第17届环科赛优秀参赛队伍专访（实物类）

第17届环科赛优秀参赛队伍专访（实物类）

参赛作品

基于原位调控探测界面的高敏尼古丁快检系统

获奖情况

第十七届全国环境友好科技竞赛实物类一等奖

团队成员

张冰倩  董昱璨  谢宇  郭芊箐

团队照片

赛事准备

1、您能介绍一下您的项目的产生背景吗？为什么会选择高敏尼古丁快检系统作为研究课题？

学校在大一大二的时候就积极鼓励我们走进实验室，参与科研工作。这使得我们很早就进入了王颖老师的课题组，学习环境污染物电分析的相关知识。我们也在科研探索的过程中积累了电化学工作站的使用经验和该方向研究的规范。在文献阅读与实践的共同结合下，我们注意到了调控后的金晶面具有电催化活性，对具有吡咯结构的污染物尤其如此。

同时，我们发现烟草烟雾的标志物尼古丁是一种具有吡咯结构的物质。虽然吸烟的危害众所周知，但禁烟仍然主要依靠执法人员感官的判断，缺少像酒精检测仪一样的快速检测设备提供物质浓度的数据支撑，导致难以达到控烟精细化。在“健康中国、无烟中国”等国家战略的背景下，我们希望制作一种高速、精确的尼古丁电化学检测平台，可用于不同场景下烟叶和空气中尼古丁含量的现场高敏检测，为环境控烟成效和尼古丁暴露提供分析数据。

2、您获得了很具有挑战性的环科赛一等奖。请问您为全国环境友好科技竞赛做了哪些准备？

环科赛是一项全国性质的比赛，竞争激烈。在备赛过程中，我们做了很多准备：

l  首先是了解竞赛要求，在填写申报材料时调研作品的相关市场现状，使用凝练的语言阐述作品的核心设计与研发理念等内容，并进行作品市场化发展前景分析。

l  其次，由于我们所申报的是科技实物类作品，不仅要在产品的设计和使用上多下功夫，也需要考虑到良好的实物展示效果。

l  此外，我们还积极地进行了社会实践，与上海市控制吸烟协会签订合作备忘录，验证了商品的实际应用价值。

l  在最后的答辩的准备阶段，我们一起反复打磨答辩材料，调整讲述逻辑，并提前预测和准备质询环节可能遇到的问题。

3、您的团队是如何组建的？在竞赛中各成员分别承担了怎样的工作？

我们都对环境保护和控烟有共同的兴趣，恰好也有参与竞赛的热忱，所以组成了团队。其中，团队的两名同学主要负责作品化学方面电分析核心技术的突破以及产品设计，另外两名同学主要负责产品配套测量程序的设计。团队集思广益共同协作，完成了文本的撰写与答辩材料的准备。

作品内容

4、这项技术对于环保和资源利用有着很重要的意义。在研发过程中，你们遇到过哪些难题，是如何解决的？
难题：尼古丁的检测大多停留在实验室的尼古丁标准品测试阶段，针对复杂介质中痕量尼古丁残留的高敏、快速检测技术报道仍然较少；其次，可进行选择性检测的修饰电极所使用的纳米材料不易合成，存在不可控性和不稳定性。因此，如何避免复杂的纳米材料制备过程，制造简单、便携且低成本的电化学传感器以实现复杂介质中尼古丁选择性检测仍然是一大挑战。

解决方式：针对尼古丁快速而精准的检测需求，我们使用低成本且操作简易的方法实现丝网印刷金电极的晶面调控，降低了检测限并控制了成本；为了实现检测的现场行与操作简易性，我们选取了便携式的电化学工作站，一键式操作，快捷方便；为服务于控烟的全流程，使设备便利于广大执法人与与政府工作，团队制作的配套软件可以依据介质不同，进行健康危害或环境残留危害评估；为了给控烟的数据化提供大量的数据基础，配套软件可自动化上传数据，依据介质类型不同形成数据库，提供比对与分析功能。

5、您认为该系统最核心的部分是什么？当时是怎么想到的？有哪些可供下一届参赛队伍参考的想法嘛？

系统的核心部分是金晶面调控的电极。我们当时通过阅读文献和与导师交流，找到了硫酸活化的方法，在简化了晶面调控步骤和降低了成本的同时实现了Au电极表面(111)晶面的直接暴露，使其对尼古丁产生了良好的选择性响应。

有许多科研成果存在实际应用的潜力，可以思考是否能够转化为产品并解决实际问题。

6、在未来的发展计划中，你们的项目是否有扩展或升级的计划？你们是否有其他相关研究和开发的计划？

如果在未来，项目有机会实现商业化，我们希望进一步缩小产品体积，实现便携化的尼古丁浓度检测，降低产品的成本。此外，我们也希望采用改变检测电位、电极晶面暴露情况、电极材料掺杂方式等手段，实现对其他痕量环境污染物的精准检测。

参赛体验

7、全国环境友好科技竞赛是您的第一次科技竞赛经历吗？方便和大家分享参赛的经验和感受吗？

我们团队此前也有参加过一些别的科技竞赛，虽然每次面对竞赛都有很大的压力，但这也给了我们很大的动力去不断发现问题，完善和改进作品。通过不同比赛的选拔节点去不断完善打磨项目，也是让项目更加成熟的一种方式。

8、对于其他有志于参加环境友好科技竞赛的团队，你们有哪些宝贵的经验和建议？

环境友好科技竞赛是一个开放的平台，为专业技术在实际场景中的应用提供了绝佳的实践机会。只要心里对环境问题有想法，并且有努力与尝试，带着试一试的勇气可能就会有意想不到的结果。

在竞赛的过程中，我们认为有三点非常重要。一是团队协作，在团队发挥出每个成员的特色，合理分配任务，形成有效沟通，才可以达成高效的合作模式。二是勤于复盘和总结，不断思考和探寻自己作品的核心创新点与可改进之处，对于成功或者失败的参赛过程进行拆分，转换为经验。三是重视老师和评委的提问，仔细揣摩每一条建议，不断完善项目，精益求精。

希望有志于参赛的团队都有所收获！

注：受访者为团队全体成员~