編者按
大學(xué)校園是創(chuàng)新的“源頭活水”。在這里既有像武漢工程大學(xué)劉耀東、蘭州大學(xué)周錦宇這些醉心于創(chuàng)新的“最美大學(xué)生”,也有像清華大學(xué)崔銘堯這樣屢屢捧回國際國內(nèi)發(fā)明金獎的創(chuàng)新“未來之星”。在創(chuàng)新文化激勵下,當今中國大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造如火如荼,創(chuàng)新的故事在新時代中譜寫。
劉耀東:勇涉污水處理“深水區(qū)”
當今中國,青年人的創(chuàng)新創(chuàng)造如火如荼。此前獲得2021年度“最美大學(xué)生”榮譽的22歲武漢工程大學(xué)學(xué)子劉耀東便是其中卓越代表。
以第一、第二發(fā)明人身份擁有中國專利3件;所在團隊共擁有專利11件,其中發(fā)明專利3件;專利轉(zhuǎn)化率達90%,為企業(yè)新增效益900萬元……考入武漢工程大學(xué)后,他以高性能碳化硅陶瓷膜材料應(yīng)用為載體,以知識產(chǎn)權(quán)為支撐,讓中國乃至全世界見證了他的“綠色夢”。
劉耀東于1999年出生于新疆維吾爾自治區(qū),自小在喀什地區(qū)度過,荒漠、戈壁、沙塵暴、停水,是其記憶里繞不開的詞匯,也讓他有了一個綠色科研夢。2018年,劉耀東被武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院錄取后,他給自己設(shè)定了明確的目標:大學(xué)四年,要在科研上有所建樹。
綠色科研夢如何在材料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)?隨著國家對于節(jié)能減排和居民對于飲水質(zhì)量的要求不斷提升,國內(nèi)對水處理尤其是深度水處理的需求也越來越迫切,作為水處理的重要元件——膜的應(yīng)用變得越來越廣泛,市場總量也越來越大。在此背景下,劉耀東在大一時便借助學(xué)校全員導(dǎo)師制培養(yǎng)模式,跟隨其導(dǎo)師參與高性能碳化硅陶瓷膜應(yīng)用領(lǐng)域的相關(guān)研究,由此,他的綠色科研之路正式起步。
“耀東經(jīng)常做實驗做到很晚,就連寒暑假也會堅守在實驗室。”武漢工程大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副教授王樹林這樣評價劉耀東。憑借著這股昂揚的勁頭,劉耀東迅速從科研“小白”,成長為能夠主動帶領(lǐng)團隊開展研究的項目骨干。
經(jīng)過近百個日夜連續(xù)奮戰(zhàn),劉耀東和團隊成功制備出了高質(zhì)量的碳化硅陶瓷膜,并開發(fā)出系列配套設(shè)備。截至目前,劉耀東團隊已擁有11件中國專利,其中發(fā)明專利3件。
劉耀東不僅要做研發(fā),而且要做高質(zhì)量研發(fā),并讓高質(zhì)量研發(fā)成果實現(xiàn)高價值轉(zhuǎn)化。劉耀東所研究的陶瓷膜是以陶瓷材料為介質(zhì)制成的具有分離功能的無機分離膜,本質(zhì)上是一種開孔孔隙率較高的多孔陶瓷,具有管式、板式等多種結(jié)構(gòu)形式,能夠適用多種污水處理環(huán)境,是較為理想的污水處理設(shè)備核心元件之一。
“過去很長一段時間,高質(zhì)量的碳化硅陶瓷膜一度被國外壟斷?!蔽錆h工程大學(xué)有關(guān)負責(zé)人介紹,因此,研制出一種高質(zhì)量陶瓷膜,成為劉耀東的研究重點。
經(jīng)過反復(fù)試驗,劉耀東團隊最終通過重結(jié)晶和反應(yīng)燒結(jié)結(jié)合的技術(shù),成功研發(fā)出新一代陶瓷膜?!斑@種膜以碳化硅為原料,經(jīng)特殊工藝高溫?zé)Y(jié)而成,能在強酸、強堿、高溫等環(huán)境下,進行分離和提純,從而達到節(jié)能、減排、降耗的目的?!眲⒁珫|向記者介紹,經(jīng)檢測,該產(chǎn)品各項性能指標均可對標國際領(lǐng)先品牌。
“目前,劉耀東團隊部分成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用設(shè)備已進入中試階段,在多家企業(yè)進行應(yīng)用,成果轉(zhuǎn)化率達到90%,為企業(yè)新增效益900萬元?!蔽錆h工程大學(xué)有關(guān)負責(zé)人介紹。
今年,劉耀東將繼續(xù)攻讀碩士學(xué)位研究生,深入材料領(lǐng)域研究。作為新時代的青年人,劉耀東的創(chuàng)新創(chuàng)造之路才剛剛啟航。(實習(xí)記者 趙俊翔)
周錦宇:解鎖稀土利用“新發(fā)現(xiàn)”
稀土是現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的重要戰(zhàn)略資源,被稱為“工業(yè)維生素”。25歲的周錦宇是蘭州大學(xué)材料與能源學(xué)院2020級碩士研究生,從大一開始便投入到稀土光功能材料的基礎(chǔ)研究中,他堅持創(chuàng)新,勇于創(chuàng)業(yè),讓青春在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)中煥發(fā)絢麗光彩。
說起和稀土的緣分,周錦宇說這源于自己初生牛犢不怕虎的勇氣?!拔以谔m州大學(xué)就讀本科時,雖然學(xué)的是物理學(xué)基礎(chǔ)理論,但是我覺得稀土發(fā)光很有意思,稀土新材料的研究也很有應(yīng)用價值?!庇谑?,大一開學(xué)沒多久,周錦宇主動找到了張加馳教授,闡述了自己對稀土新材料應(yīng)用前景的看法和想法。在張教授的支持下,周錦宇加入了學(xué)校的“藏鷹”團隊,獨立開展課題研究。
2018年,周錦宇和團隊在實驗時意外發(fā)現(xiàn),封裝釔鋁石榴石結(jié)構(gòu)稀土功能材料的有機載體居然發(fā)光了?!搬愪X石榴石結(jié)構(gòu)的熒光粉屬于高對稱性晶體結(jié)構(gòu)的熒光粉,是不可能有機械發(fā)光性能的,所以這一反常現(xiàn)象引起了我們的注意。”周錦宇說。
科學(xué)需要大膽質(zhì)疑、小心求證。在張加馳教授的鼓勵下,周錦宇和團隊提出假設(shè)和猜想:外力作用使高對稱結(jié)構(gòu)發(fā)光材料的粉體與硅橡膠彈性體之間產(chǎn)生耦合電場,并直接激發(fā)發(fā)光中心,產(chǎn)生力致發(fā)光。帶著這樣的猜想,在歷經(jīng)18個月的試驗論證后,周錦宇和團隊終于在高對稱力致發(fā)光材料及其力光轉(zhuǎn)換機理的研究方面取得重要創(chuàng)新突破,并在SCI(科學(xué)引文索引)期刊發(fā)表論文4篇。
作為一名喜歡科研的大學(xué)生,周錦宇對知識產(chǎn)權(quán)并不陌生,圍繞高對稱應(yīng)力發(fā)光材料及其力光轉(zhuǎn)換機理的研究,他和團隊提交了“基于釔鋁石榴石結(jié)構(gòu)熒光粉的力致發(fā)光材料及其制備方法”等兩件發(fā)明專利申請。他告訴記者:“科研成果需要盡快轉(zhuǎn)化落地,在這一過程中及時提交專利申請非常必要。”
為了讓科研成果盡快從實驗室“走出來”,自2018年11月以來,周錦宇帶領(lǐng)團隊注冊了4家科技型公司,100%由學(xué)生運營,直接帶動60余名大學(xué)生加入“雙創(chuàng)”活動中。目前,周錦宇擔(dān)任甘肅藏鷹稀土科技有限公司法人、執(zhí)行董事,甘肅蘭耀傳媒科技有限公司監(jiān)事。經(jīng)過調(diào)研,周錦宇和團隊看到了我國防偽行業(yè)市場前景廣闊,研發(fā)了動態(tài)光學(xué)防偽技術(shù)、多模激發(fā)防偽驗真技術(shù),有效解決了當下防偽防假驗真困難等行業(yè)痛點。
“走上創(chuàng)業(yè)這條道路之后,自己常常會對接一些投資人、生產(chǎn)單位、潛在客戶等,擁有專利無疑會給我們的項目增光添彩。”周錦宇表示,他把重心放在稀土技術(shù)研發(fā)上,讓稀土應(yīng)用更廣泛。他也期望自己的兩件發(fā)明專利申請能夠盡快獲得授權(quán)。
作為大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的代表,周錦宇于問題中尋求創(chuàng)新,于實踐中成就自我?!拔磥?,我們團隊將在稀土光功能材料研究中對標先進、補足短板,在稀土深加工和先進應(yīng)用方面潛心鉆研,用中國智慧打破國外材料壟斷與技術(shù)封鎖。同時,持之以恒推進原始創(chuàng)新,用扎實的前瞻性成果在激烈的國際競爭中占得先機?!敝苠\宇表示。(記者 李倩)
崔銘堯:敢闖通信技術(shù)“無人區(qū)”
北京時間3月25日晚,正在清華大學(xué)一間實驗室里做研究的崔銘堯接到導(dǎo)師戴凌龍教授打來的電話,告知他們團隊研發(fā)的項目“面向6G的智能超表面低功耗通信系統(tǒng)”剛剛榮獲2022年日內(nèi)瓦國際發(fā)明展金獎。這是繼前不久獲得北京發(fā)明創(chuàng)新大賽金獎之后,該項目再次斬獲的第二項大獎。
崔銘堯是清華大學(xué)電子工程系通信工程專業(yè)2020級碩士研究生,也是一位專利發(fā)明人。他是上述獲獎項目的專利技術(shù)的第二發(fā)明人,同時也是學(xué)生第一負責(zé)人。當創(chuàng)新成果被社會認可時,崔銘堯感覺在勇闖通信技術(shù)“無人區(qū)”時付出的每一分努力都有了回報。
此次獲獎技術(shù)主要與解決超大規(guī)模天線提升峰值速率問題相關(guān)。超大規(guī)模天線的天線數(shù)量可達上千根,有望成倍提升6G的峰值速率。但超大規(guī)模天線導(dǎo)致了近場球面波傳播這一新現(xiàn)象,給移動通信系統(tǒng)的設(shè)計帶來挑戰(zhàn),這也是國內(nèi)外研發(fā)人員亟待攻破的“婁山關(guān)”。
2019年,本科就讀于清華大學(xué)的崔銘堯闖入這個領(lǐng)域進行攻關(guān),這是機遇也是挑戰(zhàn)。為突破技術(shù)瓶頸,他經(jīng)常上網(wǎng)查閱資料,就連周六日也泡在實驗室里,死磕這項技術(shù)。一次,崔銘堯在瀏覽網(wǎng)站時無意中看到一張攝像頭陣列追蹤小飛機的動態(tài)圖,從中獲得啟發(fā),經(jīng)與導(dǎo)師戴凌龍教授討論后覺得可行,并認為這是一個很好的切入點。
隨后,崔銘堯花了半年的時間苦苦的探索,翻閱了上百篇文獻。最終,在導(dǎo)師的指導(dǎo)下,崔銘堯?qū)⑦@些學(xué)科問題和學(xué)術(shù)思想與超大規(guī)模天線通信技術(shù)有機融合,成功揭示并證明了近場球面波效應(yīng)對通信系統(tǒng)的影響,研發(fā)成果已通過《專利合作條約》(PCT)途徑提交國際專利申請。
“我們這項技術(shù)的發(fā)明構(gòu)思是從攝像頭陣列追蹤小飛機的小視頻中得到啟發(fā)?!毕蛴浾邤⑹銎疬@件發(fā)明專利技術(shù)背后的故事時,崔銘堯自己也感到不可思議。目前,有多家通信企業(yè)表示對該技術(shù)感興趣,并與清華大學(xué)簽訂合作協(xié)議,展開進一步落地應(yīng)用研究。憑借較強的研發(fā)實力,崔銘堯被邀請參加多個項目研發(fā)。其中,在校企合作項目“5G 毫米波大規(guī)模天線關(guān)鍵技術(shù)研究”中,崔銘堯提出了基于神經(jīng)常微分方程的信道預(yù)測技術(shù)和基于主元最小化的多波峰設(shè)計技術(shù),這相對于現(xiàn)有的方案,速率提升20%以上,得到驗收小組專家的高度認可。
截至目前,崔銘堯作為發(fā)明人已經(jīng)提交國內(nèi)外專利申請5件,其中通過《專利合作條約》(PCT)途徑提交1件專利申請。很難想象,作為“Z世代”的青年,崔銘堯在創(chuàng)新方面已經(jīng)算是一個“老手”,其研發(fā)成果非常“高產(chǎn)”,已然成為創(chuàng)新領(lǐng)域的“未來之星”。
不過,崔銘堯謙虛地把這一切歸功于清華大學(xué)開放的學(xué)習(xí)環(huán)境?!拔覍νㄐ偶夹g(shù)研究的興趣主要在本科期間養(yǎng)成的。”崔銘堯說,在清華大學(xué)電子系“厚基礎(chǔ)寬口徑”的培育模式下,學(xué)生們可以接觸大量有趣的理工類課程。崔銘堯記憶猶新的是,戴凌龍教授在講授《通信信號處理》課程時將晦澀的通信知識以極其生動形象的方式呈現(xiàn)出來,激發(fā)他進一步探索該領(lǐng)域。
“學(xué)生時期的我們思維最為活躍,頭腦最為靈活,對物理世界最為好奇,對新事物接受最快,也是嘗試創(chuàng)新的黃金時期?!贝捭憟蛱寡?,做技術(shù)研究要有“坐冷板凳”的耐心,只要對研發(fā)有足夠的熱愛,能夠投入足夠的時間,都是有創(chuàng)新潛力的。
事實上,崔銘堯不僅是創(chuàng)新研發(fā)“小能手”,也是華為公司、大唐電信等通信企業(yè)的“座上賓”,多次參加IEEE全球通信會議,與同行交流近場通信關(guān)鍵技術(shù)。目前,崔銘堯已在國際期刊會議上發(fā)表了3篇論文。其中第一篇文章就發(fā)表在通信領(lǐng)域頂級期刊《IEEE通信會刊》上。
作為“Z世代”青年,崔銘堯的科研之旅才剛起航,但他的目光已投向未來:讓科技真正發(fā)揮效力,創(chuàng)造更大價值。(記者 陳景秋)