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中科院宁波材料所来了一群镇海中学“准研究生”

发布时间: 2018-09-01 13:02:12 来源: 浙江在线 通讯员 曾昊溟 记者 童健

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  浙江在线9月1日讯(通讯员 曾昊溟 浙江在线记者 童健)自八月初以来,在中国科学院宁波材料所,活跃着镇海中学的13位高中生。他们作为镇海中学“科技新苗”学员,和材料所的研究生、研究员一样,正常上下班,听导师讲课,参与实验。他们结合各自项目组,实施了多个项目研究。

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  这半个多月里,结合导师授课、实验获得的新知,这些学员提出的问题有很多。这种“理论+实验+生活探究”的研究样式,在学员罗欣欣看来很受用。她说,投影仪,在我们课堂上几乎每节课都需要用到。投影仪在高温状态下容易突然“罢工”,原来投影仪长时间工作后因温度过高而触发了过热保护装置,引发了投影仪的自动关闭。这引起了罗欣欣、刘嫣然等五人小组的关注。在经过仔细观察后,他们发现:学校教学所使用的投影仪对亮度要求高,使用频率高且使用时间长,大功率灯泡工作时会产生大量的热,导致投影仪工作时一段时间后就变得十分烫手。同时,大多数投影仪都采用风扇散热的方式,但在炎炎夏日的高温中收效甚微,导致了学校投影仪罢工的事件频频发生,直接对正常学习造成了影响。不仅是投影仪,电脑CPU、显卡等大功率或对环境温度敏感的电子元器件,都面临着散热难的问题。如果不附加防过热保护装置,不仅会对器件性能造成影响,还有可能造成永久性的损坏。目前大多数电子器件的主流散热方式有风冷、水冷、散热翅等,但都存在着各自的缺点。针对这一现象,项目小组结合新型电热材料的功能,产生了设计一款性能更好的电子器件防过热装置的想法,试图将散热方式从“吹电风扇”提升到“吹空调”级别。

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  学员朱仕哲、蔡睿亿和罗欣欣等三名学员则结合生物课堂知识和生活观察有新发现。盛夏之际,骄阳似火,阳台上的植物们却都遭了殃。在过于强烈的阳光之下,植物们一个个都蔫了气,没精打采的低垂着头。将它们转移到阴暗处后,却又发现植物因为光照不足而长势不好,还有徒长的趋势。正发愁于这两难的处境,学员们从新材料新能源出发产生新的想法:能不能设计一款人工光源,来提供植物生长所需要的光?于是,三名成员结合生物课堂所学:到达地表的太阳光波长范围较广,植物只能利用其中波长400-700nm的可见光区段进行光合作用,而这一部分的光的能量不到太阳辐射能的百分之五十。再加上反射、散热等能量损失,最终被植物利用的能量不足太阳光的百分之五!也就是说,阳光中只有很小一部分的光是植物生长所需要的,植物的光合速率还存在很大的提升空间。如果能够利用人工光源为植物提供更多其生长所需要的光,将大大提高植物的光合效率,促进其生长。

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  这一发现更激发了学员们的研究热情。他们设想的这一款特种光源,将根据不同的植物,甚至植物的不同生长阶段来“量身定制”其所需要的光线波段,为植物生长提供更充分的光照,达到促进其光合作用和生长的目的。这一款光源不仅可以用来为室内观赏性植物提供光照,更能在现代化农业生产中找到用武之地。它可以为大棚中的农作物进行补充光照;可以用于垂直农业的“植物工厂”;甚至能够实现农作物的24小时不间断生产,大大提高农作物的产量和质量......

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  “高中生和我们的研究人员做研究有很大的不同,他们有丰富的想象力,敢想!有很多创意。我们为他们积极提供研究所需要的知识、方法和实验准备。他们的项目进度不一,有的已经有了设计图,有的也快开发出样品了。他们的研究热情、创新热情和研发热情都非常可贵。”这些学员的导师团队负责人、中国科学院宁波材料所蒋俊研究员一提到这些学员,赞口不绝。 

  据了解,开学后,学员们还将利用双休日等课外时间,以项目组为单位进一步完善各自的暑期研究。镇海中学的“科技新苗”项目是在宁波市教育局、宁波市科协支持下中学生科技创新项目,每个项目组实施为期一年的研究,由教务处负责招募学员,本期学员共21名,还有8名学员参与了宁波市农科院农产品加工所的研究项目。

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  一起来听听镇海中学“科技新苗”部分成员介绍他们的研究成果。

  同学A:“我们研发的可调节温度的模块化多功能垫,利用热电材料通电时产生的温差,实现垫子随使用需要可调节温度的功能,甚至还能作为笔记本等垫子产品的散热器件。” 

  同学B:“为响应低碳生活的号召,人们在家里开始注意能源消耗的状况并实践减少能耗的事,然而,一些不可避免的能耗(如电流的热效应或压缩机的发热)仍在悄悄消耗着能源。针对这一现状,我们设想通过热电材料来回收部分能量来实现能源的再利用,研制基于热电材料的热电转换低功率充电照明系统,希望‘绿色生活’走进千家万户。”


标签: 学员;投影仪;镇海中学;研究;中国科学院宁波材料所;科技新苗;导师;高中生;过热;研究员 编辑: 童健
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