看翱翔化学与生命科学领域培养基地——北京市第二中学培养的这位翱翔娃!

北京日期:2021-10-07 06:35

   

      王润坤(右一) 翱翔化学与生命科学领域第十三批学员,由化学学科培养基地北京市第二中学培养,在北京服装学院215实验室开展《应用新材料的智能集成防护服设计研发》的课题研究。




学员作品:应用新材料的智能集成防护服设计研发

论文摘要

   本研究主要针对以2020年全球范围新型冠状病毒疫情为背景的,防护服紧缺且穿着体验较差的问题,提供了一种更符合人体工效学,适合现代医疗环境下使用的医用智能集成防护服。团队根据已有技术,从相关材料中筛选出符合要求的材料并应用。旨在让使用者在穿着时有更好的工作体验,保障生命安全;并相应地,创造性地加入一些辅助功能,实现反复利用,体现智能化设计的理念。

关键词:医疗用品  新材料  防护服  人类功效学

彩页



翱翔故事

不止于产品

说到整期翱翔做下来,给我留下印象最深的故事,便要回到2020年的12月份。当时各高校还在疫情防控中,刚考完学段二的我带着之前在学校实验室做好的金属材料样本,独自辗转前往北京服装学院。尽管预先请负责老师做了预约,到达后仍频繁遇到信息不能验证等问题。最终还需学长带着老师的消息接我进去。准备流程较为顺利——我将样本交付学长,一同将材料剪成几毫米见方的小块,以便之后做扫描电镜的检测,随后我们就项目进度进行了沟通,认为可以联系厂家制作零件了,便有了接下来这段故事。

我对于机械加工领域仅有的认知局限于碎片化阅读时了解的车间工作流程、业内名词、常用文件等。在谈第一家时,我将零件截面图发给商家,建模文件则远程联系家人转换格式后发来。彼时,我以为一切都顺利谈妥了。这时我发觉,当对方要求开出预算时,我竟毫无准备。于是第一时间联系导师,但导师也没有相关经验,最终只能略微估算成本后定了20元的单价。

我的第一稿建模是令我现在都引以为傲的——以填充传热介质的圆柱形空腔为主体,周围放射状排布八片散热鳍。根据前期调查及实验结果,我们将加工材料确定为机加工中备受青睐的铝合金——经济适用且容易获取,物理性能较为出色。原定计划中要加工50个以吻合我的服装设计,预算1000元,属于比较合理的区间。结果,几乎在我报出预算的同时,对方给出了270元的单价,十数倍于我方预算。

高昂的价格和导师溢出屏幕的无奈让我们掣肘,一种走投无路的无力感漫卷全身。我能做些什么呢?现学现卖——厂家的名词,表述都被我立刻学起来、用起来。铣,车,是我早先知道的;三维图,ipt文件,是我可以办到的;R角,连贯造型,是我闻所未闻的。直到回到家,在我问了第七、八家厂家仍然因为机器达不到精度,工件加工太复杂,零件建模细节度太高等各种原因而遗憾不能加工后,我把唯一的希望寄予了学校,至少,最坏的打算就是没有样品,只能用3D打印了。我这才第一次体会到什么叫所谓科研压力,尽管我做的不过是一个很小的项目。

结题答辩的日子近在眼前,学业与考试的压力同样步步紧逼。过往维系两者的平衡已然破碎,摆在我面前的问题十分严峻。我这样记录道:历经三个月可算把扫描电镜谈妥了。结果又在联系加工的时候被一次次被拒绝,像极了当初我一周问了三四家服装加工无果的样子。随后大概就是漫长的对自己初心的质疑。

尽管从结果来看,我们还是集思广益,甚至拜托家长去联系,才解决了加工问题。最后,这20个明晃晃的铝合金零件,终于摆在了我面前。拿起一个细细端详,房间的倒影映在上面,闪耀的辉光一同流转,一切似乎又都值得了。

此刻我所看到的,正是那个使我寒假乃至开学后夜不能寐,从初稿,草图,建模,修整,全程由我亲手操手的,令我心心念念的零件。历经坎坷,它终于走完了最后的“变现”一步。这种欣慰好似农民面对丰收的万顷良田,或画家欣赏自己呕心沥血创作的卷轴。

装配完成后,我便走完了课题最后制作样品的流程,于是现在呈现在面前的,便是我思维无数次交锋,做了许多妥协后的作品。我开始反思,这项目于我意味着什么呢?我自己更愿意将它看做又一次“技多不压身”的有力印证,同时也是坚忍与妥协制衡的杰作。我诚然可以付诸更多时间成本来阐明我的设计思路,但建模则为我提供了更直观展示想法的选择;而旁征博引,融汇贯通,在一件衣服上凝聚了诸多领域的优秀设计思路,又彰示了它以小见大、集大成于一身的凝练设计。技艺与创造力并举,设计与实用性得兼,籍此,设计使个人潜力融入产品能力,让非凡的创新变成现实,接入人们的生活。

导师点评

       

培养基地指导老师点评

王润珅同学在研究中体现出了较强的创新能力。如创造性地将工程领域的“热管”技术迁移到了服装领域,为服装领域的散热产业提供了全新而高效的思路。在其他方面(如空气循环系统、热管设计)上广泛借鉴航空等领域,旁征博引,为自己所用。此外,学生在产品制图、制作时体现出了较强的动手能力,能准确表达设计意愿,并且在与导师等研究同仁沟通时展现出了主动性。

北京市第二中学 杨晓琳

  

    王润珅同学在可见的研究过程中,遇到了不少困难,其中有些还曾拜托我联系学校相关老师去解决。无论从其了解专利申请流程,还是借用自习课时间去学校实验室进行样本制取等,都可看出学生在解决问题上很强的灵活应变能力。

北京市第二中学教师 常宏


培养基地校长点评

王润珅同学在校学习成绩较好,对科学研究和科技应用领域展现出了浓厚兴趣。此次选题也表现出很强的创新性,展现了迁移能力。他在面对多方沟通及联系加工等许多困难时,都能迅速冷静地给出解决方案,并做诸多预案,便于及时进行调整,展现出了较强的应变能力和科研素养。

北京市第二中学校长   薛丽霞


实践基地指导老师点评:

王润珅同学提出了一种能解决防护服穿着不适的设计方案,在材料选用、设计思路上撰写了相关报告,提供了一种以导热介质结构辅助散热的全新思路,并在申请专利,争取取得自主知识产权,为“智能可穿戴”课题的延续研究提供了有指导意义的方略。

北京服装学院副教授  龚龑



专家点评


中国人民公安大学侦查学院教授   郭威


王润坤同学针对新型冠状病毒疫情中暴露出医用防护服穿着体验较差的问题,通过文献查询总结了医用防护服的主要问题,并提出了一种以导热介质结构辅助散热的新思路。在此基础上,进行了系统的方案设计并动手完成了样衣,对医用智能集成防护服的制作进行了尝试。
在当时疫情肆虐的情况下,关心奋战在一线的抗疫人员艰苦,想为他们排忧解难,体现了王润坤同学关心社会,关爱他人的品格;面对防护服闷热笨重等问题,他想到用科学的方法去解决,特别是提出了“热管”技术应用于服装制造,并系统设计了适用于现代医疗条件的智能防护服设计方案,体现了他的科学素养和创新能力;最为难得的是在当时实验室管控严格,各种实验材料匮乏的条件下,他克服各种困难做出了样衣,这份坚韧不拨的行动力令人感动。
创新不是只要掌握了知识和方法就可以成功的,王润坤同学在探究项目研究中表现出的这些特质,都是成为科学家的基本要求,相信他在这个艰难的研究制作过程中体验和获得的东西,会成为他继续成长的宝贵财富。
为翱翔学员点赞,为翱翔培养实践点赞!

 



组织筹划:张毅

协调安排:徐健

美编设计:朱娜




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