“目標13米，不能多也不能少。”隊員們心中默唸着，精確的計算、精準的稱量、定量的反應、精密的運轉，由化學能驅動和化學反應控制的小車穩穩地停在了離終點線0.05m處，第四屆中國大學生Chem-E-Car線上競賽現場傳來南京工業大學化工學院Sailing隊全體隊員的歡呼聲，他們做到了，並最終將成績鎖定在並列第一，斬獲性能競賽一等獎。
小車跑了不過13米的賽道，而它的主人們卻跑過了365個日夜，與耐力和創造力進行了若干場較量……
（化工學院Sailing隊全體隊員）
起跑：答不完的賽題
2020年7月下旬，第四屆中國大學生Chem-E-Car比賽通知正式下達，南工大化工學院大三學生徐輔卿和另外10名組員加班加點地繼續調整小車運行的控制模塊和動力模塊，雖然離2019年11月份開始組隊已經過去了大半年，但因疫情的耽擱，線上交流效率有限，又因小車運行中會面臨環境、温度、安全等種種不確定因素，他們絲毫不敢鬆懈。
Chem-E-Car競賽是美國化學工程師學會面向世界大學生所組織開展的一項運用化學工程原理和技術的競賽，比賽要求參賽者綜合考慮能源、環境、安全等多種因素，進行創新性設計，製造出小車模型，在比賽開始前一小時告知小車的載重量和確切的行駛距離後，參賽隊伍需設計合理的化學反應和反應用量，使小車行駛一定距離後自動停止，最終，停在最靠近終線的小車獲得勝利。
小車如何跑起來？小車如何跑到給定的距離後精確地停下來？小車行駛過程中如何避免污染？在前三屆學姐學長都考慮成熟的問題面前，Sailing隊從一開始就選擇“不走尋常路”。“我當時問他們準備怎麼辦？他們毫不猶豫地回答，要做得不一樣，要創新。”Sailing隊指導教師、南京工業大學化工學院楊廣明老師從一開始就覺得這羣孩子能贏，因為他們敢想、敢闖、敢拼。
（小車車體）
加速：剎不住的創新
在2020年2月份出爐的設計方案中，控制組的同學們把利用蔗糖旋光效應和過氧化氫反應的控制方案擺到了組會上，動力組和設計組的組員們眼前為之一亮。其實，不止是他們，在此次參賽的21支隊伍之中，在線上觀看比賽的3萬多名觀眾眼中，以及前三屆比賽任何一輛小車的設計中，這都是一個從未有過的嘗試與創新。
“蔗糖具有旋光性，當偏振光通過蔗糖溶液時，不同顏色的光旋光度不同。”高建紅在視頻網站一個叫“有趣的化學反應”的欄目中獲得了靈感，她決定試一試。為了使蔗糖溶液能自覺實現高度的變化，控制組在方案中加入了過氧化氫反應過程，通過反應生成的氧氣施加壓力，迫使蔗糖溶液高度不斷下降。“這樣，偏振光通過水位變化的蔗糖溶液時，不同的旋光度會使光從藍色變成紫色，再通過攝像頭傳到樹莓派，樹莓派檢測到特定顏色後，繼電器切斷電路，縮短控制時間。我們還利用氣球收集反應產生的氧氣，清潔安全。”高建紅對他們的創新優勢信心滿滿。
其實，在最終的控制方案出爐之前，控制組的同學們嘗試過五六種可以變色的反應過程，甲基藍的光致變反應、靛藍胭脂紅的還原變色反應、茶水變色反應等等，“總之，我們不想還繼續用之前常用的碘鍾反應。” 雖然還是大三的學生，Sailing隊的同學們對創新卻有着一股強烈的執着，高建紅説：“研究創新是比賽的靈魂，也是我們經常從老師身上學到的優良品質，做科研不能做一成不變的東西。”
衝刺：打不死的“小強”
比賽要求小車不僅要跑得準，更要跑得穩，電池的設計與使用成了關鍵。徐輔卿帶領的動力組一開始就“看上”了團隊成員剛剛做完的大學生創新創業訓練計劃項目成果——氮摻雜鐵鈷碳催化劑。項目成果顯示，添加這種催化劑的電池性能比一般商用電池高50%~80%左右。
興致滿滿的動力組一開始就遭遇了“滑鐵盧”：第一次燒斷了線路、第二次氧化了，第三次跑不起來……徐輔卿和動力組的成員們怎麼也想不通，經過近一個月的反覆嘗試後，他們不得不轉用常見的碳錳催化劑。新的催化劑就要到貨，徐輔卿還是不甘心，他和組員們連夜把原先的電池掀了個底朝天，所有零部件全部換成新的，載着一身“新裝”的小車突然開動了。“那天我們團隊微信羣都嗨翻了，大家興奮地都睡不着覺。”徐輔卿和隊員們曾36次蹲守在燒製催化劑的儀器旁，一守就是8~10個小時，就為了製成這寶貴的9塊電池。這一次他們的堅守有了最好的回應，氮摻雜鐵鈷碳催化劑優異的附着穩定性，成為這次賽後經驗分享環節大家最關注的焦點之一。
（動力組電池）
“Chem-E-Car競賽考察得比較全面，有化工、化學、機械、電子、物理等各個學科，是理論知識和動手能力的高度結合。”南工大化工學院院長範益羣教授説，“我們學化工的學生未來要去化工廠，或者從事汽車、手機等的生產，需要既掌握理論知識，又掌握工程實踐能力，還需要有過硬的心理素質，比賽的初衷跟我們培養學生的初衷如出一轍。”
回想準備競賽的整個過程，Sailing隊設計組組長季春同學説：“去年年底，我們的設計就已啓動，當時確定的設計理念就是以水塔為主題，展現南工大的校園形象。今年9月份的時候，主辦方突然通知設計上不允許涉及學校元素，我們的整個思路都被打亂了。”不得已推翻了所有的選擇後，他們又從零開始了緊張的設計之路。
21日在線比賽現場，身着一身賽博朋克風格的Sailing隊小車緩緩駛過賽道，成為大屏幕中一道靚麗的風景，季春同學給予它關於未來的暢想：“它象徵着傳統化工與高新技術融合後的新動能，創新的化工和綠色的化工就是我們奔跑的方向。
（比賽現場）
（小車起步）
（小車停止）
（答辯現場）
由於國內外的疫情形勢依然嚴峻，今年的國際賽已經取消，sailing團隊未能走向更大的舞台。徐輔卿説：“雖然今年的國際賽取消了，但只要能下一屆參賽的學弟學妹帶來些許啓發，我們的努力就沒有白費。”
無論如何
南工大學子不斷探索、超越自我的精神
一直都在
祝願每一位仍在路上的同學都能
上下求索、敢於挑戰、勇於創新
你目前在準備什麼競賽呢？
近期都學了哪些新的技能？
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原標題：《不止第一名，他們還做了別人從未做過的嘗試……》