近日,山西大学学生团队项目“‘碳’察秋毫——高精度碳排放监测设备”荣获中国国际大学生创新大赛(2024)高教主赛道金奖。团队采用腔增强激光吸收光谱技术实现了大气温室气体含量的高精度测量。该项技术的突破,将打破高精度碳排放监测仪器被进口产品垄断的局面,更能为“双碳”目标碳排放总量核算数据的自主性提供有力保障。下面,就来一起看看,这支队伍是怎么做到的。
山西大学副书记、副校长张天才教授和项目团队核心成员
“中国国际大学生创新大赛”由教育部联合有关部门和省级人民政府共同举办,旨在为中外大学生创新创业、交流合作提供平台,加强拔尖创新人才自主培养,培育新质生产力,发展新动能。本届大赛由教育部等12个部门与上海市人民政府共同主办,共有来自国内外153个国家和地区、5406所高校的514万个项目、2083.6万人次学生报名参赛,是一场融通中外“百国千校千万人”的国际创新盛会。中国国际大学生创新大赛高教主赛道金奖,既是对该校大学生创新成果的肯定,更是对该校教学质量和科研水平的认可。
梦想悄然萌芽,志向渐渐彰显。与志同道合的朋友们并肩奔跑,是一种难得的幸运,而更为幸运的是,这支队伍的组成萌发于一次校园活动时的交流。那一次,来自物理电子工程学院2022级光电信息科学与工程专业的田志宽和武晋鸿、物理电子工程学院2022级物理学(国家基地)专业的申昂灵和刘钰涛、经济与管理学院2022级会计学专业的石馨怡以及美术学院2022级油画专业的原梦有了第一次思想上的碰撞。他们分享了各自的专业优势,讨论了如何将不同学科与创新创业相结合以解决实际问题。一群共同怀揣着对科技创新热情和兴趣的青年,在跨学科的交流中激发了组建团队的想法,希望通过团队合作实现创新,为推动科技进步和社会发展贡献自己的力量。
他们对激光吸收光谱技术的兴趣,缘于曾在量子光学与光量子器件国家重点实验室进行科研训练的经历。在这里,他们看到了学校在光谱技术领域的深厚积累,并想要尝试利用这一技术进行高精度温室气体浓度检测。同时,他们也了解到目前国内碳监测仪器市场受到进口仪器技术垄断的现状,于是下定决心在激光吸收光谱技术上进行自主创新,为提高我国碳核算校验精度贡献青春力量。
团队核心成员与指导老师商讨项目方案
团队中各成员职责分明、协同合作。田志宽作为项目负责人,统筹全局,负责团队成员任务的具体分工协作,对项目进行整体把握,在技术上提供创新的想法,并开展深入的研究。他凭借出色的领导能力和技术背景,成功带领团队在科研领域取得了突破。申昂灵、刘钰涛和武晋鸿则主要负责技术部分,为项目提供技术支持。他们凭借扎实的物理学知识和光电技术,成功攻克了多个难题,为项目的顺利进行提供了有力的保障。石馨怡利用其专业知识,负责市场调研、商业模式设计、成本核算、融资计划和财务预测等工作,谋划着将团队成员的核心技术进行产业转化,为项目的可持续发展奠定基础。原梦凭借其专业背景,为团队带来了独特的视觉呈现,通过项目宣传、PPT美化和视频制作等工作,将团队的研究成果以更加生动、直观的方式展现出来。她的工作不仅提升了团队的形象,更为项目的推广和传播提供了有力支持。
钩深索隐,力耕不辍。凭借独特的跨学科合作和训练所赋予的学术积累,这支团队志存高远,凝心聚力。无论道路如何曲折,他们恒心如初,持之以恒。
科研的道路并非一帆风顺,途中不免有跌跌撞撞。在研究过程中,团队面临的首要问题是选择什么样的腔结构才能保障系统的灵敏度和稳定性。“在历经两次调整后,腔结构仍存在着各种各样的问题。”作为团队负责人的田志宽讲道。对此,他带领团队重新上路,历经无数个夜晚的讨论和日复一日的实验,最终择定了两镜V型腔结构。他们经过长期的科研探索,创新了三项核心技术,解决了常规方案存在的灵敏度低、测量慢以及稳定性差等问题,为核心部件的全国产化铺平了道路。抓住关键点,团队一齐发力,潜心耕耘,用汗水浇灌着希望。在攻关过程中,产生了六项专利技术,发表了三篇学术论文。
团队成员商讨技术创新方案
腔结构问题解决后,如何让腔走出实验室的理想环境,适应技术工业化的现状和降低成本成为团队需要解决的又一挑战。对此,团队立足于现实因素,从成本与实际应用角度出发,通过采用全新技术并调整光胶和腔体等材料,减少了环境对于仪器监测稳定性的影响。“在项目推进的过程中需要韧性,才能在面对重复的实验和数据分析时保持前进的动力。”回望来时路,刘钰涛这样感慨道。他们怀揣着满腔热忱,凭借深厚的专业知识、出色的独立思考能力、默契的团队合作,一路过关斩将,最终取得成功。
马维光和赵刚两位老师对项目负责人田志宽进行技术指导
山长水阔,不辞其远。原梦回忆道:“从2023年10月开始,我们每周都会开会,几乎每天晚上讨论项目到11点,暑假和国庆假期也没有一个人回家,从技术创新到项目的全方位展示,我们付出了很多的心血。”技术问题从零到一,团队成员间从陌生到熟悉……前期明确分工,后期共同打磨、不断精进,一步一个脚印地探索、积累与磨合,才铸就了这把坚韧之剑。高效的分工方式增强了团队的聚合力与凝聚力,不同专业的同学携手合作,共同攻克难题。有效的沟通方式使他们能够清晰表达自己的观点、采纳他人的意见,达到事半功倍的效果。导师的指导与付出也让团队少走了很多弯路。对此石馨怡表示:“从专业知识的传授到实验室的具体操作,从项目指导到人生启迪,马维光和赵刚两位老师为我们提供了很多指引,他们于整个团队而言已经不仅仅是导师,更像是我们的‘大家长’。”在老师们的指导下,团队成员们才能够从容不迫地处理比赛中遇到的压力与挫折,更高效地解决问题。不弃微末,久久为功,这个项目一截截垒砌、一寸寸夯实、一方方润泽,最终完成。
“项目的成功离不开每个人的付出,更感谢几位老师对我们的耐心指导和生活上的帮助。”申昂灵在回忆起研究之路时如是说。“大家虽然来自不同专业,但非常团结,关系十分融洽,过程累却快乐着,感恩每一场相遇。”田志宽于话语间无不透露出身处这支团队的庆幸与欢喜。的确,合作精神和团队意识在备赛过程中至关重要。在项目研究遇到难题时,大家迎难而上,为选择合适的腔结构不惜做上百次的试验,直至攻克难题。为了项目的严谨性和实践性,马维光和赵刚两位老师亲自带领团队成员到应用场所进行实地考察,另外还对项目的PPT进行几十次的改版。在此过程中,团队成员不仅加深了对技术需求的深刻认识,也提升了对专业知识的理解。队员们在研究过程中精诚团结,互相鼓励,不仅在技术上实现了突破,彼此之间的关系也更亲密友好,成员间形成的协作与默契成为他们脱颖而出的关键。漫漫征途,他们不仅从中感受到科研工作的艰辛与复杂,更体会到研究成果成功落地时的喜悦与骄傲,以及结识志同道合的伙伴的欣喜与满足。队员们及指导教师以“不破楼兰终不还”的信念,历经千辛万苦,乘风破浪,抵达成功的彼岸。武晋鸿感慨道:“循此苦旅,以达繁星”,也许是他对这段旅程最好的概括。
团队核心成员合影
惟其艰难,才更显勇毅;惟其笃行,才弥足珍贵。此次金奖的获得对于每个成员其意义都不言而喻。“希望各位同学把研究过程中培养的独立思考、团结协作、组织表达、坚持不懈等能力成为伴随大家一生的财富。”这是指导教师们向团队成员提出的美好期待与祝愿。“成功是暂时的港湾,而我是扬帆起航的船,在奋进之海上永不停航。”取得这次成功之后,成员们并没有就此止步,而是乘着山西大学的创新之风再次扬起奋进的风帆,向着更广阔的海域进发,去开辟属于新一代创新者的新天地。未来的山大学子也必将以“长江后浪推前浪”之势,用创新的笔触书写属于自己的壮丽篇章,镌刻下青春中璀璨的轨迹,与山大共同奔赴美好的明天!
团队核心成员与指导老师合影
正是因为这支团队的孜孜不倦和革故鼎新,他们才得以取得成功。学子的征途是星辰大海,心中有梦,就应敢于实践,与团队同行,以坚持为友,追风赶月莫停留!向这支优秀的团队学习,以青春之我,勇于创新,善于创新,谱写科研新华章!
(网易山西 黄晶 通讯员 崔雨彤 安子盈 武栗如 刘新柯 助编 刘静文)