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无人机一秒起飞…湖大学子在第十七届“挑战杯”大赛中喜获佳绩！
1.2kg无人机1秒起飞，10秒爬升100米；抗癌药物实现定向运输和释放，精准打击癌细胞；深刻剖析城镇分级诊疗制度缺陷，解决基层首诊困境。近日，湖北大学三个学生团队的研究项目在第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛中过关斩将，荣获国家二等奖1项、三等奖2项。
“功率密度提升2.5倍，能量密度提升1.7倍。”湖北大学物理与电子科学学院、材料科学与工程学院学生团队《基于中空介孔碳纳米球的高性能水系锌离子电容器研究》创新解决了传统电池安全性和能量密度不足两大痛点，技术参数与市场上的主流产品相比具有明显优势，在比赛中获得国家二等奖。
该项目学生负责人、2019级微电子科学与技术专业学生杨高琦告诉记者，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。这是由于传统电池在材料方面孔隙结构不发达，电解质离子移动不便，机制方面单离子吸附脱附，比能量受限。于是团队对症下药，将孔隙发达、高均匀性、高比面积的中空介孔碳和比电容高、安全性高且成本低的水系锌钠离子混合电解液有机融合，最大限度发挥中空介孔碳孔隙结构的储能效应，创新实现了大容量和高安全性的“双赢”。
“项目的一大难点就是寻找介孔碳直径的最优尺寸。”杨高琦回忆，为了找到这个精确的数字，团队反复控制投料比进行对比实验，实现了180nm—800nm纳米空心球的可控制备，最终发现直径尺寸300nm能形成介孔碳最好的孔隙结构。
随着全球气候日益变暖，绿色能源的高效使用已成为必然趋势。该项目瞄准国家‘双碳’战略需求，所使用的电容器原材料不仅成本低，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。“基于超级电容器和混合储能器件的高功率密度在能源领域的重要作用，该锌离子超级电容器在新能源汽车、大规模储能和智能电网等领域有着广泛市场应用前景。”项目指导老师、湖北大学物理与电子科学学院副教授万厚钊表示，团队研制的锌离子电容器性能强大，能提供瞬时高功率密度，进行大电流充放电，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。
“在项目准备过程中，除了团队学生自身的勤奋与创新，不同学科专业的交叉合作也起到很大作用。” 项目指导老师、湖北大学微电子学院院长王浩介绍，该项目学生团队成员分别来自电子科学与技术、微电子科学与技术和材料化学专业，互相合作可以打破单个专业的知识边界，有效拓宽科研思路。
目前，该锌离子电容器已完成小试生产，成功应用于无人机蓄电池，并与多家企业签订成果转化合作意向。
此外，由湖北大学公共管理学院研究团队完成的作品《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》在比赛中获全国三等奖。湖北大学材料科学与工程学院研究团队设计制作的《多肽表面修饰COFs包裹PD-1抗体药物的免疫调节作用》为抗癌靶向药研发提供了新的思路，获得“揭榜挂帅”专项赛全国三等奖。（中国教育在线 通讯员 杨若希 陈娇艳）
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