动态光谱成像：化工安全监测的“火眼金睛”

历时近3年，完成“看见并定位”气体泄漏的创新之举，丰富安全预警监测手段……在前不久落幕的全国大学生课外学术科技作品“挑战杯”上，由南京大学电子科学与工程学院教授曹汛带领的科研团队，凭借项目“化工气体泄漏智能眼——光谱视频相机及预警系统”荣获主体赛道一等奖。指导老师曹汛年轻有为，他不仅是最年轻的国家科技三大奖一等奖完成人之一、“80后”国家重大仪器项目负责人，还是今年“中国青年五四奖章”获得者。

“从实验室阶段的技术路径调研、原理验证与光学系统搭建，到样机阶段设计完善硬件、进行算法研发，最后对系统进行测试与优化，历时近3年。最终，在曹汛老师的悉心指导下，团队成员们攻坚克难，完成了‘看见并定位’气体泄漏的创新之举。”信息与通信工程专业博一学生周凯来是南大计算成像实验室成员之一，从研究生阶段便跟着曹汛从事光谱成像领域的科学研究。

“永远保持兴趣和热爱，凡事只要热爱，就不会觉得太苦闷。”这是曹汛对学生最常说的话。也正是凭着自己对科研的热爱，为了攻克动态光谱成像“卡脖子”难题，他甘坐“冷板凳”，始终保持专注，钻研处于空白地带的动态高光谱成像技术，推动光谱成像由“静”至“动”跨越，引领动态高光谱成像国际科技前沿。这项研究成果不仅得到诺贝尔奖得主的积极关注和引用，还被多个国际权威机构评价为该领域数十年以来的“革命性进展”。

对于普通大众来说，动态光谱成像是个完全陌生的新名词，然而在化工企业领域，这项技术却扮演着化工安全监测“智能眼”的重要角色。气体泄漏是化工企业火灾爆炸事故的基本原因之一，传统监测技术存在易受环境影响、监测范围小、报警滞后等问题，新兴的光谱视频监测技术也面临着被国外所垄断的困境。气体监测最大的困难在于要监测的泄漏气体看不见、摸不着，形状在不断变化，也没有清晰的边界和颜色特征，所以比传统目标的监测难度大大增加。

“经过不断试验打磨，我们针对常见的化工泄漏气体，专门设计了光谱智能预警监控系统，实现气体泄漏的快速感知、实时监测与及时预警，优先防范和化解化工生产和环境污染的重大危险源。”在很长一段时间里，曹汛和团队成员马不停蹄，跑遍了全国上百个化工生产园区，“目前该系统已成功应用于全国10余个省市的大型化工园区和重点企业，大大降低了各类化工安全生产重大事故的发生。”

在课题组成员眼里，曹汛是他们的“科研领路人”，而在曹汛的科研探索道路上，也有一位令他印象深刻的“人生导师”——南大校友、“两弹一星”元勋程开甲院士。“作为南京大学的一名教师，程院士第一次踏入罗布泊后，把一生中最好的20多年时光献给了茫茫戈壁，为科研倾注了全部的心血和才智。如何做一个纯粹的青年科技工作者，在所在领域作出成绩，程院士就是最好的榜样。”曹汛说，除了科研，他最喜欢做的事便是和学生们一起，未来还将带领他们将个人发展与国家需求相结合，在科研领域继续“追光之旅”。