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東南大學(xué)國際分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用研究院暨江蘇省“分子鐵電科學(xué)與應(yīng)用”重點實驗室團隊發(fā)現(xiàn)了具有七個物理通道開關(guān)的熱致變色鐵彈體。相關(guān)工作以題為“The First Chiral Thermochromic Ferroelastic with Seven Physical Channel Switches”的學(xué)術(shù)論文在化學(xué)領(lǐng)域頂級期刊《Angewandte Chemie International Edition》上發(fā)表。此外，該論文被選為VIP（Very Important Paper）。據(jù)悉，只有不到5%的已接收論文才能獲得如此積極的評價。 在信息化時代，電子智能設(shè)備的信號處理和加密顯得至關(guān)重要，具有多重物理通道雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)特性的多功能材料成為后起之秀。眾所周知，一把鑰匙對應(yīng)一個鎖，假如我們將財產(chǎn)放進保險柜中，我們就又多了一層防護。類似地，每增加一個物理通道，就是增加一層保障。基于此，我們報道了首例具有七個物理通道的手性化合物，可以對信息進行七層加密處理，使信息安全更加可靠。 圖1. (a) 消旋晶體結(jié)構(gòu)中的無序的CTA陽離子和手性有序的S-CTA和R-CTA陽離子；(b) (R-CTA)2CuCl4和(c) (S-CTA)2CuCl4的晶體堆積圖。 早在1999年，Wataru Fujita等人在《Science》上就已經(jīng)報道了磁雙穩(wěn)態(tài)（Science1999, 286, 261–262）。在1,3,5-trithia-2,4,6-triazapentalenyl（TTTA）分子中觀測到一個明顯的磁雙穩(wěn)態(tài)回線發(fā)生在230 K到305 K溫度范圍內(nèi)。它的高溫相為順磁相，低溫相在二聚作用的影響下具有抗磁性。三年后，M. E. Itkis等人在《Science》上報道了在非那烯基中性自由基產(chǎn)物中發(fā)現(xiàn)了電、光、磁三個物理通道的雙穩(wěn)態(tài)特性（Science2002, 296, 1443–1445）。直到2014年，熊仁根教授團隊在《Advanced Materials》上報道了高碘酸咪唑（IPI）化合物具有介電、壓電、SHG和鐵電和機電耦合等五個物理通道的雙穩(wěn)態(tài)（Adv. Mater.2014, 26, 4515–4520）。由此可見，每增加一個物理通道都面臨著巨大的挑戰(zhàn)，在分子鐵電“似球-非球”原理和手性引入的指導(dǎo)下，我們利用手性配體進行合成，將手性開關(guān)引入其中，成功組裝得到了(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4(CTA = 3-Chloro-2-hydroxypropyltrimethylammonium) （圖1），這兩個化合物在介電、電導(dǎo)、二階非線性、壓電、鐵彈性，手性和熱致變色這七個物理通道上具有開關(guān)特性。其中熱致變色特征尤為耀眼，區(qū)別于傳統(tǒng)的相變材料，這為雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)提供了光譜加密的新靈感。 圖2. (a) DSC曲線；(b) 介電，電導(dǎo)，壓電和二階非線性光學(xué)等多重雙穩(wěn)態(tài)示意圖。 (Rac-CTA)2CuCl4，(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4的相變點分別在361, 417 和420 K附近(圖2)，隨著溫度變化，相變溫度以下的低溫相和相變溫度以上的高溫相的介電常數(shù)、電導(dǎo)率、壓電系數(shù)、SHG信號強度均呈現(xiàn)出可切換的兩種穩(wěn)定的狀態(tài)。 圖3. (S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4晶體在293 K下的鐵彈疇結(jié)構(gòu)。 此外，這對手性化合物還具有鐵彈性，鐵彈相變往往伴隨著鐵彈疇的演化。在正交偏振光下，不同取向的鐵彈疇具有不同的雙折射特性，從而呈現(xiàn)出明暗不同的結(jié)構(gòu)區(qū)域。(S-CTA)2CuCl4和(R-CTA)2CuCl4的晶態(tài)薄膜在室溫下呈現(xiàn)出清晰的三角形鐵彈性結(jié)構(gòu)。當溫度高于相變點時，鐵彈疇迅速消失，呈現(xiàn)出立方對稱的消光特性。在隨后的冷卻中，規(guī)則的鐵彈疇又很快顯現(xiàn)，表現(xiàn)出明顯的開關(guān)特性。 圖4.變溫固體紫外-可見吸收光譜。 除了鐵彈性外，這一對手性晶體還展示出可轉(zhuǎn)換的熱致變色的性質(zhì)。室溫下，(R-CTA)2CuCl4和(S-CTA)2CuCl4晶體對光的吸收均低于540 nm，與它們呈現(xiàn)的黃色外觀一致。隨著溫度的升高，電子吸收帶的吸收邊緣發(fā)生紅移。當溫度超過相變點達到423 K時，吸收邊移動到580 nm，這也與晶體受熱變成橙色一致。利用熱致變色特征對光譜加密和信號檢測進行特定的處理，這為開發(fā)新型加密技術(shù)帶來新的思路。 該工作由博士生陸思祺（第一作者）等人的共同努力下完成，東南大學(xué)為第一通訊單位。該成果得到“東南大學(xué)十大科學(xué)與技術(shù)問題”啟動培育基金的資助。

其他成果/n一種復(fù)合物理場協(xié)同強化菜籽蛋白糖基化改性的方法，包括如下步驟：1)菜籽蛋白的制備；2)菜籽蛋白溶液的配制；3)蛋白質(zhì)?糖混合溶液的配制；4)微波?超聲波復(fù)合物理場協(xié)同處理；5)離心分離；6)透析與干燥。其中，步驟3)中，微波的功率為200～500W，超聲波的功率為100～300W，反應(yīng)體系的溫度為60～70℃，反應(yīng)時間為6～10min。本發(fā)明利用微波快速加熱效應(yīng)和超聲波的機械攪拌與加速擴散作用，可避免反應(yīng)體系出現(xiàn)局部高溫現(xiàn)象，使糖基化反應(yīng)更為均勻；同時微波的電磁場與超聲波的空穴作用會在反應(yīng)體系中形成超臨界高溫與高壓的微環(huán)境及界面濃縮現(xiàn)象，從而避免傳統(tǒng)濕熱法下由于長時間持續(xù)高溫作用而產(chǎn)生褐變物質(zhì)，消除了色澤對產(chǎn)品的影響。

這一項目以新一代大型電站鍋爐、核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器、流化床、石油天然氣高效開采和儲運等設(shè)備中的復(fù)雜多相流與傳熱傳質(zhì)問題為具體研究對象，同時對上述具體工業(yè)應(yīng)用中帶共性的基本現(xiàn)象進行重點研究，以便得出具有普遍意義的多相流熱物理理論，取得深入系統(tǒng)的成果，既為上述工業(yè)發(fā)展提供扎實的理論基礎(chǔ)，又為建立多相流熱物理新年的學(xué)簡直體系作出貢獻。

本項目針對礦井瓦斯爆炸早期探測與抑制的技術(shù)難題，采用實驗與光譜分析方法，得到了瓦斯爆炸感應(yīng)器內(nèi)自由基變化的光學(xué)特征及其辨識方法，并以此為基礎(chǔ)，利用量子化學(xué)軟件分析瓦斯爆炸微觀動力學(xué)過程，得出了瓦斯爆炸感應(yīng)器內(nèi)的關(guān)鍵基元反應(yīng)、自由基和其圍觀動力學(xué)參數(shù)，以及微觀反應(yīng)與宏觀現(xiàn)象的關(guān)系，為瓦斯爆炸抑爆技術(shù)提供理論支持，受到國內(nèi)相關(guān)研究人員的普遍認可。項目成果在國內(nèi)外重要期刊發(fā)表學(xué)術(shù)論文13篇（9篇已刊出，4篇已錄用），其中SCI源刊1篇，EI源刊5篇（2篇已收錄），CA收錄2篇，CSCD收錄及中文核心期刊5篇，完成碩士學(xué)位論文2篇。

我校物理與材料科學(xué)學(xué)院新組建的天體物理團隊，與中國科學(xué)院國家天文臺合作，在太陽暗條感應(yīng)爆發(fā)研究領(lǐng)域取得新進展。 太陽暗條是懸浮于太陽高溫稀薄大氣中冷而密的等離子體。暗條爆發(fā)是觸發(fā)太陽耀斑和日冕物質(zhì)拋射等嚴重影響近地空間環(huán)境太陽爆發(fā)事件的重要誘因。多個暗條間的感應(yīng)爆發(fā)是一種常見的暗條爆發(fā)形式，但是，由于高質(zhì)量觀測數(shù)據(jù)積累有限等客觀條件的限制，對于此類暗條爆發(fā)完整過程的觀測報道較為罕見，因此，相應(yīng)的物理圖像也難以獲得直接的觀測證據(jù)支持。近期，安徽大學(xué)物理與材料科學(xué)學(xué)院天體物理團隊張軍、宋志平、汪鵬和中國科學(xué)院國家天文臺侯義軍、李婷等人綜合利用空基和地基太陽觀測數(shù)據(jù)，并借助非線性無力場外推方法，對一個典型暗條感應(yīng)爆發(fā)事件的完整物理過程進行了詳細研究。從感應(yīng)爆發(fā)發(fā)生前的磁場位型、發(fā)生時的觀測特征和發(fā)生后的磁場重構(gòu)等角度構(gòu)建一個完備的演化證據(jù)鏈條，揭示了暗條感應(yīng)爆發(fā)過程的完整物理圖像，并指出發(fā)生在兩個暗條上覆磁場間的外部磁重聯(lián)及其造成的上覆磁場重構(gòu)觸發(fā)了暗條間的感應(yīng)爆發(fā)。

1. 高壓IGBT器件封裝絕緣測試系統(tǒng) 針對高壓IGBT器件內(nèi)部承受的正極性重復(fù)方波電壓以及高溫工況，研制了針對高壓IGBT器件、芯片及封裝絕緣材料絕緣特性的測試系統(tǒng)（如圖1所示），可實現(xiàn)電壓波形參數(shù)、溫度和氣壓的靈活調(diào)控，用于研究電壓類型（交、直流、重復(fù)方波電壓）、波形參數(shù)、氣體種類、氣體壓力等因素對絕緣特性，具備放電脈沖電流測量、局部放電測量、放電光信號測量、漏電流測量及紫外光子測量等功能（如圖2所示），平臺相關(guān)參數(shù)：頻率：DC~20kHz，電壓：0~20kV，上升沿/下降沿：150ns可調(diào)，占空比：1%~99%，溫度：25℃~150℃，氣壓：真空~3個大氣壓。  2.壓接型IGBT器件并聯(lián)均流實驗系統(tǒng) 針對高壓大功率壓接型IGBT器件內(nèi)部的芯片間電流均衡問題，研制了針對壓接型IGBT器件的多芯片并聯(lián)均流實驗系統(tǒng)（如圖3所示），平臺具有靈活調(diào)節(jié)IGBT芯片布局，柵極布線，溫度和壓力分布的能力，可開展芯片參數(shù)、寄生參數(shù)以及壓力和溫度等多物理量對壓接型IGBT器件在開通/關(guān)斷過程芯片-封裝支路瞬態(tài)電流分布影響規(guī)律的研究，以及瞬態(tài)電流不均衡調(diào)控方法的研究；平臺相關(guān)參數(shù)：電壓：0~6.5kV，電流：0~3kA，溫度：25℃~150℃，壓力：0~50kN。   圖3 壓接型IGBT多芯片并聯(lián)均流實驗 3.高壓大功率IGBT器件可靠性實驗系統(tǒng) 隨著高壓大功率 IGBT 器件容量的進一步提升，對其可靠性考核裝備在測量精度、測試效率等方面提出了挑戰(zhàn)。針對柔性直流輸電用高壓大功率 IGBT 器件的測試需求，自主研制了 90 kW /3 000 A 功率循環(huán)測試裝備和100V/200°C高溫柵偏測試裝備（如圖4所示）。功率循環(huán)測試裝備可針對柔性直流輸電中壓接型和焊接式兩種不同封裝形式的IGBT開展功率循環(huán)測試，最多可實現(xiàn)12個IGBT器件的同時測試。電流等級、波形參數(shù)、壓力均獨立可調(diào)，功率循環(huán)周期為秒級，極限測試能力可達 300 ms，最高壓力達220 kN，虛擬結(jié)溫測量精度達±1°C，導(dǎo)通壓降測量精度達±2mV。高溫柵偏測試裝備可實現(xiàn)漏電流和閾值電壓的實時在線監(jiān)測，最多可實現(xiàn)32個IGBT器件的同時測試。 4. 壓接器件內(nèi)部并聯(lián)多芯片電流及結(jié)溫測量方法及實現(xiàn) 高壓大功率壓接型IGBT器件內(nèi)部芯片瞬態(tài)電流及結(jié)溫測量是器件多物理量均衡調(diào)控及狀態(tài)監(jiān)測的基本手段，針對器件內(nèi)部密閉封裝以及密集分布鄰近支路引起的干擾問題，提出了PCB羅氏線圈互電感的等效計算方法，實現(xiàn)了任意形狀PCB羅氏線圈繞線結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)計了針對器件電流測量的方形PCB羅氏線圈（如圖5所示），實現(xiàn)臨近芯片電流造成的測量誤差小于1%；針對器件內(nèi)部多芯片并聯(lián)芯片結(jié)溫測量，提出了壓接型IGBT器件結(jié)溫分布測量的時序溫敏電參數(shù)法，通過各芯片柵極的時序單獨控制（如圖6所示），在各周期分別進行單顆IGBT芯片結(jié)溫的測量，進而等效獲得一個周期內(nèi)各IGBT芯片的結(jié)溫分布。在此基礎(chǔ)上，完成了集成于高壓大功率器件內(nèi)部的多芯片并聯(lián)電流測試PCB羅氏線圈以及時序溫敏電參數(shù)測量驅(qū)動板的設(shè)計（如圖7所示）。 5. 自主研制高壓大功率電力電子器件 面向電力系統(tǒng)用高壓大功率電力電子器件自主研制的需求，開展了芯片建模與篩選、芯片并聯(lián)電流均衡調(diào)控、封裝絕緣特性及電場建模以及器件多物理場調(diào)控等方面工作，相關(guān)成果支撐了國家電網(wǎng)公司全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司3.3kV/1500A、3.3kV/3000A以及4.5kV/3000A硅基IGBT器件的自主研制，并通過柔直換流閥用器件的應(yīng)用驗證實驗，同時也支撐了世界首個18kV 壓接型SiC IGBT器件的自主研制。

本發(fā)明公開了一種在低信噪比情況下提取設(shè)備物理指紋特征的方法，接收機接收到低信噪比的信號后，在不破壞設(shè)備物理指紋的情況下進行降噪處理，然后從降噪后的信號中提取設(shè)備的物理指紋特征，方法中涉及的信號需要包括重復(fù)序列，或重復(fù)發(fā)送的多幀信號內(nèi)有不變的部分，包括步驟：接收到低信噪比信號后，估計信號的頻率和相位，估計信號重復(fù)序列上調(diào)制的信息數(shù)據(jù)，獲得極性相同的多個重復(fù)序列，并將其對齊和疊加以提高信噪比；最后通過物理層指紋提取方法提取設(shè)備的物理指紋并用于設(shè)備身份識別。本發(fā)明可以在信噪比低的情況下有效地提取設(shè)備的物理層指紋特征，有效地解決了基于設(shè)備物理指紋的設(shè)備識別方法在現(xiàn)實應(yīng)用中必須面臨的低信噪比問題。

本發(fā)明提供了一種基于粒子群多物理場協(xié)同優(yōu)化的高效感應(yīng)電機輕量化方法,包括:根據(jù)高效感應(yīng)電機的主要尺寸、額定數(shù)據(jù)等參數(shù),給出高效感應(yīng)電機的電磁設(shè)計總體目標；對電機定轉(zhuǎn)子拓撲結(jié)構(gòu)進行選擇,確定電機的可行性方案集；選定高效感應(yīng)電機電磁設(shè)計初步方案；采用智能算法對高效感應(yīng)電機進行成本優(yōu)化,得到高效感應(yīng)電機的成本最優(yōu)；采用磁路法及電磁場有限元并行方式對高效感應(yīng)電機的工作特性和主要運行數(shù)據(jù)進行計算；采用有限元法對高效感應(yīng)電機的溫度場進行校核；對優(yōu)化后電機的重量與電磁設(shè)計初步方案中計算出的重量相比較進行計算。本發(fā)明實現(xiàn)了高效感應(yīng)電機輕量化的目標,并采用多物理場對優(yōu)化后的結(jié)果進行校核,保證計算結(jié)果的準確性。

本發(fā)明公開了一種基于配電網(wǎng)物理模擬的故障指示器檢測平臺 的建模方法，該方法包括如下步驟：(1)建立雙電源模型；(2)建立線路 模型，并在每條線路的末端接入故障模擬單元和模擬負載；(3)利用經(jīng) 過所述步驟(1)中的電源模型和經(jīng)過所述步驟(2)中獲得的線路模型組 網(wǎng)搭建低壓配電網(wǎng)模型；(4)在所述步驟(3)中獲得的配電網(wǎng)模型中的模 擬電纜線路、模擬架空線路上加裝升壓器、升流器，將線路運行參數(shù) 轉(zhuǎn)化為實際配電網(wǎng)運行參數(shù)，由此完成故障指示器檢測平臺的建模。 按照本發(fā)明實現(xiàn)的基于配電網(wǎng)物理模擬的故障指示器檢測

本發(fā)明公開了一種基于配電網(wǎng)物理模型中的線路零序電流模擬 與檢測方法，屬于電力系統(tǒng)配電自動化領(lǐng)域；現(xiàn)有的檢測方法實際負 載阻抗和零序電流互感器的容量不一致時將會出現(xiàn)較大的誤差；本發(fā) 明提供的方法將三相線路和副方繞組繞在同一個環(huán)形鐵芯上，通過磁 平衡原理大大提高了零序電流互感器的二次電流值和測量精度。