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【上理封面人物】上理“小小稽查队”:1秒,让危险液体“无所遁形”

2019-11-28733编辑:摄影:

“瓶子里装的是什么?”“请打开喝一口”……在过安检的时候,经常能听到安检员类似的的问询,而这样的对话或许都会成为“过去式”:蓝色的外壳,电脑大小的显示屏,手持三角形的检测探头轻轻一扫,一秒内便能“辨清敌友”,让危险液体“无所遁形”。

在第十六届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛上,由彭滟、朱亦鸣教授指导的tyc1286太阳集团“小小稽查队”团队携“便携式太赫兹危险液体检测仪”亮相,并斩获全国一等奖,实现了太阳官网挑战杯奖项的新突破。

检测100多种液体,练就“火眼金睛”

不同的物质有着不一样的波谱,就像人类的指纹一样,那么太赫兹波能不能用来检测液体呢?“便携式太赫兹危险液体检测仪”的设想最早来源于团队成员的“脑洞”。团队成员干敏霞回忆说:“我们当时在实验室里做检测生物成分的实验,刚好旁边有瓶矿泉水,于是就拿过来检测一下,没想到结果还挺准确的。然后我们就开始讨论,能不能制作一个这样的装置……” 汽油、柴油、丙酮、饮料……为了验证这个“脑洞”的可行性,各种各样的液体被“请”进了实验室——“实验室里有一整柜子的水,我们当时做了大量的实验,检测了一百多种液体,才确定了这个方法是可行的”,团队负责人范鑫怡说道。

在此之前,比较常用的液体检测方法是通过比较不同液体的介电常数,甄别安全液体和危险液体。然而,有的液体之间存在着相近的介电常数,比如牛奶和汽油,在检测仪器眼中,仿佛一对双胞胎,一不小心就会被“认错”。“便携式太赫兹危险液体检测仪”则拥有一双“火眼金睛”,哪怕是双胞胎,也能用太赫兹波检测波谱,找出独一无二的“指纹”信息,把它们区分开来。

值得一提的是,从初代产品“进化”到现在的模样,这款液体检测仪瘦身到6.5Kg,做到了真正的便携。团队成员干敏霞感叹:“在比赛中,我们听了很多专家的意见,接触了很多其他的优秀项目,交流原理和创新点,在思路的开拓中不断完善着产品。”

在“过关斩将”中打配合,燃烧熊熊“团魂”

负责电路设计的范鑫怡、负责光路设计的宋瑞昕、负责机械布局的姜怡欣、负责材料测试的干敏霞、负责软件算法的左王格……在“小小稽查队”团队里,大家各司其职,又默契地相互配合,朝着既定的目标共同努力。

“我们的作品属于安检装置,安检对公共安全起着不可或缺的稽查作用,作为大学生,我们也希望为社会安全贡献自己的一份小小的力量,‘小小稽查队’的团队名就是这么来的”,团队负责人范鑫怡介绍。

从校赛、市赛,到国赛,团队一路走来,克服了很多的困难。而他们“过关斩将”的诀窍之一就是熊熊燃烧的“团魂”。范鑫怡解释道:“对于光路来说,最大的困难是怎么简化它,让我们的作品更便携;对于电路来说,最大的困难是怎样提高传输过程里的信噪比;对于团队来说,就是要让‘团魂’燃烧,拿出攻坚克难的毅力一起往前走。” 每当遇到难题,他们就会聚在一起,群策群力,在轻松愉悦的氛围里把问题一一攻破,团队成员也在合作中成长。

在参加“挑战杯”市赛的时候,由于比赛现场的电流不稳定,检测仪在演示的时候出现了误判。市赛结束后,为了让检测仪具有更强的抗干扰能力,团队反复探讨,熬了好几个通宵,“比赛现场比实验室的环境复杂得多,需要提高系统的稳定性,我们查了很多资料,不断试验,终于找出了解决办法”,团队成员干敏霞感慨:“大家一起努力、一起做科研的快乐总能大过遇到的困难。”

从课堂走出去,以兴趣“锁定”科研方向

在“挑战杯”国赛的获奖队伍里,“小小稽查队”有点特别:团队8名成员全是本科生,他们“组队”的契机是光电学院彭滟教授的课堂。在本科生的《激光原理》课堂上,彭滟教授不止一次鼓励同学们来实验室参观,“回想起来,科研兴趣的种子在第一次参观实验室的时候萌芽了,当时看到师哥师姐们在超净室做实验,觉得特别有意思”,干敏霞回忆道。

根据每个学生不同的个性、兴趣、特长,彭滟教授会为他们介绍不同的研究方向。以宋瑞昕为例,一开始研究方向更偏理科的他,对物理并没有那么大的兴趣,在彭滟教授的引导下,他转向了更偏医工交叉的应用方向,宋瑞昕说:“找到科研兴趣点,确定研究方向真的很重要,彭老师就是我们科研道路上的明灯。”在创新项目中,有的实验相对比较快能出成果,而有的则需要比较长时间的铺垫,在进实验室的时候,彭滟教授还会问清楚同学们的打算,根据每个人留在实验室时间的长短,为本科生“量身定制”培养方案,指导大家研究不同的项目。

在光电学院,像这样鼓励本科生进实验室的老师还有很多,学院对本科生实施了学士导师制度,还特别针对2018级本科生实施了分层分类培养计划,不仅为每一位学生配备学士导师,还为有创新想法和创新能力的学生配备创新导师。


文字:李卉云、白一清

封面图:陈译轩