志》上，截止2016年底，被下载次数达到2300次以上。

“巧克力相变中的滞后”原本是2014年中国大学生物理学术竞赛中的一道开放性题目。电子科技大学参赛代表队由物电学院吴喆、李业凤等老师带队，队员由从各学院选拔出的6名本科生组成，其中就有任瑞龙和逯群峰。按照比赛规则，有些题目本来是可以放弃的。“有两道题我们的准备不够充分,其中一道就是巧克力相变滞后问题，”任瑞龙说，由于比赛的时间和场地限制，参赛队没有太多时间研究，而且当时找了很多理论，都无法完全从微观上进行解释。

当时，绝大多数队伍在遇到“巧克力相变中的滞后”时纷纷选择了放弃。而展示这道题的队伍，也因为没有理论支持，仅仅只有实验，因此只得到了很低的分数。这道题目因此给任瑞龙、逯群峰等队员们留下了十分深刻的印象。虽然比赛结束了，但是他们对这个问题的研究从未止步。

竞赛结束后，任瑞龙、逯群峰返回学校，更加深入的研究才刚刚开始。从大赛过程中的情况来看，问题的关键在于如何找到一种恰当的理论进行科学合理的解释，于是他们向滕保华教授请教。滕保华老师十分支持同学们的研究，并给了一个重要的提示：巧克力相变的图像和“朗道-德冯谢亚唯象理论”（Landau-Devonshire）的图像非常相似。

经过初步研究之后，他们肯定：巧克力相变中的滞后现象和“朗道-德冯谢亚唯象模型”之间的契合度非常高。但是，怎么找到这种内在的关联呢？随后，他们从微观和宏观两个层面着手查询资料，在参考了大量的研究成果之后，他们认为，巧克力本身是很复杂的混合物，包含可可脂、蛋白质等等丰富的成分。仅仅考虑某一种成分的相变性质是不合理、不科学的，而要考虑每一种成分的相变性质又会产生大量的变量，从而增加研究的难度。

针对这种情况，他们最终选用唯象理论进行解释，即跳出对微观细节的讨论，从宏观层面进行研究，通过建立平方反比关系，把实验变量与理论模型参数紧密联系起来，使实验曲线与理论曲线更好的吻合，从而得到巧克力滞后现象的唯象解释。

为了进行实验验证，他们设计了一个巧妙的实验装置：把加热融化后的巧克力放入培养皿里，敷平表面后放入冰箱里凝固，作为样本。然后，取一个乒乓球，用针管注满水，作为“测量仪器”。

一切就绪后，开始用恒温水浴箱加热巧克力样本，在达到要求温度并保持3秒之后，从恒温水浴箱拿出培养皿，轻轻地把乒乓球放进去，乒乓球会在逐渐融化的巧克力上压出一个窝。在温度跳变3次后，把乒乓球拿起来，测量乒乓球沾到巧克力圆形区域的直径。

这个实验，他们反复做了一个月。最终，他们利用一些很简单的实验器材，获得了大量有用的数据。尤其是在他们的转化思维和巧妙计算下，这些数据最终证明了：实验结果的图像和“朗道-德冯谢亚唯象模型”非常吻合。

这一结论，让他们对之前的理论设想充满了信心。2015年3月，他们开始着手撰写研究论文。在滕保华老师的指导和帮助下，最终，论文在经历了40多遍修改后出炉。2015年12月9日，论文在《欧洲物理杂志》上发表。

转自——共青团中央