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鐵路軌道寬頻性能測試系統(tǒng)擬解決軌道結(jié)構(gòu)中各部件振動疲勞損傷的模擬研究，針對各個部件服役狀態(tài)下所處的高頻共振頻段與低頻頻段共同作用，真實地模擬各部件現(xiàn)場工作狀態(tài)。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 鐵路軌道寬頻性能測試系統(tǒng)擬解決軌道結(jié)構(gòu)中各部件振動疲勞損傷的模擬研究，針對各個部件服役狀態(tài)下所處的高頻共振頻段與低頻頻段共同作用，真實地模擬各部件現(xiàn)場工作狀態(tài)。研制的新型軌道部件高低頻疲勞試驗機(jī)的組成包括驅(qū)動系統(tǒng)、預(yù)加載部分、潤滑系統(tǒng)、計算機(jī)電氣控制部分以及軟件組成。試驗機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)屬于交流伺服系統(tǒng)，在主軸上設(shè)置有可調(diào)節(jié)壓頭行程的偏心輪，偏心輪的功能是將主軸的旋轉(zhuǎn)運動形式轉(zhuǎn)換成壓頭上下直線的運動形式，從而達(dá)到對部件的動負(fù)荷加載的功能。本設(shè)備可模擬各部件在各自共振頻率和其他低頻載荷疊加后的組合疲勞試驗，試驗對象包括但不限于鋼軌、彈條、墊板、螺栓、軌枕以及軌道板等等。預(yù)計可系統(tǒng)性的回答上述各部件高低頻組合疲勞傷損演化規(guī)律，填補國內(nèi)外有關(guān)軌道部件高頻疲勞壽命試驗研究的空白。

為了進(jìn)一步突破結(jié)構(gòu)色領(lǐng)域的瓶頸，研究團(tuán)隊設(shè)計了一種由Si超表面產(chǎn)生的新型結(jié)構(gòu)色。色域面積達(dá)到了97.2%的Rec.2020。同時將空間分辨率提高到至衍射極限，不影響色彩的均勻性和展示。Si超表面首次實現(xiàn)了優(yōu)異結(jié)構(gòu)色的所有關(guān)鍵參數(shù)。這一進(jìn)展有望為結(jié)構(gòu)色在動態(tài)顯示、光學(xué)安全和信息存儲等領(lǐng)域的商業(yè)化應(yīng)用帶來新途徑。

陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。 一、項目分類 關(guān)鍵核心技術(shù)突破 二、成果簡介 電子封裝是將構(gòu)成半導(dǎo)體器件的各個部件（芯片、基板和導(dǎo)線等）按規(guī)定要求合理布置，通過貼片、打線與焊接等工藝，達(dá)到保護(hù)芯片，實現(xiàn)器件功能的目的。隨著芯片功率的不斷增加和封裝集成度的不斷提高，散熱成為影響器件性能與可靠性的關(guān)鍵。對于半導(dǎo)體器件而言，通常溫度每升高10℃，器件有效壽命降低30-50%。由于芯片一般貼裝在封裝基板（又稱電路板、線路板）上，因此，基板除具備基本的機(jī)械支撐與布線（電互連）功能外，還要求具有較高的導(dǎo)熱、耐熱、絕緣、耐壓能力與熱匹配性能。目前常用封裝基板主要分為樹脂基板（印刷線路板、PCB）、金屬基板（MCPCB）和陶瓷基板。其中，陶瓷基板由于具有熱導(dǎo)率高、耐熱性好、高絕緣、耐腐蝕、抗輻射等技術(shù)優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于功率半導(dǎo)體和高溫電子器件封裝。

針對目前國內(nèi)成形磨齒機(jī)床在加工工藝軟件設(shè)計方面的缺陷進(jìn)行改善。自主開發(fā)了包括截形計算、齒輪常用數(shù)據(jù)庫、隨機(jī)測量、軸交角優(yōu)化等系列功能的程序包，開發(fā)出高端齒輪成形磨齒機(jī)，掌握齒輪成套磨削的核心技術(shù)。

開發(fā)了多種結(jié)構(gòu)的納米復(fù)合催化材料，用于高性能的電解水制氫電極材料。

依照美國AMCA207標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計適合于不同類型規(guī)格風(fēng)機(jī)的性能測試臺，配用高精度傳感器，采用計算機(jī)自動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對測量參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)控與測量，最后形成標(biāo)準(zhǔn)試驗報告。

含壓縮、拉伸、扭轉(zhuǎn)、剪切、彎曲各一件。

近年來，磁振子電子學(xué)在信息計算和信息傳輸領(lǐng)域表現(xiàn)出了極具價值的應(yīng)用潛力。磁振子電子學(xué)利用以磁振子為載體的電子自旋進(jìn)動來實現(xiàn)信息處理，有望實現(xiàn)無熱量產(chǎn)生、低耗散的信息傳輸，相比于傳統(tǒng)意義上通過操縱電荷來實現(xiàn)信息的處理的微電子學(xué)具有無可比擬的巨大優(yōu)勢。磁振子電子學(xué)領(lǐng)域的進(jìn)展很大程度上依賴于能夠有效傳輸磁振子的新材料的發(fā)現(xiàn)，而獲得長距離的磁振子輸運始終是磁振子電子學(xué)研究的重中之重。與通常的三維磁性絕緣體（如Yttrium Iron Garnet）相比，二維尺度下的磁振子被理論預(yù)言有很多的新穎物理效應(yīng)，例如自旋能斯特效應(yīng)，拓?fù)浯耪褡樱约巴鉅柎耪褡拥取?在最新的研究文章中，量子材料科學(xué)中心韓偉課題組在二維磁性體系中展開工作并取得了重要進(jìn)展，觀測到了二維反鐵磁體系中磁振子的長距離輸運。MnPS3晶體是一種層狀反鐵磁材料，利用機(jī)械剝離手段得到了二維的MnPS3薄片。MnPS3薄片上制備了用于測量磁振子輸運的非局域器件，器件結(jié)構(gòu)如圖A所示。器件左側(cè)Pt電極通過熱方法來注入磁振子，右側(cè)Pt電極探測在二維MnPS3中擴(kuò)散傳輸?shù)拇耪褡印Ｔ诙S反鐵磁MnPS3中，實驗上觀測到了幾微米的磁振子擴(kuò)散長度。并且從圖B中可以看出，隨著注入端和探測端距離的增加，探測到的非局域信號表現(xiàn)出e指數(shù)衰減的形式，跟一維漂移擴(kuò)散模型的理論模型一致。在此基礎(chǔ)上，他們還系統(tǒng)研究了MnPS3厚度對磁振子弛豫性質(zhì)的影響。隨著MnPS3厚度從40nm降低至8nm，磁振子弛豫長度由4μm減小到1μm（圖C），這可能是由較薄的MnPS3中較強的表面雜質(zhì)散射效應(yīng)導(dǎo)致的。 該文章中的結(jié)果具有重要的學(xué)術(shù)價值：二維材料中的磁振子輸運實現(xiàn)為二維磁性材料在磁振子電子學(xué)的應(yīng)用與發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，也有望推動磁振子在量子尺度下的新穎量子物理性質(zhì)研究。圖：二維反鐵磁體系中磁振子輸運研究。（A）二維反鐵磁MnPS3中的磁振子輸運測量結(jié)構(gòu)示意圖。（B）自旋信號R_NL^*隨電極間距的依賴關(guān)系，與理論預(yù)言的e指數(shù)衰減吻合。（C）磁振子弛豫長度隨MnPS3厚度的依賴關(guān)系。 該工作于2019年2月7日在線發(fā)表于物理學(xué)術(shù)期刊Physical Review X上(Phys. Rev. X 9, 011026 (2019) )。 DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevX.9.011026。該工作由韓偉研究員設(shè)計和指導(dǎo)完成，北京大學(xué)量子材料科學(xué)中心2015級博士生邢文宇為文章第一作者，物理學(xué)院2015級本科生邱露頤為第二作者（今年9月份將去哈佛大學(xué)讀博士），韓偉研究員為文章通訊作者。本工作的順利完成得到了量子材料科學(xué)中心賈爽教授和謝心澄院士的合作幫助，以及國家重大科學(xué)研究計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的支持。

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，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驗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)代價尚不明確。 歐陽頎課題組與美國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現(xiàn)分子振子同步化所需的熱力學(xué)代價。該研究提出一個簡單而普適的隨機(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，由此計算了不同條件下的能量耗散，并通過平均場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)，若要實現(xiàn)分子振蕩的同步化，除去驅(qū)動單個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，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)能量耗散小于一個臨界值時（這個臨界值大于驅(qū)動單個分子振蕩的能量）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)中檢驗了該理論，驗證了生物體內(nèi)的分子振蕩體系確實需要額外的能量來實現(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加州圣地亞哥分校的博士后曹遠(yuǎn)勝博士。

本發(fā)明公開了一種高壓輸電線路絕緣子清掃與檢測機(jī)器人，包括可以繞旋轉(zhuǎn)軸向兩邊打開的環(huán)形框 架和控制箱，環(huán)形框架包括通過多個輔助支架固定相連的上層支架和下層支架、以及通過清掃層升降機(jī) 構(gòu)可上下移動的中層支架，上層支架上設(shè)有用于夾住絕緣子的上夾爪，上夾爪上設(shè)有檢測裝置，中層支 架上設(shè)有清掃裝置和夾持絕緣子裙部的輔助夾爪，上層支架和下層支架之間還設(shè)有通過夾爪層升降機(jī)構(gòu) 上下移動的下夾爪，與轉(zhuǎn)軸相對的環(huán)形框