正所谓“男女搭配,干活不累”。大学校园,同系师兄妹间仿佛有着深厚的手足之情。在本届“挑战杯”现场,“师兄+师妹”、“师姐+师弟”式的组合团队随处可见。生活上互相关心,学习上互相激励,一段段难忘的兄妹情谊激发出一朵朵创新火花。
纳米胶囊,师兄留下的“小问号”
大四那年,浙江大学高分子工程系学生顾红艳,第一次从师兄嘴里听说了一个新名词——纳米胶囊。好奇的她想知道,师兄所说的胶囊到底有多小,里面装载的是什么样的神奇材料。
毕业那年,顾红艳决定继续留在系里攻读研究生。师兄告诉她,比头发丝还细的胶囊里,包裹的是一种成本低廉的相变材料,很容易从石油中提取。之所以选择它们,是因为相变材料在从固态化为液态,或是从液态转为固态的过程中,能始终保持温度不变,但却会吸收或者释放热量。换句话说,它们是一种性能卓越的保温材料,把它们嵌到衣服里,就能冬暖夏凉。
渐渐的,顾红艳意识到,让师兄发愁的是,如何把一个个胶囊“织”入衣服中。国外,服装制造商大都在衣服的衬里上,设计一些专门的口袋,把胶囊放在其中,可那样既不美观,保温效果也不够理想。师兄改用一种高分子聚合材料作为胶囊外壳,虽然能使相变材料在固液态转换中不流失,但却与织物不够“友好”。
咀嚼着师兄的苦恼,顾红艳想尽了各种办法,开始了一次又一次实验。终于,她找到了理想的外壳材料。因为自身有粘性,很容易附着于织物表面,且久洗不掉,顾红艳取名为“智能调温自粘性纳米胶囊”。
如今,顾红艳把胶囊做成了乳液状,织好的衣物只需在里面浸渍一阵,抑或用喷嘴喷涂于衣物表面,冬暖夏凉的舒适感受就能一直穿在身。就一件衣服而言,其成本不过增加了几元钱。
纳米电池,并肩作战的3000小时
直径80纳米、身长500纳米——当上海市科技情报所的工作人员在查新数据库里输入电池的主要指标后,复旦大学化学系研究生赵强和师姐陈玲的心,简直快跳了出来。查新结果显示:他们的发明不仅是世界上第一块纳米电池,而且是迄今为止最小的电源系统。
赵强和师姐学的都是电化学,每天进出于同一个实验室。平日里,赵强爱把自己对微电子的热爱说给师姐听。他发现,目前的集成电路因无法集成电源,其功能受到很大局限。比如说,现在用的交通卡若是在芯片上嵌入一个微型电源,那么乘客进站出站,上车下车,就用不着把卡从兜里掏出来,只要人在读卡器前晃一下,就能自动缴费。
一天,赵强听了一场如何制备纳米材料的报告,深受启发。回到实验室就和师姐商量着发明一种身材小巧的纳米电池,让电源成为芯片的一部分。他们用价格低廉的原材料作为电池的两极,把实验室里的烧杯改装成电解池,再搬来一台普通稳压电源,就开始了实验。等到实验成功时,他俩掐指一算,少说在一起并肩作战了3000个小时。
赵强和师姐的发明无法用肉眼看到,借助电子显微镜才能一睹它的神奇。用头发丝做比较,纳米电池的直径只有它的1/1000,长度也不过1/100,即便将几十亿个纳米电池并联起来做成超薄阵列电池组,也只有指甲盖大小。
尽管身材娇小,但纳米电池在原理上与我们常见的电池没什么两样。为了有所选择,赵强和师姐既设计了一次性锌锰电池,也有可重复充放几百次的高分子聚合物电池。在这次作品展示期间,不少人对纳米电池兴趣浓厚,其中包括智能芯片公司,以及微型飞机的设计者。赵强说,等将来有了纳米电动机、纳米机器人,纳米电池的用处就会更多。
■文/本报记者任荃 2005年11月21日



