“黑科技”上天摘“星”!華中大全國第一!

“黑科技”上天摘“星”!華中大全國第一!

發布時間:2021-10-22 14:07:42    來源:華中科技大學

為貫徹落實總書記關于科技創新的系列重要指示精神,第十七屆“挑戰杯”全國大學生課外學術科技作品競賽增設了“黑科技”專項賽。

該專項賽圍繞“卡脖子”問題,針對前沿領域,充分開發腦洞,研究探索更多的具有高精尖色彩、對現有科技成果具有一定顛覆性、超越性的實物或者技術,以及充滿奇思妙想、腦洞大開的,能夠巧妙地、創造性地解決“小”問題的,具有一定創意性、趣味性的實物或者技術。

在校團委統一組織指導下,我校參賽作品經過層層評審,共有23件作品獲得國家級獎項。

華中科技大學

最高等次獲獎數和獲獎總數均居全國第一

4件作品被評定為“星系”級作品

(獲獎數全國并列第一)

3件作品被評定為“恒星”級作品

(獲獎數全國并列第二)

5件作品被評定為“行星”級作品

(獲獎數全國第二)

11件作品被評定為“衛星”級作品

(獲獎數全國第一)

下面一起了解一下

這些作品究竟蘊含了

哪些“黑科技”吧!

“ 星系 ” 級作品

消化道腫瘤高精準定位及探測設備

報送單位:附屬協和醫院、國家脈沖強磁場科學中心(籌)、武漢光電國家研究中心

指導老師:蔡開琳、夏正才、歐陽君

團隊成員:曹英豪、鄧勝和、古俊楠、蔡文泰、毛富巍、薛一凡、劉長陸、張廣豫、李振洲

項目介紹:在微創化診療蓬勃發展的醫療新時代背景下,消化道腫瘤的檢出趨于更早、更小,同時對于病灶的精確定位、精準切除的要求也變得越高。協和醫院胃腸外科曹英豪博士作為項目負責人深入臨床一線,發現臨床問題,通過聯合光電學院、強磁場中心組建醫工交叉團隊,深入研討并進行科技攻關,根據傳統術中定位方案的缺陷進行針對性突破,研發出了一套便捷、高精度的磁探測定位設備。設備基于前期動物實驗、腸道標本實驗的有效性、安全性認證,在多家醫院進行了初步臨床試用并取得良好的探測定位效果;未來臨床中本設備將助力精準結直腸癌根治術,減少直腸癌造口患者,降低各種術后并發癥。項目獲得了專業領域陳孝平院士的認可及推薦;獲得蘇州高新區領軍人才資助,預融資(200萬)成立公司開展運營。

電動汽車電力電子智能變速箱

報送單位:電氣學院

指導老師:蔣棟

團隊成員:李安、胡烽、帥逸軒、丁建夫、陳迎曉、石松、楊佶昌、馬亞飛、劉健瑞

項目介紹:為解決電動汽車在高速區動力性能差、效率低等缺陷,團隊首次提出了電力電子智能變速箱的概念,在現有電驅的基本驅動功能和保護功能基礎上,通過增加一個智能變速箱環節,實現高速區工作區間一倍的拓展并有效提升三電系統的可靠性和故障后容錯能力。

故障自恢復式無人機“心臟”

報送單位:電氣學院

指導老師:劉自程

團隊成員:孫翔文、汪志遠、李哲鍇、孫千宸、黃霽藍、張家華、王鵬業

項目介紹:伴隨著無人機的普及和廣泛運用,其“心臟”——動力系統故障引發的安全問題也越發不容忽視。本項目團隊從容錯能力、功率密度以及電磁性能三方面入手,開發了基于機電模型的容錯運行和電磁干擾抑制算法。實現了無人機“心臟”在多種故障工況下的持續穩定運行,可靠性大幅提升,顯著擴展了功率級無人機的應用場景。

安“燃”無恙——一種新型安全電池

報送單位:材料學院

指導老師:沈越、黃云輝

團隊成員:李思達、廖夢怡、鄭焱、葉沐霖、周良毅、孟錦濤、康崢

項目介紹:在電化學儲能領域,運用獨創的相分離和相分配技術,打造出世界首創的對流增強型自分層電池,實現了儲能電池高性能低成本并且絕不會燃燒爆炸,成本為傳統鋰離子電池的三分之一,在10秒之內便可極速完成電池制備。

“ 恒星 ” 級作品

降低人體負重行走代謝消耗的穿戴式機器人

報送單位:機械學院

指導老師:梁杰俊一、熊蔡華

團隊成員:汪濤、孫晨露、王坤鈺

項目介紹:長時間背負大質量的負載會對人體生理結構和功能造成不可逆的傷害,并導致人體產生極大的能量消耗和肌肉疲勞。針對這一問題,本項目揭示行走過程中負載運動與人體能耗的內在聯系,提出最小負載慣性力原理。設計了一種可適應不同行走速度與不同負重者的主被動混合式穿戴式機器人,以降低人體負重行走時的代謝消耗,減小人體肩部壓力和負重所帶來的危害,實現用工程科學方法增強人體運動能力的目標。

超級鋰聲

報送單位:材料學院

指導老師:沈越、黃云輝、衛平、蔣文海

團隊成員:楊艷、陳楷、田苗苗、鐘蕓、張怡、林星

項目介紹:針對電池研發、生產兩個應用場景,形成三項全球領先的核心技術,研發出產線超聲電池檢測系統和實驗室超聲電池掃描系統,解決了電池由于缺少內部狀態無損檢測手段而造成的痛點。產線超聲電池檢測系統為全球首創,可實現電池生產后段,注液、除氣等全過程的無損全檢,彌補了產業空缺,已應用于華為、鎏明科技等企業。實驗室超聲電池掃描系統在技術和成本上全面領先,已在特斯拉等知名企業和各高校實驗室得到應用,并得到特斯拉電池技術首席科學家、三元鋰電之父Jeff Dahn教授的高度贊揚。

英睿紅外——新時代短波紅外成像芯片開拓者

報送單位:武漢光電國家研究中心

指導老師:唐江、高亮、劉冬生

團隊成員:劉宇軒、陳龍、李豪、梁心怡、張琳祥、陳鐸、聶正、鄭佳佳

項目介紹:團隊致力打破現有傳統紅外成像芯片技術被壟斷和產品遭禁運的“卡脖子”現狀,從材料層面展開顛覆性創新,結合器件設計與電路研發,開發出一款基于硫化鉛膠體量子點材料的新一代短波紅外成像芯片,實現全鏈條的技術自主化!相比傳統紅外芯片,硫化鉛芯片能夠實現與CMOS的全低溫一體化異質集成,達到更寬的光譜成像范圍與更大的像素陣列。更重要的是,不到傳統芯片“百分之一”的成本優勢,徹底撕掉短波紅外成像“奢侈品”標簽,將短波紅外成像應用拓展至消費級領域成為可能,更廣泛地應用于手機視覺融合、自動駕駛、工業機器視覺等應用場景,實現中國“芯”突破。

“ 行星 ” 級作品

大尺寸SiC陶瓷零件一體化增材制造方法

報送單位:材料學院

指導老師:吳甲民、張李超、閆春澤

團隊成員:吳亞茹、王森林、楊源祺、王操、李萌、何逸寧、王志剛、趙一航

項目介紹:碳化硅陶瓷基復合材料廣泛應用于國家重大戰略裝備和航空航天等核心支柱產業,但大尺寸零件結構復雜、傳統機加工難以制造。面對大型復雜碳化硅陶瓷零件整體制造難題,本團隊在材料、軟件、工藝方面做出突破,提出增材制造專用碳化硅陶瓷復合粉材的溶液包覆制備新方法;開發出面向海量數據、復雜模型的增材制造數據處理與工藝規劃軟件;提出增材制造+反應熔滲新工藝,最終實現了1.7m直徑的復雜空間遙感衛星反射鏡坯等零件的整體制造。本項目成果推動了大尺寸SiC陶瓷零件制造技術的發展,是打破發達國家在關鍵領域對我國技術封鎖的重大突破。

面向廣色域、低成本的“綠色”顯示面板

報送單位:武漢光電國家研究中心

指導老師:唐江、高亮、羅家俊

團隊成員:李京徽、楊龍波、杜培培、付劉沖、鄭皓彥

項目介紹:發光顯示行業是一個萬億級別的大市場,從液晶顯示(LCD)到OLED顯示,顯示圖像色彩質量日益提高。團隊在顯示技術領域內,開發出世界首創的鈣鈦礦顯示面板技術,不僅原材料價格僅約為OLED發光材料的百分之一,而且CIE坐標滿足8K顯示標準Rec.2020;有望進一步提升現有顯示屏的色域范圍,實現超高清色彩圖像的視覺呈現。

四旋翼融合式飛行汽車

報送單位:航空航天學院

指導老師:田豐年

團隊成員:吳卓然、劉穎、冉碩、張廷瑞、李子棟

項目介紹:為解決地面交通擁堵的情況,團隊立足于高效出行便捷生活,致力于設計創新前沿的交通工具,提出了飛行汽車的概念。團隊提出飛行汽車機翼旋翼融合式收放系統,既解決了現有飛行汽車概念占地面積大的問題,又解決了將固定翼多旋翼和汽車狀態的設計融合的問題,具有良好的可實施性。

深紫外LED,用“芯”守護健康中國

報送單位:武漢光電國家研究中心

指導老師:戴江南

團隊成員:鄭志華、趙永明

項目介紹:團隊主要研發和制造深紫外LED核心組件,并提供相關的應用產品解決方案。目前團隊已完成AlGaN基深紫外LED從材料外延生長到芯片設計制備到封裝產品的全產業鏈研發,輸出國家專利十余項,是具有自主知識產權的中國“芯”,主要面向國民健康產業,可廣泛應用于水、空氣凈化、保密通訊、病毒滅活等諸多民用、軍用及醫療領域。目前以汞燈為代表的第一代紫外光源存在體積大、功耗高、環境不友好等缺點,且隨著《水俁公約》的簽訂與實施,自2020年起,中國等128個簽約國將禁止含汞熒光燈產品的生產和使用。因此,以第三代半導體材料AlGaN基為主的深紫外LED憑借長壽命、高光效、健康環保將逐步替代汞燈。預計未來五年,國內深紫外LED殺菌消毒應用市場規模將達千億級。

基于Hz級電磁波的井下遠距離無線通信裝置

報送單位:電氣學院

指導老師:陳慶、李紅斌、徐爭光

團隊成員:劉昶、余沐陽、周凱、汪澤、田若言、黃加羽、李彥、倪謝霆

項目介紹:“慧眼識電”團隊在信道分析、調制方法、發射效率三方面創新,實現工程化井下通信,并分別針對鉆井、完井、生產三大領域推出3系列井下無線產品,實現降本增效。

“ 衛星 ” 級作品

華中大青年積極響應習近平總書記的號召

始終堅持與時代同向

與祖國同行

敢于探索科技創新前沿

勇于解決“卡脖子”等問題

努力成長為堪當大任的時代新人!

華中科技大學(ihuster)

來源 / 校團委

圖片 / 各獲獎團隊

文字 / 田明傲 張慶豐 各獲獎團隊

封面圖 / 王皓冉

排版 / 田明傲

校對 / 范海蛟 劉丁如 張慶豐 汪泉

本文為“荊楚號”作者上傳并發布,僅代表作者觀點。荊楚網提供信息發布平臺。
責任編輯: 劉建維
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