03:21央视新闻客户端年起,中国科协和教育部共同组织实施中学生科技创新后备人才培养计划——“英才计划”。这些学生很多现在已经成为各领域重要的科研力量。今天我们来认识一位北京大学的博士生陈廷翰,他在高中时就研制了一款消防用感应控温卫生呼吸器,目前他已经给自己的产品申请了专利,并和消防等部门达成了合作意向。这个是给消防员装备的专用降温呼吸器,它的核心材料是纳米石墨片-石蜡复合材料和带海藻酸钠聚糖核壳结构的石蜡粉体。掺杂高导热的石墨片,就好比在石蜡内部构筑了很多条高速公路,热量可以沿着这些高速公路快速到达换热材料石蜡的深处,以达到迅速降温的目的。陈廷翰,北京大学级博士生,这个消防呼吸器来源于他六年前的一个想法,当时一场特大火灾让他印象深刻。北京大学级博士生陈廷翰:实际上在火场中大部分的死伤者是因为吸入了大量的热空气,造成呼吸道灼伤。但是当时的防护装备主要是防毒和防尘的功能,并不能达到降温的目的,或者是体积重量庞大,有的还需要环境冷端或者外接电源,非常不方便携带。刚刚在课堂上学习了物态变化的陈廷翰,想到了用相变材料解决问题。后来在学校的实验室平台上,他利用所学知识制备了既能快速传热、又能大量吸热的纳米石墨片-石蜡复合材料,并做出了一个原型机。北京航空航天大学化学学院教授郭林:我觉得他通过相变来降温这个想法很有创意,但是单一用这个材料去解决工作时长的问题还是一个困难。通过英才计划,陈廷翰认识了他的导师——北京航空航天大学的郭林教授,在郭老师的组里,高中生陈廷翰接受了来自大学教授的指导。在郭老师的帮助下,陈廷翰改进了呼吸装置的设计,并搭建了一个更加专业的测试平台,不仅可以检测热空气流经呼吸器前后的温度变化,还可以精确控制气压、流速,模拟火场中救生人员的呼吸工作状态。经过测试,他的呼吸器可以将℃以上的高温火场空气快速冷却到40℃以下,且工作时间超过30分钟。北京航空航天大学化学学院教授郭林:在实验过程中,我又让他结合文献和参考资料,去把制备方法和实验条件进行了调整。让他通过试戴去发现问题。然后根据这些问题对器件的这种结构进行相关的调整。陈廷翰通过设计、完善这个装置,不仅获得了全国青少年科技创新大赛一等奖和中国科协主席奖,还把相关工作发表了论文。陈廷翰说,虽然科研的过程充满了失望、单调与迷茫,但仍旧很有收获。北京大学级博士生陈廷翰:做这个项目也让我非常有成就感,因为作为一名高中生,我没有想到我所学的知识也能很好用到生活中解决实际问题。真正看到测试结果时候,我非常开心,我也可以帮助解决社会的难题。(原标题《把火场空气从℃冷却至40℃高中时的他为消防员研制专用降温呼吸器》。编辑梁亮)
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