突破！国奖6+1！
近日
由共青团中央、中国科协
教育部、中国社科院
全国学联和四川省人民政府共同主办
四川大学承办的第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品竞赛闭幕
第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品
竞赛三等奖
项目名称
煤火灾害动态感知与隐患辨识
预判系统（安全学院）
团队成员：杨博 刘韩飞 王志强 严瑞锦 刘莹莹 阮诗怡 刘楚琪 曹毓国
指导老师：王伟峰 张铎 邓军
类别：科技发明制作A类
所属领域：能源化工
项目简介
煤火灾害遍布世界各地，每年造成巨大的煤炭资源损失和环境污染，严重威胁着自然环境和人类健康，已成为全球性灾难，也是威胁煤矿安全生产的五大灾害之一。我国以烟煤和褐煤为主，90%以上的煤层自燃倾向性为容易自燃或自燃，煤火灾害十分严重，并多次引起瓦斯燃烧和爆炸事故，造成重大的人员伤亡和经济损失。这些都是由于采空区煤自燃隐蔽火源位置不明、监测预警滞后所造成的重大灾难事故。
针对煤火灾害监测预警的技术难题，以煤火灾害精准预警与科学防控为总体目标，创建了煤自燃基团突变理论及精细划分方法，构建了煤自燃预警指标体系和危险程度判定准则，开发出煤自燃危险区域特征信息无线监测预警系统、采空区温度场分布式光纤监测预警系统、煤自燃多组分指标气体激光光谱动态检测系统，建立了煤火灾害多源信息融合识别与隐患预判模型，研发出煤火灾害动态感知与隐患辨识预判系统软件，通过在现场工业性试验、推广应用、技术突破、更新迭代，完善了煤火灾害动态感知预警与主动防控技术体系，将煤火灾害防控的关口前移，实现了煤火灾害由被动治理到主动防控的根本转变和超前预警。
本项目多项成果经同行专家技术鉴定达到国际领先水平或国际先进水平，先后获第六届中国国际“互联网＋”大学生创新创业大赛国赛铜奖、大学生创新创业训练计划国家级项目、第十三届“挑战杯”陕西省大学生课外学术科技作品特等奖等，团队核心成员授权国家专利1项，受理国家专利2项，登记计算机软件著作权5项等。
▲滑动查看项目简介
▲矿用本安型多参数无线传感器（图左）
▲矿用本安型分布式光纤测温主机（图右）
▲煤火灾害动态感知与隐患辨识预判系统
第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品竞赛
“黑科技”专项赛“行星”级
（二等奖）
第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品竞赛
“黑科技”专项赛“行星”级
（二等奖）
作品名称
航空铝合金仿生超疏水表面
高效可控构建及耐蚀行为研究
（机械学院）
团队成员：王红星 潘子轩 李晨 杨春春 姜小娜
指导老师：李雪伍 张传伟 石甜
项目简介
航空铝合金腐蚀控制已成为我国空天领域亟待解决的关键课题。探索长效稳定环境友好型防腐新技术是当前航空铝合金防腐研究主攻方向。受“荷叶效应”启发，超疏水表面因独特自清洁及憎液性，为解决航空铝合金腐蚀问题提供有效新途径，且在实现基材防护的同时，达到稳定环保目的。本项目运用简单、高效、低成本的酸与沸水刻蚀技术，在航空铝合金表面设计构筑分级微纳复合结构，实现了航空铝合金超疏水功能表面的规模化与高效可控制备；进一步采用扫描电子显微镜、接触角测量仪、电化学工作站对制备试样进行微观结构、润湿性与耐蚀性表征，同时阐明微纳复合结构特征与润湿行为相互作用关系，最终揭示分级微纳复合结构表面防腐机理。本研究对提高航空铝合金耐腐蚀性、同时拓宽功能金属材料在空天领域中的应用具有重要经济价值和现实意义。
▲滑动查看项目简介
“黑科技”专项赛“卫星”级
（三等奖）
作品名称
渐变式微流控PCR软件（机械学院）
团队成员：宋泽垣 史璐阳 侯慧敏 杨欣悦 杨鑫
指导老师：张传伟 周学刚 刘烨
项目简介
为了有效解决目前PCR扩增仪体积大，价格昂贵，模块相对独立以及现有微流控PCR芯片存在的各种问题。团队研+发了一种新型的渐变式微流控PCR芯片，它是通过使用周期性变化的厚度往复Teflon管作为样品、试剂流动的容器，采用单一恒温热源，以及将特定高度的PDMS基底作为渐变微流控PCR芯片的的模板，将原来的二维微流控芯片结构改变为三维结构，简化热循环设备，两者配合在一起组装成渐变式微流控PCR芯片。项目创新设计的PCR芯片进行核酸检测时间相较于传统PCR芯片缩短了15%，升温降温时间相较于商业ABI实时荧光PCR仪提高了730%。并且创新PCR芯片的扩增效率达到商业ABI实时荧光定量PCR仪的91%，证明创新芯片可以提供与商用PCR仪一样可靠的结果。为现场、临床的快速检测提供了有效的方法、手段，为批量生产，偏远地区普遍使用打下了坚实的基础。
▲滑动查看项目简介
▲设备整体三维模型
▲刚放置渐变微流控PCR芯片时的情况
第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品竞赛
红色专项活动三等奖
项目名称
忆峥嵘岁月 传红色基因（安全学院）
团队成员：曹萱芮 尹梓轩 郝佳妮 郝帅
指导老师：曹月 袁刚
项目简介
2021年2月，安全学院曹月、袁刚两位老师带领实践团队走进陕北靖边县开展红色文化调研，通过线上线下结合，共研红色经典；重走红色足迹，体悟红色文化；访谈红色人物，挖掘红色故事的形式凝练“挑战杯”红色专项项目视频作品和调研报告，力求形成一堂生动、深刻的红色实践课，让青年一代在实践中深刻感受中国共产党初心使命的丰富内涵和磅礴伟力。
团队视频作品以陕北靖边县红色景点为拍摄主线，联系并采访了当年时任三边军分区司令部的号兵（连长）冯德红老人，通过调研访谈，查阅史料文献等方式，生动再现了党中央从1947年6月-8月转战陕北时在靖边工作、生活和战斗的真实历程。在此基础上，团队深入走访调研靖边县红色文化的现状和面临的困境，深入探讨分析新时代传承靖边县红色文化的策略与建议，在培养团队成员科学严谨的学术态度和学术精神的同时，旨在引领青年一代不忘初心，砥砺前行，坚定理想信念，努力成长为担当民族复兴大任的时代新人。
▲滑动查看项目简介
第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品竞赛
“揭榜挂帅”专项赛三等奖
项目名称
钢铁关键工序生产过程中碳排放的数字化仿真——高炉炼铁的应用示例
（化工学院）
团队成员：张宇康 芦静 张旭辉 韦晓艺
指导老师：李建伟 汪广恒
项目简介
鉴于严格的环境政策以及不断提高的能源成本和始终存在的利益驱动，工业生产的管理与运营在近年来越来越变得具有挑战性。建立了炼焦与钢铁冶炼过程工艺流程模型，自动完成不同单元模块的物料衡算、能量衡算及碳排放计算，基于生命周期分析不同炼钢工艺的产物组成、能耗与碳排指标。使用参考决策工具可以为如何运营工厂的最佳实践提供建议，并且降低能源消耗和二氧化碳排放量的成本。
本项目创新之处在于基于球形颗粒收缩核模型建立铁矿石还原反应的动力学方程，通过ASPEN PLUS来设置工艺流程的操作参数如温度、压力、流量、不同种类的煤和铁矿石;使用VISUAL STUDIO中 Fortran语言来编译动力学方程子程序以此来反映高炉内的反应过程;完成流程设计后可以使用EXCEL来调用此模型，根据企业的生产要求在EXCEL 中调整煤的种类、铁矿石的组成粒度或是在一定范围内调节操作参数来观察不同工况下的产品质量、碳排放、热负荷等。
▲滑动查看项目简介
▲ASPEN流程模拟
▲技术路线图（图左）
▲动力学模型（图右）
第十七届“挑战杯”
全国大学生课外学术科技作品竞赛
“揭榜挂帅”专项赛三等奖
项目名称
高效率球形钛合金粉末制备新原理
新工艺研究（材料学院）
团队成员：杨文轩 李佳林 周航 刘海琦 王妍 刘馨悦
指导老师：朱明 陈志斌
项目简介
钛合金具有熔点高、抗拉强度高、比强度高、比刚度高、生物相容相强、无磁性、耐蚀性强等优点。其导热性差、塑性低、机加工困难、加工周期较长。
目前，钛粉制备工艺主要存在细粉收得率低、卫星球比率高、生产效率低、钛粉易污染等问题。本研究在吸取国内外钛粉制备技术优点的基础上，运用高频感应原理、流体力学原理，采用理论研究、模拟研究与实验研究相结合的方法，深入研究。提出了用层流气体雾化制备钛合金粉末，气雾化技术的核心为高效雾化器的设计。并在导流管上加高频感应线圈有效解决钛液过热度不足问题，可实现钛液高稳定雾化。使雾化气流从喷口到有效雾化区距离有效减小，将气流能量损失大幅降低;实现钛液的熔化区与雾化区基本重合，完成钛液高过热度雾化，有效提高细粉收得率。
▲滑动查看项目简介
▲水冷铜坩埚惰性气体雾化法示意图
▲钛粉制备方法分类（图左）
▲钛粉的制备流程（图右）
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来 源 | 校团委
制 版 | 马语辰
校 对 | 杨佳怡 李伊芬
编 辑、责 编 | 李 波
审 核 | 曹雪梅
党委宣传部网络与新媒体中心出品