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“变形金刚”电池、远距离人物识别系统、超能便携式试剂盒……南邮学子让科技与现实碰撞出火花

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“变形金刚”电池、远距离人物识别系统、超能便携式试剂盒……11月27日至28日,104件大学生创新创业作品及项目成果集中亮相南京邮电大学第二十三届”创新杯“大学生课外学术科技作品竞赛终审决赛现场。比赛以“信达天下承使命,守志报国育英才”为主题,共423名指导老师、3125名同学参与此次竞赛,12192名学生通过线上线下相结合的方式观摩学习。

超级“变形金刚”电池横空出世

在创新杯决赛现场,一款外表透明、可以任意折叠弯曲的超大容量电池吸引了评委专家和众多同学的围观。这是由材料科学与工程学院“海月”团队利用两年的时间组装成功的金属有机框架基柔性透明超级电容器,也被誉为电池里的“变形金刚”。

超级电容器是国家“十四五”规划纲要的重点聚焦领域、国家“科技创新2030重大项目”和国家能源局重点支持领域。针对传统手机电池能量密度低、大而笨拙、形状单一、观赏性低的特点,“海月”团队采用层层组装法制备具有π-d共轭结构的二维导电MOFs薄膜,组装成柔性透明储能器件,使得柔性透明超级电容器具有轻巧便捷、可塑性强、美观大方的特点。

据了解,众多手机厂商近年来都在开发折叠屏手机,但技术仍不成熟,折叠机只能实现“对折”,无法实现自由折叠。这主要是由于目前手机电池无法折叠,从而限制了手机的“七十二变”。

柔性超级电容器为闹钟持续供电90s


项目成员毕帅航介绍说:“我们研发的柔性电池很好地解决了电池折叠性差的难题,未来的手机将会变得体积更小,还可以任意折叠,手机的形态也不再是一块无法变化的长方体,而是可以被我们‘捏’成任意形状。”目前,“海月”团队已经成功申请一项国家专利,并发表一篇SCI论文,后续将投入更多精力到打磨完善柔性电池细节。“在未来,超级电容器将有望在安全驾驶、航空航天、透明设备、柔性显示等方面发挥重要作用。”团队成员毕帅航自信地说。

远距离人物识别系统保卫独居女性安全

独居女性的安全问题是广受关注的公共议题。怎样保护独居女性的个人安全,怎样为独居女性提供一个富有安全感的居住环境?计算机学院、软件学院、网络空间安全学院的张佳所在团队构建了基于视频分析的远距离人物识别系统,该系统可以远距离识别人物身份信息,从而为报警系统提供数据,以便达到非法入侵自动警告,跟踪锁定可疑人物的功能。

 远距离人物识别系统


与当今市面上人脸识别系统相比,被识别者不必再和人脸识别设备在短距离内进行视线交互,这种“无感识别”大大提升了识别系统的效率。张佳介绍说:“我们的项目利用远距离观测被测人的行走周期、重力落点等要素组成的个人步态特征得到该人物的身份信息。如果灵活应用,可以将该项目提供的信息与数据库比对,从而帮助报警系统进行预警。”

此外,该项目还可以拓展应用于公共安全领域,团队成员解紫怡认为,在旅游旺季,热门旅游景点常常是“人满为患”,而步态识别系统可应用于人流预警,帮助旅游景点工作人员进行人流量化,适时加派人力,维护旅游景点秩序。

“便携式试剂盒”让核酸检测2小时出结果

当前,新冠病毒核酸检测的标准方法为逆转录-聚合酶链反应。该方法存在依赖专业仪器和专业人员、检测时间较长等问题,难以满足偏远地区或设备人员缺乏地区疫情防控的需要。材料科学与工程学院材料化学专业学生张峻诚和吴鸿宇创新性地构建了新型冠状病毒核酸便携式即时检测体系,一套小小的试剂盒能将核酸检测过程大大简化,得出核酸检测结果只需2小时。

“医护人员在核酸样本采集后,就可以直接在采集地进行核酸检测试验”张峻诚介绍道,“检测时间从现在的4-6小时缩短至2小时,人们在半天内就可以拿到结果,时间成本大大降低。”他和吴鸿宇两人在指导老师朱丹的带领下,历时一年多的试验,在实验室中,对于新冠病毒的特异性片段检测的准确率已经达到100%。

南邮学子在演示蓝光灯下可视化荧光检测


记者了解到,项目构建的新冠病毒检测体系可在海关、工厂、物流基地或家庭等需求较大的场所使用,极大降低了医疗体系的压力,减少了当前核酸检测方法对于物流交通的影响,同时为普及欠发达地区的核酸检测提供了良好的解决方案。目前,这套新冠检测体系正处在专利申请、走向市场的准备工作中。

据悉,南京邮电大学“创新杯”大学生课外学术科技作品竞赛创办于1999年,由学校团委在每年的11月末举办,是挖掘科技创新人才的品牌赛事。“创新杯”竞赛共有自然科学类学术论文、哲学社会科学类社会调查报告和学术论文、科技发明制作A类与B类等多个分赛道,同时也是“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛的校内选拔赛。多年来,“创新杯”已经成为南京邮电大学创新人才选拔和培养的“大本营”,广大青年学子从这里梦想起航,奔向国家、世界级科技创新舞台。

通讯员 李海博 杨凯媛

少年志编辑 兰倩怡

扬子晚报/紫牛新闻记者 蔡蕴琦

校对 徐珩

编辑 : 严静

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