“科技創(chuàng)新能夠催生新產(chǎn)業(yè)、新模式、新動(dòng)能，是發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力的核心要素，黨的二十屆四中全會(huì)對(duì)科技創(chuàng)新引領(lǐng)發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力作出明確部署?！敝袊?guó)科技部部長(zhǎng)陰和俊表示。
第十九屆“挑戰(zhàn)杯”的賽場(chǎng)上，青年學(xué)子、科研“先鋒”描繪著“未來(lái)汽車(chē)”的模樣，向“碳”求新，讓萬(wàn)物可成“金”……以科技創(chuàng)新展現(xiàn)著青春風(fēng)采。
暢想一鍵起飛——“未來(lái)汽車(chē)”的模樣
“一鍵開(kāi)啟汽車(chē)飛行模式?！笨苹秒娪爸?，常常描繪宇宙飛船、飛行汽車(chē)穿梭在樓宇云端、遨游天際蒼穹的場(chǎng)景。本屆“挑戰(zhàn)杯”賽場(chǎng)上，清華大學(xué)的《空陸聯(lián)行——分體式飛行汽車(chē)的自主結(jié)合與分離技術(shù)》項(xiàng)目，或許將人類(lèi)駕駛汽車(chē)“飛行”的暢想，往前推了一步。
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、清華大學(xué)行健書(shū)院2021級(jí)本科賈博表示，在政策支持下，“低空經(jīng)濟(jì)”產(chǎn)業(yè)鏈已日趨成熟，迎來(lái)重大機(jī)遇期。“針對(duì)‘低空經(jīng)濟(jì)’中空地協(xié)作人工環(huán)節(jié)過(guò)多導(dǎo)致效率低下的問(wèn)題，我們團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套分體式架構(gòu)自主結(jié)合與分離技術(shù)方案，能夠?qū)崿F(xiàn)座艙模塊在飛行模塊和地面模塊之間的自主轉(zhuǎn)移。”他說(shuō)。
“我們項(xiàng)目采用了三分離構(gòu)型，保證其輕量化及靈活性，并引入無(wú)人機(jī)主動(dòng)導(dǎo)向，保證了廣泛的使用場(chǎng)景?！痹谡古_(tái)現(xiàn)場(chǎng)，賈博介紹道。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已完成的2kg級(jí)與10kg級(jí)兩款原理樣機(jī)，可應(yīng)用于緊急救援品運(yùn)送投放、低空物流與無(wú)人運(yùn)輸，以及在載人交通過(guò)渡階段，為空地協(xié)同出行提供解決方案。賈博說(shuō)：“我期待項(xiàng)目能‘真正走向社會(huì)’，我也希望通過(guò)我們的努力，五六年后，能實(shí)現(xiàn)‘汽車(chē)一鍵起飛’的暢想。”
同是汽車(chē)領(lǐng)域，廈門(mén)大學(xué)的項(xiàng)目關(guān)注近年來(lái)火熱的新能源汽車(chē)。針對(duì)行業(yè)內(nèi)卷問(wèn)題，該項(xiàng)目成員、廈門(mén)大學(xué)管理學(xué)院2024級(jí)本科生陳慶篪表示，“我們?cè)趦赡甓嗟臅r(shí)間里，分別面向企業(yè)端和消費(fèi)者端，對(duì)101位專(zhuān)業(yè)人士進(jìn)行訪(fǎng)談，發(fā)放并收回3789份有效問(wèn)卷。”
“我們?cè)谘芯繄?bào)告中，對(duì)內(nèi)卷現(xiàn)象的深層動(dòng)因進(jìn)行分析，并提出針對(duì)性的對(duì)策建議。下一步，我們團(tuán)隊(duì)也將繼續(xù)加深研究，進(jìn)行政產(chǎn)學(xué)研深度對(duì)接，希望能為產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供實(shí)證支撐?！标悜c篪說(shuō)。
汽車(chē)要上路，還得靠導(dǎo)航。南京航空航天大學(xué)“星眸載荷”項(xiàng)目關(guān)注導(dǎo)航系統(tǒng)是否健康運(yùn)行及其可用性問(wèn)題。
“2公里射頻鎖定、36米遙感精標(biāo)、3分鐘星上解算……”該團(tuán)隊(duì)成員、南京航空航天大學(xué)電子信息工程學(xué)院研三學(xué)生葉睿政，向觀(guān)眾介紹著該項(xiàng)目的技術(shù)亮點(diǎn)。
2023年，南航載荷團(tuán)隊(duì)敏銳捕捉到“干擾源監(jiān)測(cè)”這一國(guó)家戰(zhàn)略需求，提出研制“基于天基計(jì)算的地面輻射源在軌定位試驗(yàn)載荷——星眸載荷”。被問(wèn)及項(xiàng)目中遇到的“挑戰(zhàn)”，葉睿政告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者，初步完成載荷研制后，他們利用無(wú)人機(jī)搭載載荷進(jìn)行了首次飛行定位試驗(yàn)，當(dāng)團(tuán)隊(duì)滿(mǎn)懷期望地導(dǎo)出數(shù)據(jù)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)定位根本沒(méi)有成功?！爱?dāng)時(shí)我們已經(jīng)努力了一年多，結(jié)果沒(méi)有達(dá)到預(yù)期，大家情緒也一落千丈?！比~睿政回憶道。
在衛(wèi)星導(dǎo)航重大專(zhuān)項(xiàng)總體專(zhuān)家李廣俠教授的鼓勵(lì)和帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)從頭到尾一步步排查問(wèn)題?！拔覀儾幻卟恍?，大概花了兩三天的時(shí)間，最終在剔除異常值后，定位試驗(yàn)終于取得了成功?！?/p>
向“碳”求新
在本屆“挑戰(zhàn)杯”賽場(chǎng)上，還有不少高校團(tuán)隊(duì)關(guān)注到“碳”這個(gè)神奇的元素。
“潛龍?zhí)己！表?xiàng)目團(tuán)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)、天津大學(xué)動(dòng)力機(jī)械及工程專(zhuān)業(yè)2023級(jí)直博生陳煜表示，“我們的項(xiàng)目《潛龍‘碳’海-超臨界二氧化碳水下特種動(dòng)力技術(shù)》，旨在突破‘島鏈封鎖’、提升我國(guó)遠(yuǎn)洋戰(zhàn)略部署能力，聚焦新一代海洋核動(dòng)力裝備，開(kāi)發(fā)超臨界二氧化碳動(dòng)力技術(shù)。”
在解決“卡脖子”問(wèn)題上，該團(tuán)隊(duì)針對(duì)超臨界二氧化碳微觀(guān)機(jī)理展開(kāi)研究，“通俗地說(shuō)，通過(guò)我們的研究，可以將現(xiàn)有的核電系統(tǒng)做到更加小型集成化，能夠以更小的體積提供更高效的電能輸出?！标愳险f(shuō)。
目光轉(zhuǎn)向西部新疆的廣袤土地，石河子大學(xué)的《碳索者—基于復(fù)合吸附技術(shù)的全流程分布式模塊化DAC捕集裝置》項(xiàng)目，成功研發(fā)國(guó)內(nèi)首款適用于新疆油田的直接空氣碳捕集裝置，可將空氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)增產(chǎn)的綠色碳源。
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人之一、石河子大學(xué)的學(xué)生黎訓(xùn)培介紹，“與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比，我們的核心突破填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)高性能吸附劑的空白，在吸附效率比肩行業(yè)頭部的同時(shí)，通過(guò)對(duì)原有的脫附熱能結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新，自研全流道熱循環(huán)結(jié)構(gòu)的熱回收率達(dá)到68%，相較于原先的回收率提升了1.3倍?！?/p>
萬(wàn)物可成“金”
在“挑戰(zhàn)杯”的新材料領(lǐng)域，人們似乎看到了萬(wàn)物可成“金”的“魔法”。
聚焦隔熱材料領(lǐng)域，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的《點(diǎn)“絲”成金-表界面化學(xué)賦能超彈性超高溫隔熱材料》項(xiàng)目，關(guān)注到“雙碳”背景下，鋼鐵、水泥等高溫工業(yè)對(duì)單位產(chǎn)值能耗要求日益嚴(yán)格，隔熱系統(tǒng)升級(jí)成為能效突破關(guān)鍵。
但傳統(tǒng)隔熱材料存在性能瓶頸，氣凝膠憑借卓越隔熱性能與低密度優(yōu)勢(shì)，被譽(yù)為隔熱材料“新星”。然而，現(xiàn)有氣凝膠難抗超高溫、高壓等極端環(huán)境，且合成工藝復(fù)雜致成本高、量產(chǎn)難，制約其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。因此，研發(fā)兼具高耐溫性、高力學(xué)強(qiáng)度、輕質(zhì)化且易制備的氣凝膠，成為行業(yè)突破發(fā)展的核心命題。
對(duì)此，該團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院無(wú)機(jī)化學(xué)專(zhuān)業(yè)研二學(xué)生夏天譜表示，“我們采用氣流輔助靜電紡絲技術(shù)，大幅提升氣凝膠制備效率。同時(shí)，開(kāi)創(chuàng)性地開(kāi)發(fā)界面誘導(dǎo)分子組裝策略，在氣凝膠三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)表面精準(zhǔn)負(fù)載均勻連續(xù)的超薄納米層。這一創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了材料性能的‘飛躍’，遠(yuǎn)超同類(lèi)產(chǎn)品，成為當(dāng)前熱力性能最為優(yōu)異的氣凝膠材料之一?！?/p>
木頭也可成“金”？來(lái)自山東大學(xué)的《點(diǎn)木成金——木質(zhì)素基體單原子催化劑的綠色制備及其低碳環(huán)境修復(fù)研究》，關(guān)注減污降碳的國(guó)家戰(zhàn)略需求。
“簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，我們將造紙過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物——木質(zhì)素作為骨架，將鐵這一類(lèi)金屬原子負(fù)載在骨架上面，制備成一種具有高效處理污水能力的催化劑，從而實(shí)現(xiàn)以廢治廢，達(dá)到一箭雙雕的效果?！痹擁?xiàng)目成員山東大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2022級(jí)環(huán)境工程專(zhuān)業(yè)本科生于秉良解釋道。
“在2022年8月的一次實(shí)踐走訪(fǎng)中，我們偶然發(fā)現(xiàn)了木質(zhì)素這樣一個(gè)廢棄物難題，產(chǎn)生了靈感?；氐綄W(xué)校后，我們對(duì)關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行考證，并進(jìn)行了可行性技術(shù)分析與討論。隨后，我們團(tuán)隊(duì)開(kāi)始收集材料并進(jìn)行初步實(shí)驗(yàn)，終于在2023年10月，成功合成了催化材料。”于秉良告訴中青報(bào)·中青網(wǎng)記者。
目前，該材料分別在山東濱州和山東淄博兩個(gè)化工園區(qū)的污水處理廠(chǎng)進(jìn)行了試運(yùn)行，處理后的出水指標(biāo)均能達(dá)到地表水三類(lèi)以上。
編輯：李華山
