挑战激扬青春,科创点亮梦想
——记第十七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛获奖团队

2022-04-24来源:校团委 电子工程与光电技术学院 化学与化工学院作者:李嘉珣 李丽君 张健鹏 鲁南 陈阳 曹佳音审核人:陈翔编辑:李英阅读:362

第十七届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛(以下简称“挑战杯”)近日落下帷幕,本届竞赛吸引了2500所院校、2.2万件作品参赛,呈现出数量与质量双提升的繁荣景象。本届赛事以“科创先行,强国有我”为主题,打造了“一杯三赛”的新赛制,包括“挑战杯”主体赛和红色专项、揭榜挂帅、黑科技三个专项赛,我校共计获得全国特等奖3项,一等奖4项,二等奖4项,三等奖4项。值得一提的是,我校在“揭榜挂帅”赛道中获得全国“擂主”(第一名)1项,并在专项赛中实现了国赛特等奖全覆盖(全国仅四所高校)。

“挑战杯”自1989年创办以来,已成为推动广大高校学生参与学术科技实践的重要载体与培养创新型人才的平台。能在竞争激烈的国家级赛事中脱颖而出的团队,他们有哪些奖杯背后的故事?让我们走进其中3个获奖团队,感受他们的青春与奋斗。


“超宽带曲面阵列研究”团队:勇于追梦的全国“擂主”

从斩获“揭榜挂帅”赛道特等奖,到一举夺得全国“擂主”,这支由丁大志老师、顾鹏飞老师指导,由电光学院黄佰凡、刘启辉、李越、陈晓威、曹资浩、邹逸妍6名硕士研究生组成的团队,一路披荆斩棘,彰显了南理工人敢闯敢闯、锐意进取的昂扬风貌。

国之所需,吾之所向

“揭榜挂帅”是第十七届“挑战杯”新增赛道,项目覆盖量子信息、3D打印钛合金材料、国产化网络信息安全等技术难题或传统基础行业领域,把国家的“卡脖子”关键核心技术需求张榜给青年学生,英雄不论出处,谁有本事谁就揭榜。

雷达系统是战场上的眼睛,而天线作为雷达的关键部件,其性能影响至关重要,中国电子科技集团公司第二十九研究所贴出的榜题就是设计一款超宽带曲面阵列天线。怀揣着“把创新主动权、发展主动权牢牢掌握在自己手中”的信念,团队迅速响应组委会号召,开展了超宽带、高辐射效率、低剖面的曲面阵列研究。

经网络评审,来自北京理工大学、东南大学、西北工业大学、电子科技大学、西安电子科技大学、南京理工大学等十余所高校的作品在决赛现场同台竞技,我校作品荣获特等奖(全国仅五项)。

披荆斩棘,齐渡难关

看似寻常最奇崛,成如容易却艰辛。经过初期阶段的研究,团队方案基本完成了任务指标,但是很难再进一步突破,研发陷入了瓶颈。团队负责人黄佰凡面对紧张备赛与毕业设计的双重压力,一度陷入了深深的自我怀疑,指导老师鼓励团队:“工程研究就是不断地遇到困难,解决困难,当陷入研究瓶颈,可以试着换个思路,哪怕重头开始,也不要轻易放弃。”

一次偶然的尝试,团队负责人黄佰凡想到了在不同频段使用不同辐射结构,从而保留不同类型天线的优势的思路,经过与团队成员的反复讨论,确定方案,最终完成了设计。

“因为中途更换方案,在完成天线阵列设计后,仅剩不到一周的时间。我们加班加点,夜里困了就在实验室里眯一会儿,醒了接着干,总算是赶在时间截止前完成了设计报告的编写。”团队成员陈晓威对那段熬夜赶工的记忆犹新。

宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来。经过不断的努力,团队完成了兼顾超宽带、低剖面和高辐射效率指标的天线设计,并形成自主可控的大规模阵列高效分析与快速优化软件,打破了国内电磁仿真软件长期被国外卡脖子的技术封锁。

追求极致,精益求精

在取得全国特等奖后,团队又迅速投入了“擂台赛”的备赛中,每晚开组会、过材料成了指导老师与团队的必修课,校团委、电光学院多次组织校内外专家担任评审,进行多次全真模拟演练,校院领导多次亲临模拟现场看望师生、指导工作。

演讲稿修改近百次,每一个用语深思熟虑;答辩PPT反复打磨,不肯放过每一个细节,黄佰凡笑称比赛催出了自己人生的第一根白发。正是这种精益求精的追求,才能有了团队在总决赛的精彩表现。

“习近平总书记曾说过,关键核心技术是要不来、买不来、讨不来的。我们愿在核心技术领域取得突破,为祖国的国防事业,贡献一份南理工力量。”擂台赛舞台上答辩人刘启辉的结束语掷地有声。

“挑战杯”不仅是一场比赛,更是一种科研精神的洗礼。比赛虽然结束了,但团队成员仍然以饱满的热情和昂扬的精神,在实验室投身科研攻关第一线,促进科技创新成果向现实生产力转化,践行着“请党放心,强国有我”的青春宣言。


“多孔金属阳极氧化物的形成机理研究及其应用”团队:永不止步的行动力量

多孔金属阳极氧化物形成机理研究及其应用团队(以下简称“多孔金属团队”)由化学与化工学院张文超、朱绪飞、张天娇3位老师指导,张健鹏、周沁怡、张钊荧、陈爽、但雨欣、李溥滢、鲁南、王安成8位本科生组成。围绕金属阳极氧化物的多孔结构形成机理不清的现状,他们解决了含能材料领域无法同时提高制备安全性和能量输出的研究难点。团队共发表10篇SCI论文(其中3篇进入ESI全球前1%高被引),授权国家发明专利两项,最终获得了“挑战杯”全国一等奖。

缘起,只想踏实学一些东西

多孔金属团队的所有成员都来自于朱绪飞老师课题组,他们中的大多数从大一下学期就进入实验室开始了研究。谈及加入课题组的初衷,“就是想跟着老师踏踏实实地学点东西”,团队队长张健鹏如是说。金属阳极氧化这个课题,朱老师团队已经进行了十几年的研究。从一开始提出的理论和观点被外国审稿者嗤之以鼻,到现在他们首次提出的双电流动力学模型已经得到了国内外专家的广泛认可,这其中的艰难苦楚他们深有感触。

实验过程并不总是一帆风顺的,特别是在金属锡和锆的研究中,这是阳极氧化领域中鲜有人涉略的地区,因而没有太多前人经验可借鉴。从前期抛光液的选择到后期阳极氧化条件的设计,都需要团队成员一点一点控制变量,来探寻可以形成多孔结构最佳的实验条件。

团队主讲人之一的周沁怡是同年级第一个加入朱老师团队的学生,在同龄人还在为课业焦头烂额的时候,她已经开始独立阅读英文文献,设计实验方案。大一的暑假,大二的周末,大部分时间她都在实验室里度过,越努力,越幸运,经过百余次的阳极氧化实验,她的一篇论文连续12个月被列为ESI全球前1%高被引论文。

成长,项目和团队一起向未来

回看这一年半的“挑战杯”长跑,队员们都表示“过程比结果重要”。因为疫情的不断反复,国赛决赛的时间和形式不断变动,团队成员和指导老师们一刻也不敢松懈。仍记得除夕前夕,学院还在帮团队组织模拟答辩,指导老师们也还在帮忙打磨PPT、讲稿、自问自答、答辩仪态等。张健鹏说:“有几次大改,都把已有的展示框架完全打散重铸,已经背的滚瓜烂熟的稿子全部推翻重来,真的挺崩溃的。但如今再打开初始版的PPT,真的会觉得太过于稚嫩,就像当初稚嫩的我们也在这数不清的磨练中成长和成熟了。”

三年多的项目研究和一年多的集体备赛,早已让这个团队融合成了一个有机体。“舍不得”是他们的心声,舍不得老师和同学,也舍不得项目的研究。

朱老师团队最鲜明的特点就是“传帮带”,一届带动一届,一届鼓励一届。朱老师是团队的老师,也是家长,每次线下办公或演练,朱老师都会尽可能到达现场,不只是技术指导,更是精神陪伴。团队成员鲁南说,“最喜欢老师给我们分享一些为人处世的‘秘籍’,人生格局被逐渐打开!”

“挑战杯”虽已结束,但团队成员对这个项目的研究并不会结束。被保送至复旦大学、浙江大学、上海交通大学的团队成员们,纷纷选择了相关方向进行深造。科学研究的道路道阻且长,前路漫漫,他们仍然会更加坚定地走下去。


“端羟基聚丁二烯固体推进剂健康状态无源监测及无损诊断技术”团队:携手奋进的快乐科研

推进剂封装在发动机中无法直接监测其健康状态、预估其寿命是一项世界性难题。由化学与化工学院李艳春、张天娇、宋东明3位老师指导,王祥暠、陈阳、崔弘、甄子雄、张宸铭、刘津搏、赵炜煜、王书锴8位本科生组成的团队向这一难题发起了挑战,实现了推进剂健康状态的可视化表征和剩余寿命的精确评估,填补了国内推进剂传感标签监测领域空白,以优异成绩获得了“挑战杯”全国一等奖。

国家的需要就是我们奋斗的目标

据团队王祥暠同学介绍,“端羟基聚丁二烯固体推进剂健康状态无源监测及无损诊断技术”项目来源于一场报告会。在学校的一场报告会上,他们了解到,虽然我国多年来在推进剂健康状态检测方面做出了很多努力,但是至今没有一套完善的健康状态判断和剩余寿命评估技术体系,当固体推进剂预期寿命将至,想知道这批推进剂还能不能继续使用的时候,需要花大价钱请国外的技术人员、用国外的技术体系去检测,我们不知道他们检测的过程,只能看到检测报告上“能/不能继续使用”这个结果。“我是特种能源技术与工程专业的,所以很清楚当时听完之后,久久不能平复,就想着假如我们国家拥有这样的测试体系,那就不必受制于人。就是从那时起,我们开始了这个项目的研究。”

在快乐科研中磨炼成长

制作学校“挑战杯”备赛纪录片的导演回忆起拍摄过程时表示:“这个团队的老师和同学们都是快乐型的,他们一起学习知识,一起讨论技术,忙碌之余互相分享身边有意思的事情,这种快乐的感染力太棒了,在这种氛围下做学术研究太幸福了。”“快乐”是这个团队独特的属性,有他们在的场合,总是时刻充满欢声笑语。

起初成立团队做项目的时候,正赶上大部分同学课表最满、课业压力最大的一个阶段,为了项目顺利推进,他们没课的时候就扎进实验室里,一次次调试配比,一遍遍修改实验方案,“加班做实验,熬夜写报告,直接睡在教室”对他们来说是常态。“那段时间,几位指导老师也经常陪大家到很晚,十一二点的时候,点一份夜宵,饭间听老师讲讲自己的经历和感悟、大家互相分享下最近的趣事,是那时候最快乐和有收获的事情。”团队成员甄子雄回忆到。

回顾一年半的备赛时光,国赛答辩主讲人崔弘同学说:“高密度的模拟答辩和材料的不断打磨确实让人压力很大,其实很多次想过要放弃,但是在指导老师们的鼓励和坚持下,我们深受感染,一直坚持到最后,这个过程中给我最大力量的就是团队的互相支持,遇到这样一个团队,感觉做什么都有底,不会退缩。这份情谊要比奖杯更重!”

习近平总书记指出,要造就规模宏大的青年科技人才队伍,把培育国家战略人才力量的政策重心放在青年科技人才上,支持青年人才挑大梁、当主角。在科技强国的道路上,勇于追梦、永不止步、携手奋进的南理工学子,正在奋力奔跑!