中学生能源环保-项目获“市长奖”
栏目:企业动态 发布时间:2019-06-10 08:37
在昨天(26日)闭幕的第39届北京青少年科技创新大赛上,颁发了“北京青少年科技创新市长奖”。该奖项是北京地区青少年科技最高奖,获奖证书由.........

在昨天(26日)闭幕的第39届北京青少年科技创新大赛上,颁发了“北京青少年科技创新市长奖”。该奖项是北京地区青少年科技最高奖,获奖证书由北京市市长陈吉宁亲笔签名。今年,来自北京四中、北京一七一中学等9所中学的10位中学生获此殊荣。

这些中学生凭什么获得“市长奖”的呢?记者注意到,能源、环保是这些学生科研聚焦的热点:“用废弃轮胎制备硫掺杂炭材料提升锂硫电池的电化学性能”、“废弃秸秆转化高辛烷值汽油实验研究”、“胶体光子晶体结构色的调控及彩画打印研究”……这些研究课题,别说是中学生,就是非相关专业的成年人也未必能了解其中奥妙,难怪令科学家们都竖起了大拇指。

记者发现,今年获得“市长奖”的中学生从事的研究绝大多数都集中在理工科领域,包括化学、环境科学、生物化学、物理与天文等。依靠相关领域的知识,这些中学生对学习、生活中遇到的问题勤于发现、善于思考,并且能够借助中科院、高校等高水平的实验室开展研究。他们的研究成果已经在国内外一系列比赛中获奖。

讨厌化学的中学女生

用秸秆制出“95号汽油”

北京四中潘紫琪的获奖项目名为“废弃秸秆转化高辛烷值汽油实验研究”。很难想象,一名中学女生竟然与汽油结缘。其实,连她自己也想不到。

潘紫琪告诉记者,秸秆是粮食收割后的产物。可是,许多地方老百姓将秸秆一烧了之,严重污染了大气环境。实际上,秸秆是由碳氢元素组成,燃油的主要成分也是碳氢。为什么不能废物利用呢?带着疑问,她从高一开始投入了科研攻坚,“我本来比较讨厌化学,但慢慢啃下来,反而产生了一些兴趣。”潘紫琪笑着说道。

说起来,潘紫琪的研究方法看似很简单:将秸秆打成粉末,然后水解,然后通过复杂的化学反应提取。但是,整个化学反应提取却经历了难以计数的反复试验。最终,潘紫琪在实验室里获取了辛烷值达94.9的汽油。这种“汽油”已经十分接近市面上中高端车辆使用的95号汽油。

人大附中的王煜桐则将目光投向了废弃机动车轮胎。随着机动车数量的快速增长,废旧轮胎的处理成为一个难题。她的想法是,用轮胎制备硫掺杂炭材料,用于提升锂硫电池的电化学性能。王煜桐说,现在阻碍电动车进入千家万户的最大瓶颈就是电池的续航里程。其实,锂硫电池的能量密度远高于锂电池,可以有效提升车辆行驶里程。之所以没能快速进入市场,主要是因为没有解决多硫化物富集的问题。在研究中,她利用废旧轮胎制备硫掺杂炭材料,提高了电池的硫利用率,最终成功提升了电池的电化学性能。

此外,来自北京市育英学校的谢竞宁通过研究,提出了一种能够提高热循环系统效率的方法,可以显著节省能源,减少污染排放。来自北京市第五中学的王梓宁以废弃牛毛为原料制备多孔碳,应用在废水净化工程。实验中,这一创新产品对模拟废水的吸附量是市面所售产品的1.5倍以上。

高校科研所实验室

提供学生科创用武之地

从污水处理到汽油制备,从热效率研究到癫痫疾病治疗,学生们从事的研究课题可谓“高大上”。这种高难度的实验,显然超过中学实验室的能力。幸好,大学和科研院所高水平实验室为中学生们的科技创新提供了保障。

潘紫琪的研究是在中科院过程工程研究所完成的。她告诉记者,最初与这个研究项目结缘,因为参观中科院过程所展示室时对几小管液体和一些细细的丝线发生了兴趣。在后来的实验过程中,得到了实验室师兄师姐的无私帮助,“在师姐的帮助下,我一遍又一遍地改变实验条件,一遍又一遍地搬起巨大的扳手,有了勇气给滚烫的仪器降温,熟悉了有机化学的奇妙味道。”潘紫琪说,现在自己不知道以后会走上什么样的人生道路,但起码可以确认,在实验室的这一年里,自己成为了更加丰富的一个人,一个懂得在等待和期待的同时默默努力的人。

来自北京市第一七一中学的汪晓娅从孔雀羽毛中发现了从不掉色的秘密:“孔雀羽毛那么鲜艳,而且从不掉色,引发了我的好奇。我研究了一下才明白,我们看到的颜色其实分两种,一种是化学颜料本身的颜色,另一种是物理反射形成的颜色,孔雀羽毛就是后一种。”她萌生了一个想法,如果用后一种方法打印,是不是就可以永不褪色?最终,在国家纳米中心的实验室,汪晓娅完成了“胶体光子晶体结构色的调控及彩画打印研究”,所制成的墨水完全可以替换彩色打印机的墨盒。