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【2020我们毕业了】这是大学四年我送给自己最好的礼物①
来源:交大新闻网 日期 2020-06-28 09:43 点击:

什么是最好的毕业礼物?有人回答是一次毕业旅行,有人回答是找到满意的工作,而他们的回答,是自己参与创作的科技作品。他们说:“母校给予了我们进入实验室学习的机会,我们用习得的专业知识回报社会,这是我大学四年送给自己最好的礼物。”

礼物一:一个会引起消毒市场颠覆性变革的低温等离子体消毒柜

西安交大电气工程及其自动化专业的陈锦坤是一个科技“达人”,曾获得“挑战杯”全国一等奖、西安高新“挑战杯”特等奖、“腾飞杯”一等奖等奖项。

他觉得大学四年送给自己最好的礼物,就是革新了消毒装置市场上的产品,这是他参加“挑战杯”比赛的一个项目,项目名字叫“无臭氧、低能耗、高灭菌效率的低温等离子体消毒柜”。据介绍,比起现有消毒灭菌产品,该装置适用于所有物品,灭菌率比国家最高标准高出一个数量级,能有效保障人民食具健康安全,将引起消毒市场颠覆性变革。

“我没想到项目能走这么远”,直到通过终审,陈锦坤才意识到“用工程改变世界”的科研初心实现了阶段性的胜利:产品样机现已通过国家消毒柜认证中心的型式试验,获得3个专利,并与海尔公司达成合作协议。该装置对大肠杆菌、脊髓灰质炎病毒灭活率分别达到99.99%和99.999%,高于国家最高标准一个数量级,且等离子体放电过程中臭氧浓度低于国家安全标准一个数量级。

成功的话题总是令人欢快的,但项目研发的过程却不是一帆风顺,作为队长的陈锦坤这一路走来更是倍感压力。“有时候一个细节的偏差将导致数日实验结果功亏一篑”,在装置研发的过程中,由于疏忽,没有严格按照长进短出的进气规则,最后导致团队一段时间测得的实验数据与实际情况相距甚远。但困难并没有打到他们,而他也在一次次失败中渐渐养成了更严谨的思维。“这种独立思考、攻克难关的能力是我平时学习生活中较少涉及的,这也是参赛带给我的收获之一。”

“阶段性的失败是必然的,但幸运的是有老师们的支持。”在项目推进过程中,让陈锦坤印象最深刻的还是学校师长的帮助。课题组导师为团队提供了宝贵的实验平台以及充足的科研经费,还在关键时候指明研究方向。他还清楚地记得,在控制等离子体产生的臭氧浓度时,自己查阅了很多文献,但在实验中一直无法准确控制臭氧浓度。在与指导教师刘定新教授多次讨论学习之后,团队经过多次尝试,最终找到了适合的协同放电模式,并成功控制臭氧浓度低于国家安全标准一个数量级。

陈锦坤团队获得了第十六届挑战杯国家一等奖,对他而言,这个奖就像一把钥匙,为他打开了科研之门。经历过不一样风景的他即将开启一段新的旅程——在西安交大电力设备电气绝缘国家重点实验室读研。“恰逢中国西部科技创新港大力发展的时期,作为学子的我将有幸在这片自由、开放的科研沃土上精勤求学,敦笃励志,正如习近平总书记莅临交大时所勉励的,我会大力弘扬西迁精神,抓住新时代新机遇,到祖国最需要的地方建功立业,在新征程上创造属于我们这代人的历史功绩。”

礼物二:一种筛查速度更快、更便宜的癌症早筛传感器

杨登天是西安交大钱学森试验班电子科学与技术专业毕业生,曾获数学建模省赛一等奖、陕西大学生数学竞赛省赛一等奖、大学生“挑战杯”全国二等奖等。

杨登天告诉记者,大学四年送给自己最好的礼物,是和团队一起开发了胰腺癌标志物廉价快速检测纸基传感器,并在专业领域的CA19-9检测实验中取得了良好效果。这是一种廉价快速易保存的癌症早筛传感器,可使癌症检测真正走向日常化,且产品制备成本低,采用此检测方案预计能够在广大发展中国家与发达国家的中低收入人群中获得巨大市场需求。

这是一个“挑战杯”比赛项目。谈及项目参与经过,杨登天说源于一次偶然。2019年4月,在学院多次赛事中表现不凡的杨登天被项目队长选中,因为想法多、责任感强,他一进团队便接手了项目的实验设计和改进工作,包括改进纸基传感器方案、设计小鼠培养方案等。“但其实压力很大”,他坦言,一方面学业压力让他很难把精力完全集中在项目上,另一方面因为队员的期待,杨登天无形之中给自己设定了每周20小时以上的实验要求。双重压力之下,他艰难地开始了这段项目研究。所幸两位队长的并肩作战与相互鼓励让杨登天慢慢放下了心理压力,伴随着学业任务的结束,他终于可以一门心思优化实验方案了。

让他记忆犹新的一次是纸基传感器的电阻测试失败,杨登天大胆推测是在传感器制备工艺最后一步的沉积和抗体的离心出现了问题。实验平台上超声清洗机和抽水泵的运作使碳管在沉积时就已经出现液相分布不均匀的问题,此外离心机的高速运转引起的高温使抗体部分失活,让纸基传感器在制成之前就失效了。针对前者,杨登天提出将超声清洗机和抽水泵移除;针对后者,则将抗体的上载工作移到离心之后。实际操作后发现,纸基传感器的电阻测试结果大部分显示正常,这次大胆的尝试结束了这个阶段的失败实验,也正是因为这一次次的失败,实验结果也朝着预想的方向一步步靠近。

“新想法的出现是需要不断验证的,但并非每一次新想法的提出都伴随着预期的结果,一年多的项目有五六个月都是在失败中度过的,但我们要学会在失败中成长。”杨登天说,“我真的很感激这次比赛经历,在团队中我得到了不少启发,更重要的是这次经历启发了我未来研究的方向。”

杨登天即将到中国科学院大学电路与系统专业电子系统设计自动化(EDA)方向读研,未来他想研究芯片设计和生物医学方面的应用,探究是否可以实现多层不同特异性检测碳管的纸基传感器达到多种抗原的定量检出等问题。

文字:通讯社(创新港) 林泳淇
编辑:彭碧仙

 
 
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