第三届全国大学生等离子体科创赛总决赛成功举办，我校学子获佳绩

8月12日，武汉迎来一场人才交锋，这场交锋聚焦未来科技，是第三届全国大学生等离子体科技创新竞赛全国总决赛，13曰，中科大学子凭借两套硬核装置，从全国90多所高校的350多件作品中突出重围，拿下一等奖与二等奖，14日，其中一套装置还获得“最佳实用奖”，这使得高校实验室里的技术距离实际应用更近了一步。

极光模拟装置拿下决赛一等奖

是物理学院的 19 级本科生徐子晗带来的参赛作品，作品名为“USTC 极光一号”，它还是韩康知、李治平三位同学带来的，这是一套行星极光模拟装置。这个听起来仿佛科幻电影道具一般的设备，实际上是用于在地面实验室之中还原木星、土星等行星之上所发生的极光现象。研究极光这件事，不仅和天文观测有关系，而且还与空间物理、磁场相互作用等基础科学问题紧密相连着。

这个装置，是由核科学技术实验教学中心的卫子安老师，以及周海洋老师进行指导的。团队在真空腔体设计方面，花费了大量时间，还要进行等离子体源调试，以及光谱诊断系统搭建。为了确保模拟出来的极光信号足够清晰，他们进行了反复的调整，其中涉及放参数以及气体配比等方面，最终使得装置能够稳定运行，并且成功采集到了与理论预测相符的光谱数据，进而得到了现场评委的认 可。

水下放电固氮摘得最佳实用奖

工程科学学院存在着另一支团队，其目光转向了农业以及环保领域。有张云飞、余兆俞、以及李宽这三名研究生，是在王城老师的指导之下，开发出了一套装置，该装置名为”反向涡滑动弧水下放电等离子体固氮系统“。传统的固氮工艺依靠高温高压，存在能耗大、碳排放高的问题，他们尝试通过水中放电所产生的等离子体，直接去“抓住”空气中的氮气，接着将其转化为供植物所能够吸收的氮肥。

这套装置有着特殊之处，该特殊之处为“反向涡滑动弧”设计，此设计能够让放电在水下产生等离子体变得更为稳定，能让放电在水下又更加高效地产生等离子体，基于此进而提升固氮效率，团队于实验室之内针对不同电压、不同水温和不同气体流量的情况下反复测试了固氮效果，最终拿出了可以用以演示的原型系统，因其实用潜力，被额外授予了“最佳实用奖”。

等离子体技术正走出物理圈

办赛理念为 “学科交叉融合，创新驱动发展” 的全国大学生等离子体科技创新竞赛，从获奖作品分布便能看出这点。本届竞赛自 2023 年 4 月启动，收到 350 多件作品，其覆盖环保、能源、制造、农业、生命健康等多个领域，等离子体不再仅是物理课本上的 “物质第四态”，而是正变为能解决实际问题的工具箱。

从极光模拟至水下固氮，这两个项目刚好代表了等离子体技术的两个发展走向，一个是探寻未知的基础研究，一个是解决需求的应用开发。对于参赛的学生而言，竞赛提供了一个跨学科交流的平台，使得他们能够看到自身的实验装置他日有可能应用于航天探测或者田间地头。

武汉赛场上的硬碰硬较量

这届总决赛于武汉举办，乃是由华中科技大学以及武汉大学一同承办的。那进入决赛的140件作品，是从初赛里经过严格筛选而得的成绩，参赛的学生不但得提交技术报告，还需要在现场就行实物演示以及答辩。评委们来自高校与科研院所，他们所提的问题直接切入技术细致之处以及可行性，完全不容许有半点含混不清。

中科大存在两支团队，在比赛期间历经了多轮问询，极光模拟装置团队被问到的最多的内容是光谱数据的校准方法以及误差分析，固氮团队却被追问能量效率以及放大生产的可能性，学生们在现场拆解问题，对设计思路作出解释，凭借数据和实验记录来表明情况，最终赢得了两项大奖。

实验室成果瞄准国家需求

全国大学生等离子体科技创新竞赛有着一个意义重大不容忽视可称作重要取向的导向，此导向在于强化高校人才培育与国家实际需求之间的衔接关联。极光模拟技术为空间探索所必需，而等离子体固氮方案服务于低碳农业所需，这两种技术理念现今都是科研攻关之中备受关注成为热点的方向领域。比赛秉持鼓励之意，催动学生自本科阶段起开展接触这些前沿课题的行为活动，借此来培育其产生跨学科思维模式。

取得奖项并非是终点所在，徐子晗团队期望持续对极光模拟装置的光谱分辨率予以优化，在未来能够为空间科学探测提供更为精准的地面模拟数据。张云飞团队会去计划改进放电系统自身的稳定性以及能耗部分，使得等离子体固氮技术能够早日走出实验室，进而进入小规模的田间试验当中。

一张合影背后的传承

比赛已经结束了，两支荣获奖项的团队的成员凑到一块儿拍了一张合影，那笑容当中有着持续奋战了几个月的疲倦以及获取到奖项的那种满足感。照片里头既有本科学生，又有研究生，既有物理学院的师生，又有工程科学学院的师生，核科学技术学院与工程科学学院的名称一块儿出现在了获奖的名单当中。

这种跨越学院、跨越学科的合作模式于中科大而言并非少见。等离子体研究自身涵盖物理、化学、材料、工程等诸多领域，独自奋战极难获得突破。竞赛给予了年轻人一次机遇，使其能够预先体验真切的科研协作，并且让具备不同专业背景的学生于解决问题之际学会彼此补位。

将这两个团队所做的项目看完之后，你是否认为等离子体技术在未来最先有可能于哪一个领域达成大规模的应用呢？欢迎来到评论区留言，把你的看法分享出来，点个赞以便让更多人看得见那群在实验室里进行折腾的年轻人。