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近日，南方科技大學材料科學與工程系副教授谷猛課題組、物理系副教授徐虎課題組聯合俄勒岡大學教授馮振興團隊在單原子催化領域取得重要進展，相關研究成果在國際頂級學術期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）上在線發表，并被選為封面論文。論文題目為“高銥單原子負載氧化鎳用于高效電催化析氧（Ultrahigh-loading of Ir single atoms on NiO matrix to dramatically enhance oxygen evolution reaction）”。 谷猛介紹，負載量難以提高是目前單原子催化劑發展的主要瓶頸之一，而這項研究不僅將單原子負載質量分數提高至18%，獲得了目前同類材料報道中的最高負載量，還能使催化劑維持較高的活性和穩定性。另外，谷猛課題組博士后王琦通過這種方法，進一步獲得了高負載量的Mn、Fe、Co、Ru、Ir、Pt等單原子摻雜NiO，驗證了該制備方法的普適性，為單原子催化劑的研究提供了更實用且可靠的研究思路。

植物絕緣油具有高燃點、可再生、可降解、無毒害的特點，是一種環保 型液體電介質。歐美在上世紀90年代研制出植物絕緣油商業化產品，至2006 年，美國Cooper電力的FR3植物絕緣產品已在上萬臺配電變壓器中應用，處于 市場壟斷地位，但價格昂貴，國內難以普遍應用。 由于我國電力行業缺乏新型植物絕緣油的研究經驗，面臨著大量的難點 問題亟待解決，主要涉及三個方面：(1)需要解決植物絕緣油擊穿電壓低、介 質損耗與運動粘度高、抗氧化能力差的問題，研制出一種高穩定性的植物絕緣 油；(2)需要揭示水分和雜質等因素對植物油紙絕緣擊穿特性的影響規律，建 立植物油紙絕緣在多因素下的壽命模型；(3)植物絕緣油與礦物絕緣油具有本 質的差異，已有標準的油中溶解氣體分析方法無法適用于植物絕緣油變壓器的 故障診斷，需要在大量的試驗研究和理論分析基礎上建立新的植物絕緣油中特 征氣體評估方法。本成果針對上述問題： 1.  主要技術的創新點體現在以下4個方面： (1)  在植物絕緣油批量制備工藝和方法上取得突破，發明了我國首套植物 絕緣油批量生產成套設備。在實驗室研究成果的基礎上，發明了植物絕緣油批 量多次堿煉和深度吸附工藝及方法，研制出我國首套年產300噸植物絕緣油 的中試生產線和年產1500噸植物絕緣油成套設備，并投入產業化批量生產， 油品各項指標達到預期要求。 (2)  發明了高穩定性植物絕緣油性能調控技術和制備工藝方法，發明了高 穩定性山茶籽、菜籽絕緣油，在提高植物絕緣油氧化安定性、降低油品介質損 耗與凝點方面取得突破，技術指標顯著優于國外產品先進水平。 (3)  高穩定性植物絕緣油制備工藝方法及復合抗氧化劑：發現了植物 絕緣油中脂肪酸、酚類抗氧化劑、金屬減活劑等含量對油品氧化穩定性的影 響規律，發明了植物絕緣油制備工藝方法以及基于多種酚類抗氧化劑和金屬 減活劑的抗氧化劑復配技術，發明了高穩定性山茶籽和菜籽植物絕緣油， 新油主要理化與介電性能指標與國外同類產品先進水平，其中擊穿電壓 (85kV/2. 5mm)、介質損耗(1. 48%/90°C)、起始氧化溫度(210°C)等三個主 要指標顯著優于國外同類產品水平。 (4)  高穩定性植物絕緣油單分散納米添加劑：發現了納米粒徑與表面活性 劑對納米液體電介質陷阱深度的影響規律，在此基礎上調控納米四氧化三鐵粒 徑與表面活性劑厚度，發明了具有分散性且性能穩定的四氧化三鐵改性納米植 物絕緣油，解決了納米粒子在液體電介質中難以分散穩定的問題。   關鍵技術體現在以下4個方面： (1)  發明了植物絕緣油量產的多次堿煉和深度吸附技術，解決了量產油品 脫酸和介質損耗難以降低的問題，研制出我國首套具有全部自主知識產權的年產 1500噸植物絕緣油量產成套設備。 (2)  發明了抗老化的混合絕緣油，設計了植物絕緣油變壓器內部結構。 本成果建立了植物油浸紙電、熱老化的壽命模型，提出一種抗老化混合 絕緣油的制備方法，調整變壓器內部絕緣結構增加變壓器散熱性能和使用壽命， 取得的創新性成果有： (a)  提出了植物絕緣油浸紙熱老化壽命模型，揭示了植物油浸紙比礦物油 浸紙具有更高的電、熱老化特性；建立了植物油浸紙電、熱老化的壽命模型與 水解動力學模型，揭示了絕緣紙剩余壽命隨水解老化程度變化的規律；發明了 —種礦物油-天然酯混合絕緣油，發現自然酯分子與纖維素發生酯化反應生成的 酯基、水分向植物油中遷移是延緩絕緣紙纖維素老化根本因素。 (b)  發現植物絕緣油-紙絕緣中熱穩定紙聚合度明顯高于普通紙，采用 熱穩定紙、增大油道及調整鐵親絕緣等技術優化植物絕緣油變壓器絕緣結構， 有效提高了變壓器的綜合性能。 (3)  植物油變壓器油中溶解氣體分析技術及油品現場運行維護技術，解決 了傳統油中溶解氣體分析方法誤判率高和缺乏植物絕緣油現場處理手段的問題， 提高了植物油變壓器的運行可靠性。 (a)  植物油變壓器油中溶解氣體分析技術：發現植物油變壓器電熱故障特 征氣體含量與礦物絕緣油變壓器的具有顯著差異，導致已有的變壓器油中溶解氣 體分析方法不適用于植物油變壓器故障診斷，發明了適用于植物絕緣油故障診斷 的改進杜威三角形分析技術，建立了以H、CH和CH及H、CH和CH為特征量 的電、熱故障診斷模型，并定義了新的故障邊界條件，改進杜威三角形技術診斷 正確率從59%提高到87%。 (b)  植物油變壓器運維技術：通過大量油品劣化特性的試驗研究，發明了 以酸值、粘度、水分和介質損耗為關鍵指標的植物絕緣油劣化程度評估技術， 發明了以復合過濾微分凈化濾芯為關鍵技術的吸濾一體化植物絕緣油離線及 在線處理技術和成套設備，填補了植物油變壓器現場運維技術的空白。 (c)  基于以上關鍵技術發明，開發出10kV、35kV兩個電壓等級綠色高效 植物油配電變壓器系列新產品，發明了 2套植物絕緣油批量生產線和1套植物 油紙絕緣及部件電熱老化試驗平臺，為植物油變壓器絕緣系統設計和安全運行 提供了基礎數據。 市場及經濟效益分析： 隨著社會經濟深入發展，人們對用電可靠性要求不斷提高，電網公司提 出推進綠色電網建設，變壓器絕緣油是電氣絕緣油最重要的產品，占電氣絕緣 油市場總需求的98%以上，植物絕緣油配電變壓器已被列入國務院《中國制 造2025》重點領域技術路線圖和國家三部委聯合印發的《配電變壓器能效提升 計劃》中，具有廣闊的產業化前景。 團隊介紹： 團隊為“高電壓輸配電裝備安全理論與技術”國家自然科學基金創新群 體，擁有國家杰青及長江學者特聘教授4人、新世紀優秀人才1人(以上數 據不重復統計)。團隊圍繞學科前沿科學和國家重大需求，持續開展高電壓輸配電裝備運行安全應用基礎理論及關鍵技術研究，自然形成了高電壓設備狀 態監測與故障診斷、復雜大氣環境中電氣外絕緣、輸配電系統過電壓防護、 電工絕緣新材料與新技術等四個方向，作為負責單位承擔了國家973項目1項、 973課題7項、863課題2項、國家自然科學基金重點項目3項等，獲得國家 科技進步一等獎1項、二等獎3項，國家技術發明二等獎1項。

HY-90系列無人機載高光譜成像系統，采用自主研發的高光譜相機，結合高清可見光相機、定制化高穩云臺、高精度GPS系統、遠程控制系統，實現對地物多源信息的同步定性、定量、定時、定位的采集。  功能特性 采用高性能大靶面cmos圖像傳感器，光譜分辨率優于2.8nm； 內含定制云臺自穩定系統，無人機推掃成像，作業效率高 ； 硬件同步觸發高清可見光相機，分辨率達1500w像素，支持高精度正射影像拼接 ； 硬件同步觸發POS系統，GPS定位數據與高光譜數據按行精準對應，輔助圖像拼接 ； 小型地面站廣播基站GPS信息，實現機載端RTK ；可實現遠程智控，提升用戶操作及使用便利性； 支持實時圖傳，監控單波段圖像及光譜曲線； 機載控制及數據采集軟件，數據格式完美支持ENVI等第三方軟件； 可適配大疆M600 pro、華測P580及科衛泰、海康等多種無人機平臺。  應用領域 水質環保：水質監測（總氮、總磷、氨氮、葉綠素、濁度、高錳酸鉀指數等） 土壤監測：土壤含水量監測、土壤肥力監測、重金屬污染監測； 地質應用：礦物填圖、礦物成分探測、成礦預測； 農林碳匯：農業測繪，病蟲害防治，樹種識別， 國防軍工：偽裝識別，無人偵察等； 

III-V族半導體合金體系熱、動力學計算機輔助分析系統建立并完善了含Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等多元體系的III-V族合金化合物半導體熱力學數據庫，使之成為當前國際上數據資源相對豐富、可靠程度高的專業型數據庫。在此基礎上，應用該計算機輔助分析系統，可采用統一的成分空間表達方式，將覆蓋四元半導體整個成分空間的光電性能（能量間隙或波長）、與相應襯底匹配的成分條件、以及各種溫度下發生溶解間隙的成分范圍，投影于一平面，構成III-V族半導體體系綜合優化圖，用以對金屬有機物氣相外延工藝進行輔助分析、確定滿足優質半導體生長的成分空間、預測外延層半導體的成分等。同時，該系統還發展了非平衡過程分析研究方法：亞穩平衡處理、條件平衡處理和不可逆過程分析處理等，這些方法有助于III-V族半導體液相外延、氣相外延和金屬有機物氣相外延工藝過程的熱力學分析。 該項目面向光電子材料和器件的研制與生產 III-V族半導體合金體系熱、動力學計算機輔助分析系統，目前主要是作為應用研究，服務于有關光電子材料和器件的研制與生產過程中工藝條件的輔助設計，以促進III-V族半導體液相外延、氣相外延和金屬有機物氣相外延工藝逐步從經驗設計邁向科學設計，在相關領域的高技術產業化方面起積極作用。 Al-Ga-In-N-P-As-Sb-C-H等多元體系的III-V族合金化合物半導體熱力學數據庫；瑞典皇家工學院Thermo-Calc相平衡熱力學計算軟件。

本技術基于粉體流變塑變特性和改性原理，創立了一條通過優化粉體粒度組成、改善粉體塑性變形能力，采用一般成形與燒結設備制備高密度低合金粉末冶金結構件的新途徑。其主要工藝流程為：首先根據水霧化鐵粉顆粒的形狀和粒度特征，按比例進行合批，添加母合金粉末和增塑劑（Polylub）混合后，在還原爐（溫度760-820℃）中進行塑化處理，再添加專用潤滑劑(C38H76N202)及石墨，獲得具有良好壓縮性和成形性的混合粉末；混合粉末在室溫狀態下，經模壓成型，高溫燒結后得到高密度粉末冶金結構件。與傳統工藝相比，該新工藝具有以下特點和創新點：①以國產水霧化鐵粉為主要原料，通過綜合利用優化粉末粒度組成、添加母合金粉、增塑劑進行塑化處理，再添加石墨和潤滑劑等制備高密度低合金成型粉末，顯著提高了原料粉末的壓縮性和成形性，為生產高密度粉末冶金結構件提供了原料保障；②針對產品結構和形狀特點，改造設計了三上三下專用模架及自動送料系統，實現自動移粉，采用模壁潤滑技術，有效控制了產品成分和密度的均勻性，生產效率提高1倍；③可以采用傳統壓機和燒結設備，所需新增投資少，制造成本低；④與原機械加工的結構件相比，具有尺寸重復性好、運行噪音低、耐磨性好、使用壽命長等特點，生產成本較機加工工藝降低47%以上，較國外溫壓成形工藝降低60%以上。相關產品已申請國家專利20多項，其中5項授權為國家發明專利，10項授權為國家實用新型專利。

高速列車具有安全性好、正點率高、快速等優點。能有效地改善交通環境, 帶動國民經濟的發展。20世紀60年代以來, 隨著鐵路電氣化的高速發展, 鐵路運輸一再提速, 對于電氣化鐵路用接觸線的性能要求越來越高, 因為在電氣化鐵路運行過程中, 接觸導線不僅要承受較大的懸掛張力, 同時還經受著通過電流時引起的熱作用。因此, 材料要求在具有良好導電性能的同時還應具有高的抗拉強度, 而且在電流負荷增大、溫度升高時仍然要保持較高的強度。接觸線既要提供高速列車所需的動力、照明和空調等用電, 又要承受較大的軸向拉力, 同時還可能工作在極冷、極熱、腐蝕性強等環境中,總的來說, 電力傳輸線必須具有以下性能: 能夠滿足高速列車速度和電流的要求, 具有足夠的抗拉強度來承受振動, 高導電率, 耐磨性好, 耐熱性好, 抗軟化溫度高, 軟化處理(300℃保溫2 h) 后其常溫抗拉強度不小于初始態的90% , 抗大氣腐蝕性能好,線膨脹系數小。我國鐵路廣深線、京鄭線等都大量或全部使用了法國或德國產品, 花費了大量外匯。因此，對國產銅及銅合金接觸線的研制開發具有重大的經濟價值。本研究開發的析出強化型Cu-Ag系、Cu-Cr系合金已經能夠滿足工業化生產的需要。 主要性能指標 1.抗拉強度σb>580MPa； 2.延伸率>5%； 3.導電率>75%IACS； 4.設計使用壽命：15年。

Al-Si 合金具有低膨脹系數，良好的耐磨性及鑄造性能，在內燃機活塞、缸 體壓等發動機動力傳動件制造領域廣泛應用。過共晶 Al-Si 合金的微觀組織中 通常存在五瓣星狀、板片狀、八面體和其他復雜相貌的初晶 Si，這些分布在該 合金基體中的較粗大初晶 Si，嚴重割裂了合金基體，在外力作用下，合金中的 Si 相尖端和棱角部位易引起局部應力集中，從而明顯降低了合金的力學性能， 尤其是影響其塑性、強度、耐熱性和熱疲勞性能的提高。與此同時，在過共晶 Al-Si 合金中，初晶 Si 易出現集聚現象，嚴重降低了合金的各項性能。要改善 過共晶 Al-Si 合金的性能,必須同時對共晶 Si、初晶 Si 進行良好的細化處理，細 化、球化初晶 Si，才能使其得以廣泛應用。目前國內外實際生產中通常采取加 磷（P）的方法，亦稱磷變質（細化）處理。含磷變質劑主要包括磷鹽或赤磷復 合變質劑及含磷中間合金。其主要存在問題如下： (1)磷鹽或赤磷復合變質劑：處理過程中產生大量有害氣體，環境污染嚴重， 效果不穩定，廢品率高。 (2) Cu-P 中間合金：熔點高，加入后難熔化；密度大，易沉淀偏析。 基于上述行業背景，本課題組研制開發了一種應用于發動機活塞、壓鑄合 金熔體變質處理的新型 Al-P 晶種合金