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項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:我校物質(zhì)科學(xué)與信息技術(shù)研究院葛炳輝教授團(tuán)隊(duì)在Nanoscale雜志封面在線發(fā)表了題為：“Direct visualization of spatially correlated displacive short-range ordering in Nb0.8CoSb” 的研究論文。結(jié)構(gòu)決定性能。原子的短程有序（SRO）能夠?yàn)椴牧咸峁┴S富的物理、化學(xué)特性以及相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)用。對(duì)SRO進(jìn)行精確測(cè)定，判斷SRO屬于位移型還是組分型，以及定量確定SRO的空間原子構(gòu)型和組成，主要取決于實(shí)空間中的成像技術(shù)和倒易空間中的測(cè)量方法。目前，主流的方法是根據(jù)衍射數(shù)據(jù)并借助團(tuán)簇模型搭建組分的短程有序，但由于SRO原子構(gòu)型的多解性，材料科學(xué)工程中的合成-結(jié)構(gòu)-性能的經(jīng)典相關(guān)性仍然存在著不確定性。 基于球差矯正電鏡原子分辨率的高角環(huán)形暗場(chǎng)(HAADF)像和CalAtom等圖像處理軟件，課題組搭建了兩種極端情況的二維模型來分別研究原子位移和空位分布對(duì)短程有序的影響，即純組分變化模型和純位移變化模型，（注：實(shí)際過程可能是二者共同作用的結(jié)果）通過比對(duì)模型的FFT圖和實(shí)驗(yàn)的電子衍射花樣，確定兩種模型對(duì)短程有序的貢獻(xiàn)。研究表明：Nb0.8CoSb中空位主要以長(zhǎng)程有序形式存在，而位移則以短程有序形式存在，故首次在原子尺度觀察到一種以原子位移為主導(dǎo)的短程有序結(jié)構(gòu)。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林芳教授，美國(guó)Clemson大學(xué)賀健教授為共同通訊作者，浙江大學(xué)朱鐵軍教授研究組參與并提供試樣給本研究。

阿普斯特是由美國(guó) FDA 批準(zhǔn)的首個(gè)治療銀屑病性關(guān)節(jié)炎的選擇性磷酸二酯酶 4（PDE4）抑制劑。項(xiàng) 目擬以 3-乙氧基-4-羥基苯乙酮為原料，通過等多步化學(xué)反應(yīng)制備高光學(xué)純度阿普斯特，研究?jī)?nèi)容包括工 藝優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)室放大、公斤級(jí)放大及產(chǎn)品質(zhì)量研究。

北京大學(xué)物理學(xué)院/定量生物學(xué)中心歐陽頎課題組在Nature Physics發(fā)表題為“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章網(wǎng)址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子達(dá)到同步化所需的熱力學(xué)代價(jià)，表明分子振子的同步化需要額外能量耗散，并揭示了能量耗散與所能達(dá)到的最優(yōu)同步化效果及耦合的最佳設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。 振子之間的同步化現(xiàn)象在自然界是非常普遍的現(xiàn)象，許多非線性理論與實(shí)驗(yàn)很好地回答了很大一部分非線性振子中的同步化問題。然而，對(duì)于分子振子而言，他們的振蕩節(jié)律由隨機(jī)的、大噪聲的生化反應(yīng)所決定，與之前相對(duì)成熟的非線性理論所涉及的情況有所不同。這類分子振子的同步化規(guī)律，尤其是同步化所需的熱力學(xué)代價(jià)尚不明確。 歐陽頎課題組與美國(guó)IBM T. J. Waston 研究中心/北京大學(xué)定量生物學(xué)中心杰出訪問教授的涂豫海教授展開合作研究，首次在理論上闡明了實(shí)現(xiàn)分子振子同步化所需的熱力學(xué)代價(jià)。該研究提出一個(gè)簡(jiǎn)單而普適的隨機(jī)理論模型，假設(shè)不同的分子振子之間被一些額外的分子間化學(xué)反應(yīng)耦合起來從而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可產(chǎn)生同步化振蕩的分子振子。在這個(gè)理論模型中，研究者們找到了單分子穩(wěn)定振蕩狀態(tài)的概率密度的解析解，由此計(jì)算了不同條件下的能量耗散，并通過平均場(chǎng)近似得到了該振蕩出現(xiàn)同步化現(xiàn)象的條件。通過比較不同條件下的能量耗散，研究者發(fā)現(xiàn)，若要實(shí)現(xiàn)分子振蕩的同步化，除去驅(qū)動(dòng)單個(gè)分子振蕩的能量以外，還必須要有一部分不為零的額外的能量耗散。除此以外，當(dāng)外界條件給定能量耗散的大小時(shí)，雖然可以通過調(diào)整模型中的參數(shù)達(dá)到各種不同的同步化效果，但是可以達(dá)到的最優(yōu)的同步化效果由給定的能量耗散所限制。當(dāng)能量耗散小于一個(gè)臨界值時(shí)（這個(gè)臨界值大于驅(qū)動(dòng)單個(gè)分子振蕩的能量）同步化是不可能的，給定的能量耗散越大，所能達(dá)到的最優(yōu)同步化效果越好。該結(jié)論具有一定的普適性。隨后研究者在藍(lán)藻的生物鐘系統(tǒng)中檢驗(yàn)了該理論，驗(yàn)證了生物體內(nèi)的分子振蕩體系確實(shí)需要額外的能量來實(shí)現(xiàn)同步化。 北京大學(xué)物理學(xué)院博士生，歐陽頎課題組的張東良為該文章的第一作者，涂豫海教授為通訊作者，合作者包括歐陽頎教授和美國(guó)加州圣地亞哥分校的博士后曹遠(yuǎn)勝博士。

鈣鈦礦太陽能電池分為正式（n-i-p）和反式（p-i-n）兩種器件結(jié)構(gòu)。相比于正式器件，反式結(jié)構(gòu)器件因制備工藝更加簡(jiǎn)單、可低溫成膜、無明顯回滯效應(yīng)、適合與傳統(tǒng)太陽能電池（硅基電池、銅銦鎵硒等）結(jié)合制備疊層器件等優(yōu)點(diǎn)，受到越來越多的關(guān)注。但是，反式結(jié)構(gòu)器件也存在一些顯著不足，例如，開路電壓與理論值差距較大、光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)偏低，這主要是由于器件中存在大量的缺陷所導(dǎo)致。這些缺陷主要存在于鈣鈦礦活性層中、鈣鈦礦活性層與電荷收集層界面處，造成了光生載流子的非輻射復(fù)合，進(jìn)而致使能量損失嚴(yán)重，最終限制了開路電壓的提升和光電轉(zhuǎn)換效率的改善，制約了該類結(jié)構(gòu)器件的發(fā)展。針對(duì)反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池在光電轉(zhuǎn)換效率上存在的瓶頸，朱瑞研究員、龔旗煌院士與合作者展開研究，首次提出了“胍鹽輔助二次生長(zhǎng)”方法，開創(chuàng)性地實(shí)現(xiàn)了鈣鈦礦薄膜半導(dǎo)體特性的調(diào)控，顯著降低了器件中非輻射復(fù)合的能量損失，在提升器件開路電壓方面取得了突破，首次在反式結(jié)構(gòu)器件中獲得了超過1.21 V的高開路電壓（材料帶隙寬度~1.6 eV）。同時(shí)，在不損失光電流和填充因子等性能參數(shù)的情況下，顯著提高了反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦電池的光電轉(zhuǎn)換效率——實(shí)驗(yàn)室最高效率達(dá)到21.51％。經(jīng)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院認(rèn)證，器件的光電轉(zhuǎn)換效率也高達(dá)20.90%，這是目前反式結(jié)構(gòu)鈣鈦礦太陽能電池器件效率的最高記錄。該結(jié)果為提升反式鈣鈦礦太陽能電池器件效率、推進(jìn)該類新型光伏器件的應(yīng)用化發(fā)展提供了新思路。這種制備技術(shù)也有望進(jìn)一步拓展到鈣鈦礦疊層太陽能電池以及鈣鈦礦發(fā)光器件中，具有潛在的應(yīng)用前景和商業(yè)價(jià)值。

在優(yōu)化卸壓開采抽采瓦斯技 術(shù)基礎(chǔ)上，確定卸壓巷道高位抽 放的合理方式和布置參數(shù)，實(shí)現(xiàn) 采動(dòng)裂隙帶瓦斯高效抽采，有效 解決高瓦斯綜放工作面高產(chǎn)高效 安全生產(chǎn)；根據(jù)首采區(qū)生產(chǎn)時(shí)瓦 斯涌出情況，研究并建立一種適 應(yīng)范圍廣、預(yù)測(cè)結(jié)果可靠的礦井 瓦斯涌出量預(yù)測(cè)新方法。

本研究屬汽車行業(yè)的總成與關(guān)鍵零部件技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)難題。項(xiàng)目在上海匯眾汽車 制造有限公司企業(yè)資助下，針對(duì)盤式制動(dòng)器開展制動(dòng)抖動(dòng)技術(shù)攻關(guān)，取得制動(dòng)器振動(dòng)應(yīng) 用基礎(chǔ)與工程實(shí)踐核心技術(shù)成果。項(xiàng)目創(chuàng)新性成果主要包括： ① 建立了一套系統(tǒng)完整的，基于道路試驗(yàn)的盤式制動(dòng)器制動(dòng)抖動(dòng)振源診斷、傳遞路徑 識(shí)別、振動(dòng)響應(yīng)評(píng)價(jià)的工程方法與流程；建立了一套系統(tǒng)完整的，基于制動(dòng)器測(cè)功 機(jī)的盤式制動(dòng)器制動(dòng)抖動(dòng)臺(tái)架再現(xiàn)試驗(yàn)方法，分析了制動(dòng)盤厚薄差與端面跳動(dòng)引起 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)與制動(dòng)壓力波動(dòng)的機(jī)理與貢獻(xiàn)率。 ② 利用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論建立了制動(dòng)抖動(dòng)傳遞路徑動(dòng)力學(xué)模型，分析了橡膠襯套 元件的隔振效果。 ③ 利用摩擦振動(dòng)理論建立了制動(dòng)器單點(diǎn)接觸與多點(diǎn)接觸制動(dòng)器動(dòng)力學(xué)模型，可預(yù)測(cè)制 動(dòng)抖動(dòng)現(xiàn)象。 ④ 建立了盤式制動(dòng)器熱機(jī)耦合分析有限元模型，分析了制動(dòng)器熱機(jī)耦合效應(yīng)及其影響 因素。 ⑤ 首次建立所研究盤式制動(dòng)器端面跳動(dòng)與厚薄差加工與裝配的工程控制標(biāo)準(zhǔn)，制動(dòng)抖 動(dòng)控制效果顯著。