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第32届全国青少年科技创新大赛中国科协主席奖获奖项目

2017/8/30 0:00:00 阅读(0)

消防用感应控温维生呼吸器

项目成员:陈廷翰

所在学校:清华大学附属中学

项目编号:CH173001

学科分类:化学

竞赛组别:高中组

代表队:北京

项目简介

  因吸入高温气体,对呼吸系统造成灼伤是火灾中死亡的重要原因。项目在现有防毒面具基础上,研发出具有温度自感应启动、快速降低吸入气体温度、佩戴轻便等特点的消防用维生呼吸器,可大幅降低火灾造成的人身伤害。相变材料可吸收较多热量,但其低的热导率导致降温速度缓慢,同时相变产生的液体会堵塞气体通路。本项目利用石墨的高导热率,石蜡的高相变潜热和适合的相变温度,研发出具有片状结构的纳米石墨片/石蜡复合材料,其综合热导率比纯石蜡高出2个数量级,实现了快速降温和支撑气体通路的作用。同时纳米石墨片的三维纳米结构产生毛细管力能束缚相变后的石蜡液滴;制备的海藻酸钠为壳,石蜡为芯的相变储能复合粉体,填充在多层片状结构中间部分,增加换热面积和储能容量,杜绝了液体渗漏,进一步延长了降温时间。本项目可将200℃热气流快速转化为40℃以下的可呼吸空气,时间可达30分钟以上,且结构简单、佩戴轻便。

瘤胃微生物燃料电池实现水葫芦的降解与产电

项目成员:俞浩然

所在学校:中国科学技术大学附属中学

项目编号:EE173014

学科分类:环境科学与工程

竞赛组别:高中组

代表队:安徽

项目简介

  水葫芦可有效去除水中多种污染物,因而被广泛用于水环境修复,但也由于其繁殖能力惊人而堵塞航道,危害渔业,如不及时被收割,将在水中腐烂,造成二次污染。因此,发展有效的水葫芦处置技术十分必要。水葫芦中的木质纤维素使之难以生物分解。反刍动物瘤胃中含有的微生物具备降解木质纤维素的能力,且微生物燃料电池作为一种新的废物处理技术,可同时实现废物的处置与能源回收。本研究借鉴仿生学的原理,利用反刍动物微生物设计了瘤胃微生物燃料电池,进行水葫芦的处理与同步产电。2015年7月完成了微生物电池装置的搭建,试验瘤胃液取自安徽农大饲养的山羊,水葫芦则取自于合肥市郊区池塘。试验发现,瘤胃微生物电池可有效分解水葫芦,三种主要成分均可被分解并产生电能;水葫芦的降解分为两阶段,电能来源于微生物对脂肪酸的氧化。瘤胃微生物燃料电池实现了水葫芦的有效分解和同步产电,为水生植物类废弃物的资源化处理提供了新的思路和方法。

巧妙获取激光笔光斑坐标的方法

项目成员:刘东泽

所在学校:中国人民大学附属中学朝阳学校

项目编号:EN173002

学科分类:工程学

竞赛组别:高中组

代表队:北京

项目简介

  研究目的:研究一种方法。使用该方法设计的激光笔,可以直接获取投影屏幕上的激光光斑的位置,并控制计算机上的鼠标指针同步进行移动。同时实现鼠标的按键操作。研究方法:数学计算及实验方法。实验结果:经实验验证,获取激光光斑坐标的方法可行。使用该方法制作的激光笔,实际测试,鼠标指针跟随速度100ms 以内,精度可以满足一般的PPT演示操作。分析、结论:运用小孔成像原理,使用线阵传感器获取投影屏幕的影像边界,然后经过一定的数学运算,可以获取激光笔照射在投影幕布上光斑的位置信息,进而控制计算机上的鼠标同步移动。可以取代现存的使用摄像装置通过整帧图像识别来实现激光光斑坐标识别的方法。。

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