团队成员深入企业进行调研。

量子光学与光量子器件国家重点实验室教师指导学生开展科研。

团队成员在长治黎城党参种植基地调研。图片均为资料图

在中国国际大学生创新大赛（2024）总决赛现场赛上，经过激烈角逐，我省5个项目获得金奖，10个项目获得银奖。其中，山西大学“‘碳’察秋毫——高精度碳排放监测设备”项目斩获金奖，“基于温差发电的燃料电池汽车余热能量回收系统”“参参不息——国内菌链党参新质生产先行者”等4个项目获得银奖。

瞄准问题大胆创新

一个个创新点书写学子报国志

“学校在光谱技术领域有着深厚的积累，目前国内碳监测仪器市场受到进口仪器技术垄断，我们尝试利用激光吸收光谱技术进行高精度温室气体浓度检测，并通过自主创新，为提高我国碳核算校验精度贡献青春力量。”在一次偶然的聚会中，田志宽、武晋鸿、申昂灵、刘钰涛、石馨怡、原梦6位年轻学子思想碰撞，迸发出创新的火花。

这6位团队成员分别来自山西大学物理电子工程学院、经济与管理学院和美术学院，他们都曾在学校量子光学与光量子器件国家重点实验室进行过科研训练，并对激光吸收光谱技术有着同样的兴趣。此次，该团队“‘碳’察秋毫——高精度碳排放监测设备”项目荣获大赛高教主赛道金奖，他们采用腔增强激光吸收光谱技术，实现了大气温室气体含量的高精度测量。“该项技术的突破，有望打破高精度碳排放监测仪器被进口产品垄断的局面，为‘双碳’目标碳排放总量核算数据的自主性提供有力保障。”项目负责人田志宽介绍说。

在长期对燃料电池汽车的研究中，“基于温差发电的燃料电池汽车余热能量回收系统”项目团队观察到，氢能及燃料电池的热耗散问题，严重降低了系统的能源转换效率，还限制了燃料电池汽车等应用场景的续航能力。一次可圈可点的创新实践由此起步。

“项目最大的创新点，就是我们的温差发电方案，包括发电片和针型散热器，可以适用于低温差条件下。与某行业领先的国外产品相比，发电效率提升了76%，并首次实现低温差条件下高发电效率。”该项目负责人、山西大学物理电子工程学院大三学生闫思远介绍了项目中处于行业前沿的技术，“适用于燃料电池汽车低温差条件下的层叠式温差发电方案，通过两种热电薄片交替设置，压缩体积的同时还可提高热流传递效率；更高效的锑掺杂碲化铋温差发电片，团队对碲化铋进行成分掺杂、结构优化、合成优化、成形优化，低维化热电转换效率提升76%、机械性能提升60%、导电性提升50%；通过对冷流道进行布置优化、对散热器进行构型优化，设计出能快速降温的针型散热器，成功首次实现将低温差环境下的温差增加到30摄氏度……”

在太行山区，党参是当地农民的重要收入来源。胸怀科技报国梦、振兴乡村梦，山西大学另一群师生把目光瞄向了党参。

“我们参加过学院承担的国家乡村振兴第三方评估重大任务，在7年时间里足迹遍及国内19个省、400余个区县，走访过10万多农户。”山西大学经济与管理学院辅导员、“参参不息——国内菌链党参新质生产先行者”项目指导教师张静告诉记者，一方面积极响应国家政策号召，推动中医药产业的发展；另一方面，团队成员多来自党参种植地区，对家乡的党参种植产业怀有深厚的情感，对其现状也有深入了解——党参种植目前面临诸多难题，包括连作障碍、病虫害以及杂草侵袭等，导致种植成本不断攀升，生产效率低下。为此，团队成员多次深入我省长治、晋城及甘肃陇南等地调研、采集土样，开展科学试验，并结合现代农业生物科技，推出了党参土壤专用的微生物菌剂。

攻坚克难不言放弃

一次又一次突破见证学子奋斗路

“3月初，春寒料峭中，我们正式启动研发。”闫思远回忆说，“4月，团队正式开始核心材料的研发。经过讨论，我们选用了碲化铋作为温差发电片的基础材料，并尝试通过锑元素的掺杂改性来提高性能。然而，早期实验一再失败，一次次的实验数据让人沮丧：掺杂比例稍有变化，材料性能便会急剧波动。”　　

在实验室的一个深夜，闫思远在翻阅了大量文献后，提出了新的烧结温度控制方案。“第二天，董磊教授建议我们利用激光光谱研究所的微观结构表征设备，观察材料的内部组织结构是否存在问题。这次尝试为我们打开了思路，我们逐步调整了配方参数。”在持续一个月日夜不停的研究后，在董磊教授、乔晓艳老师等多方帮助下，他们终于得出了符合要求的性能数据，电导率和热导率达到了预期值。“实验室里，大家的激动难以言表。”闫思远说，之后他们把重点转向散热器设计，“我们联合北京航空航天大学设计了一种新型针型超速降温散热器，但加工极其复杂，传统工艺多次失败，散热器模型不是变形就是断裂。之后团队转而采用3D打印技术，在实验室反复测试，机械组同学常常一连几个小时守在打印设备旁。经过努力，新型散热器的热量传导能力比之前提升了20%，我们离成功更近了一步。”

“‘碳’察秋毫——高精度碳排放监测设备”项目团队也在创新路上留下奋斗的足迹。

“在研究过程中，团队面临的首要问题是选择什么样的腔结构才能保障系统的灵敏度和稳定性。”田志宽回忆说，在历经两次调整后，腔结构仍存在着各种各样的问题。他带领团队成员重新开始，历经数夜的讨论和日复一日的实验后，最终择定了两镜V型腔结构。之后，他们又采用全新技术调整光胶和腔体等材料，努力降低成本……瞄准关键点，一齐发力，联合攻关，获得了6项专利技术，发表了3篇学术论文，用汗水浇灌出了胜利之花。田志宽高兴地说：“整个项目实现了两镜V型腔架构、多光谱技术融合算法以及微流采样技术等3项核心技术创新，解决了常规腔增强吸收光谱技术存在的灵敏度低、测量慢以及稳定性差等问题，研制了核心部件全国产的温室气体激光分析仪。”

“由于课程繁重，大家经常只能利用中午吃饭的间隙以及晚上自习结束后的时间来完善项目，在这些有限的空余时间里，我们一起优化项目内容，经常工作到深夜。”“参参不息——国内菌链党参新质生产先行者”项目指导老师丛建辉教授说。团队成员在老师们的鼓励下走出课堂和书本，深入实地调研党参种植问题，更深化了对实际问题的认识，也在与当地种植户的交流中获得许多第一手数据及更深刻的感触。“我第一次感受到了土壤真正的温度。”项目负责人、该校经济与管理学院学生马玮悦说。

“这段历程不仅改变了我的学术生涯，也让我深刻明白，科学的魅力在于永不放弃的探索精神。”参赛学生们在创新实践中感悟、成长。

营造氛围助力逐梦

全方位全过程搭建学子成长成才新“赛”道

“从专业知识的传授到实验室的具体操作，从项目指导到人生启迪，马维光和赵刚两位老师为我们提供了很多指引。”“项目的成功离不开每个人的付出，更感谢几位老师对我们的耐心指导和生活上的帮助。”申昂灵、石馨怡等充满感激地说。

“大胆创新，不怕失败。”闫思远和团队成员们也一直记着董磊、乔晓艳等多位老师的鼓励和帮助。

“每一个伟大的发明都是从无数次失败中诞生的。”丛建辉教授、梁振教授、张静老师，或与团队成员一起深入基层调研，或指导学生开展科学实验，给予了团队成员莫大的鼓励与支持。

参赛学生充满感激地说：“整个研发过程中，学校给予了我们巨大支持，从实验设备到经费保障，再到开放的科研平台，为我们的每一步提供了强有力的后盾。”

在全国总决赛大战打响前，为勉励参赛学生沉稳应赛，山西大学党委副书记、副校长张天才和教务处处长宋鹏、副处长李鹏去往现场，各项目指导老师全程陪同，与参赛学生同吃同住并及时进行辅导。

其实，从创新大赛校赛开始，山西大学便高度重视。宋鹏介绍说：“我们及早谋划，于2024年1月就启动了二级学院的项目申报，并积极对接科技处、社科处、招生就业处、产业处等单位，广泛动员，深入挖掘，实现了二级学院参赛全覆盖、各赛道组别报名全覆盖。学校还多次召开专题会议，专项部署、科学谋划、有序推进重点项目遴选，并积极邀请校内外专家围绕项目逻辑、内容凝练、模式构建等方面对参赛项目团队进行针对性培训与指导。从校赛、省赛至国赛，学校累计邀请专家100余人次，组织赛事专项培训60余场。”

近年来，该校先后入选首批全国创新创业教育改革示范高校、全国创新创业典型经验高校50强，获批国家级创新创业教育实践基地、省级高水平创新创业学院及省级创新创业示范中心，创新教育已贯穿学校教育活动全过程。与此同时，将大学生创新训练计划项目、学科竞赛、专利软著、学术论文等纳入创新创业学分管理，在学生保研加分、教师职称晋升等方面均开辟了创新创业新赛道；大力实施“融入式”创新创业教育改革模式，以课程建设为抓手、师资培育为保障、实践平台为支撑、大赛舞台为检验，将第一课堂与第二课堂紧密结合，培养学生敢闯、会创；采取“3+3+3”创新创业育人模式，即“导师+公司+学生（创客）”的团队组织形式、“实验室+众创空间+科技园”三级孵化机制、“专家学者资源+教学科研实验室设备资源+专利库资源”三类资源整合优化，全力支持和促进学生开展创新创业实践。

“2024年，我校大学生在中国国际大学生创新大赛、ASC世界大学生超算竞赛、挑战杯赛等国内外高水平学科竞赛中获得国家级奖项226项，获省部级学科竞赛奖项538项。”宋鹏表示，学校将继续坚持“以赛促学，以赛促教，以赛促创”，引导青年学子在创新实践中增本领、长才干，在中国式现代化的广阔天地中贡献青春力量。（李林霞 张颖）

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