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研究成果

冬奥导学故事 | 刘鹏课题组:只要国家有需求,我们的劲都会向一处使

2022-03-03

北京冬奥盛会需严防疫情,如何实时监测赛区公共环境安全卫生成为难题。清华大学亚博全站手机网页登录研究员刘鹏与课题组师生共同为冬奥开发出一套防疫“黑科技”,为赛区空气进行新冠“体检”。课题组师生共承担20个赛事场馆的检测工作,将实验室的研究成果成功应用到国家重大任务中,真正实践课题组“学以致用”的宗旨。

寒夜奔走,为冬奥赛区空气做“体检”

凌晨两点,从接样车上取下国家速滑馆的气溶胶检测样本,刘鹏课题组的博士后李尚霖开始了冬奥赛季里又一次的检测任务。在黑夜中往返赛事场馆接送样、完成样本检测是清华大学亚博全站手机网页登录刘鹏课题组在冬奥拉开帷幕后的日常写照,每天下午一直到凌晨三四点,课题组成员都随时可能收到来自20个不同赛事场馆的空气气溶胶检测任务。为了给场馆方预留充分应急反应时间,课题组同学们在接到检测样本后的第一时间,就必须立马启动工作。

在主媒体中心搭建的临时检测站内,李尚霖在进行准备工作

说起与冬奥的结缘,李尚霖告诉我们,那是在2020年的9月,新冠疫情虽然已进入常态化管理阶段,但仍然有潜在的风险。为了能够让新冠病毒检测更高效,刘鹏联合校内其他课题组、北京大学、中国医学科学院和昌平实验室等单位,在短短不到一年的时间内开发完成了公共空间生物气溶胶新冠病毒核酸监测系统。随后,在刘鹏的带领下,课题组师生迅速推动相关监测系统产品化工作,该系统可在45分钟内实现全集成、高通量、自动化的新冠病毒检测,让空气中的少量病毒也“无所遁形”,产品化后的监测系统经过科技冬奥的层层遴选,得到了奥组委的高度重视,成为了所有场馆的必选项目。“我们已在冬奥会的20个场馆部署了气溶胶采集器,同时设置了两个临时检测站,为冬奥会提供全面的气溶胶检测保障。”李尚霖说道。

检测站内,刘鹏课题组2020级硕士生李保在进行样本检测

接到冬奥任务后,刘鹏课题组所有成员全身心投入监测工作之中。赛事期间整个场馆气溶胶采样过程极为细致复杂,需要闭环内指定采样工作人员完成采样后转交缓冲区的课题组成员,再接力传输给接送样人员,最终将检测样本送到检测站。单一线路的一次采样检测任务就需经过多环节的层层接力,当20个场馆的检测任务同时启动后,刘鹏课题组首先需要解决的是人员调配紧张的压力。课题组同学全员上线,刘鹏开车完成接送样,所有同学随时待命接受任务调配,检测的接力棒在课题组内一站站传递,从未落下。

李保在缓冲区接样

“检测站的那一碗热元宵”

被问起在助力冬奥防疫工作中最让人难忘的一件事,同学们的回答居然是“检测站的那一碗热元宵”。正月十五,课题组同学仍然坚守在各自的检测站点,完成一次次的样本检测。未曾想到的是,在检测站外,刘鹏已送来热腾腾的元宵。李尚霖和李保坐在检测站吃着刘鹏煮的元宵,热气蒸腾中,他们俩又想起了测试赛的那个雪夜:测试赛直到夜晚才结束,寒冷的北京簌簌飘雪,两人穿着厚重的防护服完成了第一次的检测任务,起雾的面罩、骤降的气温、初到场馆的不熟悉都让首次任务的完成困难重重,但刘鹏却一直在外驻守,并将被褥和简易床送到了检测站,两人一天的疲累和寒意瞬时被温暖所包围。

冬奥会期间的北京温度极低,在许许多多个寒夜里,坚守在检测各个工作环节的课题组同学都受到来自刘鹏的关心,课题组2019级硕士生韩冰倩负责最终的样本检测工作,是团队里睡得最晚的同学之一,也是刘鹏最放心不下的学生。“刘老师常常叮嘱我们要注意保暖,安排好自己的吃饭时间,调整好作息。”细致入微的支持让韩冰倩感到安心,因为有整个课题组“大后方”一直在支持着她。

刘鹏课题组除夕夜一起包饺子

在场馆气溶胶检测工作中,还有刘鹏从其他研究方向动员参与的同学。2020级博士生赵添和2019级博士生李恺怡的研究方向分别为单细胞测序和类器官培养,与场馆新冠病毒检测所需要的相关技术并非完全对应,研究方向也不甚相同。但刘鹏对她们进行了积极动员,“对于工程科研人员而言,最重要的就是把自己的所学应用到国家发展之中,能在冬奥赛事中考验我们的技术,是一次非常难得的机会。”回忆起自己2008年曾在美国留学期间与诸多留学生一同自发护送奥运火炬传递的经历,再到如今回国能以科研技术服务冬奥,刘鹏以亲身经历影响了赵添和许多实验室同学,他们都毅然选择加入冬奥场馆检测工作,迅速学习并掌握了相关检测技术,坚守在冬奥每个需要检测支援的时刻。

“我们准备好了,所以无惧挑战!”

整个冬奥过程中,刘鹏一直与课题组同学并肩战斗,每个场馆的微信群里、夜晚的检测站外、接送场馆样本的车辆上都能见到刘鹏的身影,“老师一直和我们在一起,我们遇到棘手的问题,他都会第一时间出面沟通解决。”从初期监测系统的科研设计,到冬奥系列检测工作结束,无论细碎或重要问题,刘鹏总能第一时间为同学们解决。而在刘鹏眼中,此次的冬奥检测工作正是检验课题组科研成果的一次宝贵机会:“工科的特点就是要学以致用,不能只在实验室内部闭门造车,在实验室做的研究工作不是为了发文章或毕业;而是真正做有用的技术、有用的工具,这就需要在实践中去检验。”

“由于大家在测试赛期间就已经积累了丰富经验,所以开幕后的大部分情况都在预期之内。”从李尚霖的话语中,不难看出课题组满满的信心,信心背后是课题组师生测试赛期间无数次的实验和练习,是研发阶段对每一个环节、每一个细节的“死磕”。这种严谨的精神并不仅限于这一个项目,在课题组长期的科研工作中,刘鹏一直提倡严谨科研,“刘老师对我们实验要求严格,我们知道只有这样,研究课题才能一步步稳扎稳打,走得踏实。”

刘鹏课题组的团结协作精神并未随着毕业而减淡,而是一直拧成一股绳,汇聚成同一股力量。在此次冬奥中使用的空气气溶胶监测设备中,最终推动芯片全集成检测的一个核心部件是其上的“滤纸”,而提供这一滤纸技术的是已经从实验室毕业的师兄,其提供的滤纸扩增兼容性好,为监测设备的全集成检测起到重要助推。

经过此次冬奥的“试炼”和完善,李保期待这套空气“体检”系统今后能在更多人流密集的场所落地,更好地服务于日常疫情防控工作。除了新冠病毒的检测和防控外,李尚霖也还有另一个心愿,那就是希望有朝一日这个系统能够大范围服务于其他呼吸道病毒的检测和监测。

刘鹏(左三)和学生们

“学以致用,为国分忧”,这是刘鹏对课题组同学一直以来的期许。在攻克科研途中面对的难题时,在常需颠倒日夜的检测工作里,在冬夜寒冷的检测站中,在奔波于缓冲区和检测站的车辆里,课题组师生从未喊苦喊累,而是驻守在各自的岗位上,随时准备接力完成各项任务。坚决完成国家重大任务的信心,精准踩上每个工作节点的高效,或许正是来源于课题组同学共同的信念:“我们准备好了,所以无惧挑战!”

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