“黑科技”上天摘“星”！华中大全国第一！

  为贯彻落实关于科学技术创新的系列重要指示精神，第十七届“挑战杯”全国大学生课外学术科技作品竞赛增设了“黑科技”专项赛。

  该专项赛围绕“卡脖子”问题，针对前沿领域，充分开发脑洞，研究探索更多的具有高精尖色彩、对现有科技成果具有一定颠覆性、超越性的实物或者技术，以及充满奇思妙想、脑洞大开的，能够巧妙地、创造性地解决“小”问题的，具有一定创意性、趣味性的实物或者技术。

  在校团委统一组织指导下，我校参赛作品经过层层评审，共有23件作品获得国家级奖项。

  报送单位：附属协和医院、国家脉冲强磁场科学中心（筹）、武汉光电国家研究中心

  团队成员：曹英豪、邓胜和、古俊楠、蔡文泰、毛富巍、薛一凡、刘长陆、张广豫、李振洲

  项目介绍：在微创化诊疗蒸蒸日上的医疗新时代背景下，消化道肿瘤的检出趋于更早、更小，同时对于病灶的精确定位、精准切除的要求也变得越高。协和医院胃肠外科曹英豪博士作为项目负责人深入临床一线，发现临床问题，通过联合光电学院、强磁场中心组建医工交叉团队，深入研讨并进行科技攻关，根据传统术中定位方案的缺陷进行针对性突破，研发出了一套便捷、高精度的磁探测定位设备。设备基于前期动物实验、肠道标本实验的有效性、安全性认证，在多家医院做了初步临床试用并取得良好的探测定位效果；未来临床中本设备将助力精准结直肠癌根治术，减少直肠癌造口患者，降低各种术后并发症。项目获得了专业领域陈孝平院士的认可及推荐；获得苏州高新区领军人才资助，预融资（200万）成立公司开展运营。

  团队成员：李安、胡烽、帅逸轩、丁建夫、陈迎晓、石松、杨佶昌、马亚飞、刘健瑞

  项目介绍：为解决电动汽车在高速区动力性能差、效率低等缺陷，团队首次提出了电力电子智能变速箱的概念，在现有电驱的基本驱动功能和保护功能基础上，通过增加一个智能变速箱环节，实现高速区工作区间一倍的拓展并有效提升三电系统的可靠性和故障后容错能力。

  项目介绍：伴随着无人机的普及和普遍的应用，其“心脏”——动力系统故障引发的安全问题也越发不容忽视。本项目团队从容错能力、功率密度以及电磁性能三方面入手，开发了基于机电模型的容错运行和电磁干扰抑制算法。实现了无人机“心脏”在多种故障工况下的持续稳定运行，可靠性大幅度的提高，显著扩展了功率级无人机的应用场景。

  项目介绍：在电化学储能领域，运用独创的相分离和相分配技术，打造出世界首创的对流增强型自分层电池，实现了储能电池高性能低成本并且绝不会燃烧爆炸，成本为传统锂离子电池的三分之一，在10秒之内便可极速完成电池制备。

  项目介绍：长时间背负大质量的负载会对人体生理结构和功能造成不可逆的伤害，并导致人体产生极大的能量消耗和肌肉疲劳。针对这一问题，本项目揭示行走过程中负载运动与人体能耗的内在联系，提出最小负载惯性力原理。设计了一种可适应不一样走路的速度与不同负重者的主被动混合式穿戴式机器人，以降低人体负重行走时的代谢消耗，减小人体肩部压力和负重所带来的危害，实现用工程科学方法增强人体运动能力的目标。

  项目介绍：针对电池研发、生产两个应用场景，形成三项全球领先的核心技术，研发出产线超声电池检测系统和实验室超声电池扫描系统，解决了电池由于缺少内部状态无损害地进行检测手段而造成的痛点。产线超声电池检测系统为全球首创，可实现电池生产后段，注液、除气等全过程的无损全检，弥补了产业空缺，已应用于华为、鎏明科技等企业。实验室超声电池扫描系统在技术和成本上全面领先，已在特斯拉等有名的公司和各高校实验室得到应用，并得到特斯拉电池技术首席科学家、三元锂电之父Jeff Dahn教授的高度赞扬。

  项目介绍：团队致力打破现有传统红外成像芯片技术被垄断和产品遭禁运的“卡脖子”现状，从材料层面展开颠覆性创新，结合器件设计与电路研发，开发出一款基于硫化铅胶体量子点材料的新一代短波红外成像芯片，实现全链条的技术自主化！相比传统红外芯片，硫化铅芯片可以在一定程度上完成与CMOS的全低温一体化异质集成，达到更宽的光谱成像范围与更大的像素阵列。更重要的是，不到传统芯片“百分之一”的成本优势，彻底撕掉短波红外成像“奢侈品”标签，将短波红外成像应用拓展至消费级领域成为可能，更广泛地应用于手机视觉融合、无人驾驶、工业机器视觉等应用场景，实现中国“芯”突破。

  项目介绍：碳化硅陶瓷基复合材料大范围的应用于国家重大战略装备和航空航天等核心支柱产业，但大尺寸零件结构较为复杂、传统机加工难以制造。面对大型复杂碳化硅陶瓷零件整体制造难题，本团队在材料、软件、工艺方面做出突破，提出增材制造专用碳化硅陶瓷复合粉材的溶液包覆制备新方法；开发出面向海量数据、复杂模型的增材制造数据处理与工艺规划软件；提出增材制造+反应熔渗新工艺，最终实现了1.7m直径的复杂空间遥感卫星反射镜坯等零件的整体制造。本项目成果推动了大尺寸SiC陶瓷零件制造技术的发展，是打破发达国家在关键领域对我国技术封锁的重大突破。

  项目介绍：发光显示行业是一个万亿级别的大市场，从液晶显示（LCD）到OLED显示，显示图像色彩质量日益提高。团队在显示技术领域内，开发出世界首创的钙钛矿显示面板技术，不仅原材料价格仅约为OLED发光材料的百分之一，而且CIE坐标满足8K显示标准Rec.2020；有望逐步提升现有显示屏的色域范围，实现超高清色彩图像的视觉呈现。

  项目介绍：为解决地面交通拥堵的情况，团队立足于高效出行便捷生活，致力于设计创新前沿的交通工具，提出了飞行汽车的概念。团队提出飞行汽车机翼旋翼融合式收放系统，既解决了现有飞行汽车概念占地面积大的问题，又解决了将固定翼多旋翼和汽车状态的设计融合的问题，拥有非常良好的可实施性。

  项目介绍：团队主要研发和制造深紫外LED核心组件，并提供相关的应用产品解决方案。目前团队已完成AlGaN基深紫外LED从材料外延生长到芯片设计制备到封装产品的全产业链研发，输出国家专利十余项，是具有自主知识产权的中国“芯”，主要面向国民健康产业，可大范围的应用于水、空气净化、保密通讯、病毒灭活等诸多民用、军用及医疗领域。目前以汞灯为代表的第一代紫外光源存在体积大、功耗高、环境不友好等缺点，且随着《水俣公约》的签订与实施，自2020年起，中国等128个签约国将禁止含汞荧光灯产品的生产和使用。因此，以第三代半导体材料AlGaN基为主的深紫外LED凭借长寿命、高光效、健康环保将逐步替代汞灯。预计未来五年，国内深紫外LED杀菌消毒应用市场规模将达千亿级。

  项目介绍：“慧眼识电”团队在信道分析、调制方法、发射效率三方面创新，实现工程化井下通信，并分别针对钻井、完井、生产三大领域推出3系列井下无线产品，实现降本增效。