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奖!奖!奖!

融媒体中心 湖北大学 2023-02-06
近日,第17届“挑战杯”全国大学生课外
学术科技作品竞赛落下帷幕
获奖名单新鲜出炉
湖大三支团队一路过关斩将
荣获国家二等奖1项、三等奖2项
接下来,就请跟随一线记者小贝的步伐

一起来了解这三支优秀团队及获奖作品吧

01

研发超级电容器,助力国家“双碳”计划

《基于中空介孔碳纳米球的高性能水系锌离子电容器研究》

-国家二等奖

团队成员:

湖北大学物理与电子科学学院

2017级本科生陈思涵,2019级本科生杨高琦、万珏

湖北大学材料科学与工程学院

2019级学生杨高琛



“功率密度提升2.5倍,能量密度提升1.7倍。”

“功率密度提升2.5倍,能量密度提升1.7倍。” 该器件的技术参数与市场上的主流产品相比具有了明显优势。

“目前市场上电动汽车和新能源使用的电池大多采用易燃的有机电解液,安全隐患大,而且存在比电容低、能量密度有限等问题。”

于是团队对症下药,孔隙发达、高均匀性、高比面积的中空介孔碳和成本低、安全性高的水系锌钠离子混合电解液有机融合,制备出高性能锌离子电容器,实现了大容量和高安全性


绿色、环保、生态,在学术价值和市场价值上实现双赢。


为应对全球气候变化,绿色能源的高效使用已成为必然趋势。超级电容器以其大功率充放电、长寿命、高安全性等突出优势,使其在新能源储存等领域取得了大规模应用。该团队所研制的锌离子电容器能提供瞬时高功率密度,大电流充放电,实现快速、瞬时充电,对于能量回收、电能储存和电网调峰具有较大优势。

另外,团队所使用的原材料不仅成本低,且生产、使用、储能以及拆解过程均没有污染,是理想的绿色环保电源。目前,该锌离子电容器已完成小试生产,并与多家企业签订成果转化合作意向,逐步完成市场转化。


历时四年,交出令自己满意的答卷。


“直径尺寸300nm能形成介孔碳最好的孔隙结构。”这个精确的实验数字背后是整个团队长达三个月的努力。

“影响孔径大小最主要的因素是物料的比例,我们需要耗费大量时间通过控制投料比反复进行数据比较。”陈思涵回忆,那个时候她常常全天满课,只能利用中午和晚上去实验室进行测试。实验过程中有一个步骤需要等待材料完成五个小时的退火处理,她选择通宵守在设备前。

最终,团队实现了180nm—800nm纳米空心球的可控制备,并且成功发表了四篇论文,申请了四项专利。

“9次预答辩之后我们总结了50多个有代表性的问题进行了专门准备,涉及技术原理、实验细节、学术成果转化等各个方面。”

在第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中,该项目一路“过关斩将”,顺利进入国赛答辩环节。为了能够在现场发挥出最好的水平,团队赛前每周都会邀请不同专业背景的老师或学长学姐对他们进行现场提问指导,帮助他们为国赛答辩创造最好的状态。

02

研发抗癌药载体新材料,跨学科团队探索研究

《多肽表面修饰COFs包裹PD-1抗体药物的免疫调节作用》

—国家三等奖

 团队成员:

湖北大学材料科学与工程学院

2018级高分子材料与工程专业本科生

吴亮  姚伊健 邱思源

2021级高分子化学与物理专业研究生陈舒晗

▲团队部分成员合照

“对癌细胞实现精准打击。”


近年来,抗癌药市场需求越来越大。但在现实中,因为在化学诊疗肿瘤方面受到诸多限制,抗癌药物还十分昂贵。那么,如果能研究出一种抗癌药物的载体,使药物利用率有所提高并且降低药物对正常组织的伤害,势必会对癌症治疗起到巨大帮助

“我们的研究就是要让抗癌药物精确作用于癌细胞,同时尽可能少的伤害其他细胞。”

团队研发出的这种药物载体:多肽包裹的负载有PD-1抗体药物的pH响应型纳米COFs材料。在稳定的同时增强靶向性,使其既可以完美搭载抗癌药物,又能锁定癌细胞,从而实现抗癌药物定向运输与定点释放。



“所有优秀的科研作品都是百炼成钢。”


项目研发初期,为了寻找作为药物载体的最佳材料,团队成员通过海量阅读进行知识储备,内容涉及超疏水材料、生物免疫材料、二氧化碳催化材料甚至是电池等诸多领域,团队的每个人都成为图书馆借阅榜上的常客。

最终,他们锁定了共价有机骨架(COFs)。这是一类新型的通过共价键连接的晶体有机多孔材料,其独特的天然优势,是作为抗癌药物载体的绝佳选择。就在一切顺利进行时,一道难题突然出现在眼前——他们发现由于COFs材料本身并不具有靶向性,直接使用时容易引起组织反应。

“我们必须想办法对COFs材料进行修饰,使其具备靶向定位到癌细胞的功能,否则所有的构想都将前功尽弃。”

为解决这个问题,团队成员加快工作节奏,寻求导师帮助、开交流会,反复修改。功夫不负有心人,漫长的打磨后,团队摸索出了在COFs材料孔径内附着PD-1、表面包裹多肽结构的方法,解决其不能靶向定位癌细胞的问题,同时还降低了机体不良反应。



“进行多学科的融合探索是我们学习的目标。”


作为一个跨学科的作品,该项目研究过程中涉及生物、医药、化学等多个不同领域的高精尖领,加上团队成员本身所学的知识方向有所不同,在项目推进过程中,很多东西对他们来说都很陌生。

有些权威论文仅有外文版本,“专业名词很多,看得人眼花缭乱”。对此,他们只得选择逐词逐句对照翻译。为了精准领会要义,他们还会求教其他专业有相关理论背景的教授、同学,博采众长。获得灵感后,第一时间同导师交流,为了便于总结,他们还主动要求每周开一次研讨会,时刻关注项目进展,推动项目进行。

03

探访分级诊疗实施困境,寻找基层首诊优化路径

《利益博弈视角下城镇分级诊疗制度的实施困境与优化路径—基于武汉市的调查》

—国家三等奖

 团队成员:

湖北大学公共管理学院

2017级行政管理专业学生邓元 陈珍 赵振超 

 2017级公共事业管理学生 董子矜


“让居民能够拥有就医选择的自由”。


利益博弈,在这个看似很模糊的概念支持下,该团队成员通过调查研究将分级诊疗制度实施过程中的主体之间的矛盾画在了同一张关系网上。分级诊疗关涉大医院、基层医疗卫生服务机构、医务工作人员、患者及其家属、政府五个主体间的利益均衡。

“对于不同主体来说,它们都有着各自的利益诉求,也会因利益诉求不一而产生冲突。”

团队成员通过对武汉市城镇分级诊疗制度实施情况进行实地调研与个案分析,发现今后较长的一段时间内,城镇分级诊疗制度实施的关键是基层医疗卫生机构的建设与分级诊疗的配套改革。

▲(左一为邓元、右一为赵振超、右二为陈珍)

“我们相信分级诊疗制度是实现人人享有基本医疗卫生服务目标的有力推手。”


发现问题所在后,团队成员积极寻求问题的解决方法。针对医疗服务机构层面、医务工作者层面,政府层面等五个主体,十二种矛盾,一一对应分析优化路径。

“面对当下最关键的基层首诊的困境,需要政府在深化医改方面应坚持政府主导与发挥市场作用相结合,试点示范的基础上循序推进,逐步落实分级诊疗,形成完善的‘基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动’的分级诊疗模式。”

△团队前往同济医院进行调研


“感谢这次宝贵的经历,教会我们如何在自然、真实和复杂的环境中进行研究。”


由于项目需要大量的实地调研,2019年暑假,四名刚结束期末考试的大二学生就踏上了外出调研的路途。团队成员依次调研走访了武汉市包括社区医院、二甲医院、三甲医院在内等12个医疗卫生服务机构,整个7月几乎都在奔赴各个调研点。

料的收集与调查并不容易,“在对相关工作人员进行访谈时,出于某些考虑,他们通常会对我们调研和访谈的目的与动机有所质疑和戒备,甚至会对一些问题避而不谈。”为此,项目组成员一遍又一遍地修改访谈提纲、进行去敏化处理,努力克服学生身份带来的胆怯与不自信,主动地从受访对象身边熟悉的事情谈起,再逐步把话题引向访谈的内容,帮助项目顺利推进。

敢于挑战,勇攀高峰

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图/本人提供 文/记者团 杨若希 彭思雨

 刘鑫磊 陈娇艳  编辑/记者团 崔心雨

责任编辑/向正鹏 审核/刘怀元
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