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清华大学李琦、何金良《ACS Nano》综述:如何认知介电聚合物纳米复合材料的界面

介电聚合物广泛应用于电能存储、传输和转换。随着能源需求的不断增加和新能源技术的迅速发展,要求介电聚合物具有更加优异的电学、热学和力学特性。通过向介电聚合物中掺入纳米尺寸的无机颗粒,可以得到具有卓越综合性能的介电聚合物纳米复合材料。目前,大量研究将这类纳米复合材料特异性能的起源归结为基体和颗粒之间的界面效应,因此,界面微区的结构-性能关系已成为该领域的研究热点。然而,不同领域的研究人员对界面问题采取的研究策略、表征方法存在较大差异,得到的研究结论不尽相同,导致对界面的认知程度仍远不能满足新材料的研发需求。   日前,清华大学李琦、何金良等发表综述文章,系统介绍了不同领域针对介电聚合物纳米复合材料中基质/颗粒界面的三类主要研究策略(图1),重点分析了这三类实验策略的独特优势与局限,以及如何联合及合理选择不同研究手段,从而能够更好地认知界面。 图1 界面研究的的三种策略:基于纳米复合材料的体相研究、基于扫描探针显微镜的原位研究和基于模型聚合物的研究   首先,在基于纳米复合材料的体相研究策略中,按照研究界面分子结构、界面分子的动力学过程和电荷输运特性的顺序,介绍了FTIR、XPS、SFG、SAS、TGA、PALS、DSC、NMR、NSE、QENS、BDS、DMA、I-V、TSDC、ISPD、PEA等技术在界面研究中的应用。作为最经典的研究策略,这一策略采用了与实际应用中相似的体相复合电介质进行了表征,测量结果也将受到基体和填料等因素的影响,因此,这类方法的关键是从整体信号中提取界面特性的分析过程。在这一部分的最后,作者总结了这一策略的主要挑战,指出了在基于体相纳米复合材料进行界面研究时,需要仔细辨别材料体相特性的变化与界面区域的关系。 图2基于体相纳米复合物的界面分子动力学过程研究   其次,介绍了基于扫描探针显微镜的原位研究策略。该策略是在暴露界面的样品上利用扫描探针显微镜的高空间分辨率和多功能直接检测界面的结构和性能。按照研究界面分子结构、界面的机械特性、界面的极化和电荷积聚特性的顺序,介绍了NanoIR、Nanoindentation、AM-AFM、BE-AFM、ImAFM、Peakforce QNM、nanoDMA、DC-EFM、AC-EFM、nanoDS、τ mapping、KPFM、open-loop KPFM、PFM、nanoISPD等技术在界面研究中的应用。作为一种正在兴起的研究策略,本部分详细介绍了这一策略中样品的制备方式和具体测试方案。在这一部分的最后,总结了将扫描探针技术应用于界面探测中面临的探测理论可靠性和空间分辨能力问题,指出了在采用这一策略进行界面研究时,应该重点关注样品的形貌、测试环境、信号的来源与扫描探针显微镜对界面的分辨能力等关键问题。 图3基于扫描探针显微镜的界面电荷传输特性研究   第三类策略基于模型聚合物。该策略的基础是认为不同形式的界面具有相似性,因此可以在更简单的界面模型体系中进行界面的实验研究。该策略实际采用的体系一般是具有更稳定和更大比例界面相的特殊样品(例如平板上的纳米薄膜),这将大大简化分析过程。该策略主要根据研究界面化学键、官能团、分子链取向、密度、厚度、结晶相、分子动态过程的具体需求,将成熟的测试技术微调后应用到模型样品中。这一策略是一类已被广泛用于高分子物理领域的界面研究策略,将有助于理解介电聚合物纳米复合材料中的界面问题,作者在该部分最后总结了使用这类策略研究界面时不应忽视的表面效应和尺寸效应等问题。 图4基于一维模型聚合物的界面结构特性研究 图5三种实验策略的总结与比较   在全文的最后,作者从多个方面总结和比较了上述三类实验策略(图5),并指出它们的优缺点、关键问题以及有待建立的实验方案。此外,文章对现有实验策略的挑战进行了分析,并对未来的界面研究提出了建议。   本文旨在为来自不同领域的界面研究者搭建沟通的桥梁,打破研究的壁垒,从而突破对介电聚合物纳米复合材料中界面的认知,并最终促进在介观甚至微观尺度设计和开发高性能介电聚合物纳米复合材料。成果以“Polymer Nanocomposite Dielectrics: Understanding the Matrix/Particle Interface”为题发表在《ACS Nano》(DOI: 10.1021/acsnano.2c07404)。论文第一作者是清华大学2018级博士生王少杰,通讯作者为清华大学李琦副教授和何金良教授。该工作得到了国家优青项目和创新研究群体项目的支持。   论文链接:https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.2c07404

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清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术

研究背景 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图1 聚合物电介质的主要应用领域 在众多聚合物中,例如,低密度聚乙烯(LDPE)、交联聚乙烯(XLPE)、聚丙烯(PP)和聚酰亚胺(PI)等聚合物具有高击穿强度、高电阻率、重量轻、制造成本低等优势,在电能存储、印刷电以及柔性可穿戴电子等领域有广泛的应用。电子电气设备的故障通常发生在承受强电场和高电位的电介质或绝缘元器件中。尽管气体或液体材料在电损伤后具有高度的可自愈合性,特别是,一些半液态半固态硅凝胶表现出自愈行为。通常人们认为,聚合物中的电损伤长期以来被认为是永久性缺陷,但快速增长的电力和电子产品需求和消费都要求高介电聚合物具有高可靠性和长寿命。因此,具有自愈功能的柔性电介质正成为一个新兴的研究领域,并引起研究者们的广泛关注。 成果简介 近日, 清华大学何金良教授、李琦副教授 等在聚合物基电介质自愈合方面进行综述和展望。本研究首先系统地介绍了具有自修复特性聚合物电介质的合成、关键技术以及最新进展。在此基础上,作者详细分析了采用机械损伤修复方法实现聚合物电介质在电损伤修复中的可行性、修复机理。此外,作者还重点介绍了近些年出现的聚合物电介质电损伤的自愈方法,提出了开发新型自修复介质聚合物的关键机制。最后,作者对自修复聚合物电介质材料的未来应用方向进行了展望。 该工作以标题“ Self-Healing of Electrical Damage in Polymers ” 发表于国际顶级学术期刊 Advanced Science 上。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图文详解 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图2 聚合物电介质的电树枝损伤 电树枝主要是由于电介质材料的内部缺陷所引发。在高电场下,空间电荷注入电介质中,加速电树枝的形成,并从电介质材料的缺陷区域开始发展。在初始阶段之后,电树枝的生长过程通常缓慢发展,并呈现间歇性的、逐步的生长趋势。最后进入一个相对缓慢的传播期,并伴随着树枝的分裂。值得注意的是,分支通道的形成削弱了树梢的局部电场,并可能导致电树枝的生长停止。但在电树枝持续发展阶段,当最前端的树枝接近相反的电极时,电树枝的生长速度加快。最后,在失控阶段,加速的增长的电树枝变成灾难性的崩溃,形成了一个微米到毫米级的通孔。实际上,电树枝是涉及多尺度的损伤,在树枝末端含有微尺度裂缝和纳米级空隙,所以,作者认为自愈合的尺度应该涵盖从纳米到毫米的范围。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图3 非本征自修复聚合物电介质的早期研究和应用前景 对于外源性自愈方法,当材料基体因损伤而破裂时,嵌入聚合物基质中的液体修复剂通过毛细管效应释放到受损区域,然后在金属催化剂作用下使其聚合。然而,电树通道通常非常细(纳米级到几微米直径),并且在其生长之前具有有限的分支长度(低于或毫米级)进入不受控制阶段,因此电树枝裂缝与催化剂结合的机会很低,与机械裂缝的愈合相比,产生的有效愈合效率要低得多。此外,加入含金属催化剂会降低介电聚合物的绝缘性能,带来额外的绝缘缺陷,并增加出现电树枝的可能性。利用可在外部刺激下或与其他反应物接触后固化的愈合剂,开发了各种无催化剂的单组分外部自愈系统,为开发无催化剂自愈性介电聚合物提供了参考。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图4 本征自修复聚合物电介质的早期研究和应用前景 本征自修复材料通常可以在有/无外部能量输入(如热、光和电磁场)的情况下实现分子水平和微尺度的愈合。动态自愈材料可以在没有外部刺激的情况下自动修复损伤,而可逆和不可逆共价键合自愈网络通常需要外部能量来引发愈合的化学反应。对于容易电离并在高电场下产生高泄漏电流的离子和金属配体相互作用网络,可能的低压情形下有广泛应用,包括柔性电子学、水凝胶离子电子学、软机器人、有机场效应晶体管等。另外,还有将金属-配体配位作为交联位点引入到PDMS介质中,赋予聚合物在环境条件下的快速自愈能力。一般来说,大多数本征自愈热塑性塑料只能修复玻璃化转变温度(T g )以上的损伤,使得聚合物链能够流入裂纹区域并重建网络。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图5 热固性树脂电树枝损伤的微胶囊原位自愈合 基于植入式愈合剂的自愈方法可以修复电树生长阶段的微尺度损伤。为了消除催化剂对绝缘性能的不利影响,Gao等人设计了一种无催化剂微胶囊自愈方法,利用电树枝过程产生的原位电致发光(UV光发射)来触发愈合剂的固化。为了尽量减少液体愈合剂对聚合物基体电绝缘性能的不利影响,复合材料设计了介电不均匀性,它引导电树枝向最近的微胶囊传播,并使愈合剂的添加量相对较低。此外,将SiO 2 纳米粒子与固化剂混合,以减少微胶囊对电绝缘性能的负面影响,使自修复复合材料保持了原始环氧聚合物的90%左右的介电击穿强度。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图6 介电薄膜击穿的自愈性 “自愈”薄膜电容器电介质具有耐受电击穿的能力。“电介质自我修复”通常被称为“自我修复”的“电介质损伤”,各种超薄单分子膜(厚度为几纳米)和薄膜聚合物(厚度小于数十微米)可以自动修复有或无可逆键的击穿点。以离子交联自愈网络为例,薄膜的击穿孔非常小(小于10 μm),离子部分能够流入孔中并在高温下愈合材料。据报道,一种介电弹性体能够通过分子间的静电相互作用下修复510 μm厚的巯基乙酸甲酯改性丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物薄膜中的电击穿孔。 新知达人, 清华何金良&李琦Advanced Science:电介质的“起死回生”之术 图7 自愈合体系的概念设计 自Tanaka发现“体积相变”现象(凝胶因环境变化而发生体积可逆变化)后,凝胶材料引起了广泛的研究兴趣。一些聚合物凝胶可以在外界刺激下引起弯曲运动和溶胀扩张变化,包括温度、光照、电场、磁场变化等。在这一概念设计中,刺激反应性聚合物可作为外壳材料来组成智能微胶囊系统。智能微胶囊可以响应局部放电的电场畸变、磁场和紫外线辐射,然后主动释放嵌入的愈合剂/增强剂,修复/强化受损区域。除了自我修复外,多应力耦合刺激响应策略可用于触发智能绝缘复合材料系统,以实现自修复、自适应强化和其他功能,这为电子和能源应用中的智能聚合物电介质设计创造了条件。 总结展望 介电聚合物电损伤自修复作为一个新兴的领域,它与传统的电介质和绝缘材料研究有很大的不同,并使自愈概念从机械断裂扩展到聚合物电损伤。电介质的可靠性和电学性能的可持续性大大提高了电介质的电学性能,为电介质的可持续发展和电学性能的全面恢复提供了思路。 文献信息 Self-Healing of Electrical Damage in Polymers, Advanced Science , https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202002131

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清华大学何金良教授一行到访我司进行技术交流,共同探讨能源互联网技术创新

2020年9月19日,清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长何金良教授、清华大学电机系胡军教授、清华大学四川能源互联网研究院欧阳勇博士一行到访我司进行参观和技术交流。我司中能电气集团董事长陈添旭先生、福建中能GIS及电缆附件事业部总经理翟鹏飞先生、福建中能电缆附件事业部副总经理方建勇、中能汉斯技术总监严澍先生及相关技术人员参与了此次接待与技术交流。 期间清华大学的何金良教授一行参观了我司各产品的生产线,与我司就能源互联网发展、传感器技术创新及双方合作进行了深入细致地探讨、互动和交流。 经过双方交流,欧阳勇教授对无线测温传感器系列产品、企业的高效生产管理、产品工艺的技术创新给予高度评价及赞扬,并对双方合作前景充满信心。 此次技术交流,我司与清华大学就智能传感器应用和新材料发展确定双方合作战略方向和内容。未来,我司将一如既往地坚持走“科技兴业”的发展道路,加强与各高校的科研技术交流与合作,充分利用双方各自的优势,加快科研成果的转化与应用,提高公司科研实力与创新能

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清华电机系学术委员会主任委员何金良当选意大利科学院院士 任中天科技董事

据清华电机消息,2022年10月25日,意大利博洛尼亚科学院(Academy of Sciences of the Institute of Bologna)沃特尔·忒格院长向清华大学电机系何金良教授发来贺信:“在2022 年10月11日举行的博洛尼亚科学院全体院士大会上一致同意你为自然科学类外籍通讯院士(Foreign Corresponding Academician),我相信你被科学界所熟知和赞赏的学术成就和才能将有助于提高我们这一古老学术协会所倡议的质量。” 意大利博洛尼亚科学院院士分为自然科学和人文科学两大类,自然科学类包括数学、物理、化学及地理学部,工程科学学部,生命科学学部和医学科学学部。何金良教授是该科学院历史上首位自然科学类中国籍院士。2022年博洛尼亚科学院共增选了三位外籍院士,另外两位是著名城市建筑和设计专家、美国麻省理工学院(MIT)卡洛·拉蒂教授,以及著名哲学家、法国弗朗索瓦·拉伯雷大学玛丽亚尼·齐尼·福斯卡教授。 博洛尼亚是“大学”的发源地。博洛尼亚科学院成立于1690年,其历史跨越了三个多世纪。阿尔伯特·爱因斯坦、玛丽·居里等国际著名学者都是博洛尼亚科学院外籍院士。二十世纪二十年代,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院曾一度被合并为意大利皇家科学院,1943年解散,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院作为意大利的“两院”并立。 电能革新/命号了解到,何金良为中天科技董事。中天科技是光电缆和储能等新能源的领先供应商。 2022年10月28日,中天科技收盘市值为754亿元,2022 年上半年实现营业收入200.42 亿元,归属上市公司股东的净利润 18.24 亿元,同比增长 628.62%。 何金良1966年出生,博士。1984年在武汉水利电力学院(现为武汉大学)获学士学位,1990年在重庆大学获硕士学位,1994年在清华大学获博士学位,2001年提升为教授,现为清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长,博士生导师。曾在韩国电气研究院、美国斯坦福大学作为客座教授工作。主要从事先进电能传输技术、信息感知及大数据、纳米电介质材料及制备等领域的研究。先后入选国家杰出青年基金,教育部长江学者特聘教授,科技部973项目首席科学家,享受政府特殊津贴专家。入选美国电气电子工程师协会会士(IEEE Fellow)、英国工程技术协会会士(IET Fellow)、国际高功率电磁会士(HPEM Fellow)、中国电机工程学会会士。荣获国家科技进步二等奖2项,国家发明家1项,省部级科学技术奖15项,国际个人奖励8项,包括IEEE Herman Halperin奖、IEEE技术成就奖、日本第6届星野奖、欧洲Rudolf Heinrich Golde奖、亚太电磁兼容国际会议大会奖、亚太雷电国际会议杰出贡献奖等,发表代表性论文500余篇,中英文著作7部,授权发明专利100余项,荣获世界知识产权组织“最佳发明奖”。何金良教授先后担任上海证券交易所第一届科技创新咨询委员会委员、全国雷电防护标委会副主任、主任,北京市电机工程学会高压专委会主任,中国电机工程学会输电线路专委会副主任及高电压专委会副主任、国家环保部核安全与环境专家委员会委员、全国避雷器标准化技术委员会委员等职务。他是亚太雷电国际会议(国际组织)主席、雷电防护国际会议(国际组织)科学委员会委员。2019年6月至今任江苏中天科技股份有限公司董事。 2022年5月18日,清华电机系召开线上正高职称教师代表大会,来自教研系列、研究系列、教学系列及未入系列的32位教师对任期届满的学术委员会进行换届改选。经投票选举产生了15位新一届电机系学术委员会委员(按姓氏笔画排序):于歆杰、卢强、闵勇、肖曦、何金良、李永东、陆超、赵争鸣、郭庆来、袁建生、康重庆、梁曦东、梅生伟、韩英铎、董新洲。经过新一届电机系学术委员会第一次会议讨论并投票,选举产生学术委员会主任委员何金良、副主任委员于歆杰、秘书陆超。 据电能革新/命号了解,1966年1月出生的何金良教授主要从事交直流输变电技术、电磁环境与电磁兼容技术、电介质材料技术等领域的教学和研究工作。在线路避雷器、电力系统接地技术、电力系统雷电防护技术等方面取得了许多国际上有影响的研究成果。近几年来的研究重点是高性能压敏电阻器件、雷电防护技术和特高压输变电关键技术。 在清华电机系公布的11个科研团队中,何金良任负责人的为先进电磁材料及系统团队。 先进电磁材料及系统科研团队愿景是面向智能电网及能源互联网,开展关键材料基础研究,实现核心设备及全景信息感知系统的技术突破,构建技术先进、安全可靠的智能电网及能源互联网;同时带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业;最终构建国际化的电磁材料与系统研究中心。 先进电磁材料及系统科研团队的主要研究方向包括:纳米电介质材料及装备;半导体开断器件及装置;电磁传感材料、传感器网络、大数据挖掘。近三年的目标是通过材料的突破,实现高压直流电网关键设备创新性技术和能源互联网全景信息实时监测技术,将重点解决直流电网建设中急需解决的直流电缆及直流断路器两大关键问题,同时在能源互联网急需解决的传感器、储能及能量转换两大关键问题上取得阶段突破。 先进电磁材料及系统科研团队对负责人何金良的简单介绍为:教研系列,教授,IEEEFellow,杰青,主要研究方向为纳米电介质材料及装备、电磁传感网络及信息感知。先进电磁材料及系统科研团队主要成员有:曾嵘、党智敏、胡军、余占清、庄池杰、李琦。

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何金良任清华电机系学术委员会主委 担626亿中天科技董事不取酬

​​2022年5月30日是中国第六个“全国科技工作者日”,电能革新/命号向全国电能技术创新的科技工作者致敬! 5月30日,在2022年全国科技工作者日主场活动上,由中国电机工程学会组织编写的中国科协“双碳”系列丛书之一——《新型电力系统导论》正式发布。《新型电力系统导论》由中国工程院院士、中国华能集团有限公司党组书记、董事长,国际电工委员会主席,中国电机工程学会理事长舒印彪担任主编,清华大学电机工程与应用电子技术系(清华电机系)主任康重庆担任执行主编。电能革新/命号在此特向舒印彪院士和康重庆主任致敬!谢谢他们为中国的新型电力系统建设提供及时的好图书,为人才的培养提供了权威精神食粮。 电能革新/命号主编肖吉德在此还想向广大电能领域的关注者介绍一位电能技术创新高水平专家,就是清华电机系新任学术委员会主任委员何金良。 2022年5月18日,清华电机系召开线上正高职称教师代表大会,来自教研系列、研究系列、教学系列及未入系列的32位教师对任期届满的学术委员会进行换届改选。经投票选举产生了15位新一届电机系学术委员会委员(按姓氏笔画排序):于歆杰、卢强、闵勇、肖曦、何金良、李永东、陆超、赵争鸣、郭庆来、袁建生、康重庆、梁曦东、梅生伟、韩英铎、董新洲。经过新一届电机系学术委员会第一次会议讨论并投票,选举产生学术委员会主任委员何金良、副主任委员于歆杰、秘书陆超。 图片 据电能革新/命号了解,1966年1月出生的何金良教授主要从事交直流输变电技术、电磁环境与电磁兼容技术、电介质材料技术等领域的教学和研究工作。在线路避雷器、电力系统接地技术、电力系统雷电防护技术等方面取得了许多国际上有影响的研究成果。近几年来的研究重点是高性能压敏电阻器件、雷电防护技术和特高压输变电关键技术。 在清华电机系公布的11个科研团队中,何金良任负责人的为先进电磁材料及系统团队。 先进电磁材料及系统科研团队愿景是面向智能电网及能源互联网,开展关键材料基础研究,实现核心设备及全景信息感知系统的技术突破,构建技术先进、安全可靠的智能电网及能源互联网;同时带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业;最终构建国际化的电磁材料与系统研究中心。 先进电磁材料及系统科研团队的主要研究方向包括:纳米电介质材料及装备;半导体开断器件及装置;电磁传感材料、传感器网络、大数据挖掘。近三年的目标是通过材料的突破,实现高压直流电网关键设备创新性技术和能源互联网全景信息实时监测技术,将重点解决直流电网建设中急需解决的直流电缆及直流断路器两大关键问题,同时在能源互联网急需解决的传感器、储能及能量转换两大关键问题上取得阶段突破。 先进电磁材料及系统科研团队对负责人何金良的简单介绍为:教研系列,教授,IEEEFellow,杰青,主要研究方向为纳米电介质材料及装备、电磁传感网络及信息感知。先进电磁材料及系统科研团队主要成员有:曾嵘、党智敏、胡军、余占清、庄池杰、李琦。 从上面介绍可看出,清华电机系先进电磁材料及系统科研团队将为新型电力系统的创新做出核心贡献。 清华电机系先进电磁材料及系统科研团队任务中有带动国内企业的技术升级,实现弯道超越国际知名企业。何金良在这方面有行动,出任中天科技董事。 据中天科技2021年报,何金良1994年在清华大学获博士学位,2001年提升为教授,现为清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长,博士生导师。曾在韩国电气研究所作为访问科学家、美国斯坦福大学作为客座教授工作。主要从事先进电能传输技术、雷电防护技术、传感网络及大数据、纳米电介质材料及系统等领域的研究。先后入选国家杰出青年基金,教育部长江学者特聘教授,科技部973项目首席科学家,享受政府特殊津贴专家。入选美国电气电子工程师协会会士(IEEEFellow)、英国工程技术协会会士(IETFellow)、国际高功率电磁会士(HPEMFellow)。先后担任上海证券交易所第一届科技创新咨询委员会委员、全国雷电防护标委会主任,北京市电机工程学会高压专委会主任,中国电机工程学会输电线路专委会副主任及高电压专委会副主任、国家环保部核安全与环境专家委员会委员、全国电磁兼容标准化技术委员会大功率暂态现象分技术委员会副主任、全国避雷器标准化技术委员会委员等职务。他是亚太雷电国际会议(国际组织)主席、雷电防护国际会议(国际组织)科学委员会委员。2019年6月至今任中天科技董事。 电能革新/命号补充一些信息。何金良1988年毕业于武汉水利电力学院电力工程系高电压技术与设备专业,1991年1月在重庆大学电气工程学院获工学硕士学位。2021年4月23日,入选中国工程院2021年院士增选有效候选人名单,6月2日,进入第二轮评审候选人名单。何金良2021年在中国科技内获得的税前报酬总额为0元。何金良的籍贯不明。 图片 何金良担任董事的中天科技专注于在绿色能源、通信网络等领域为客户创造价值,争当“双碳”超长赛道主力军,进一步践行“光电网联美好生活”的使命。何金出任董事时的2019年6月中天科技开盘价为8.64元,2022年5月31日收盘价为18.35元,涨幅惊人。5月31日,中天科技收盘市值为626亿元,而在过去较长时间市值高于中天科技的江苏另一家直接竞争的企业亨通光电5月31日收盘市值为290亿元,亨通光电曾经收购了华为海洋业务。 中天科技市值的真正上升是在2021年8月以来,626亿元的市值在电能技术领域也是处在较前列的。中国领先的输配电供应商中国西电、许继电气市值都在250亿元以下,平高电气市值才104亿元。 图片 何金良在2021年以通讯方式亲自参加中天科技全部的董事会9次,为中天科技做出的贡献应该不会小,但他从中天科技获得的报酬为0元。电能革新/命号特想评估何金良2019年6月来为中天科技的发展做出的贡献,但这个任务实在没能力完成,请电能界的朋友们发表自己的高见。

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清华大学李琦/何金良等《Nano Lett.》:基于超低含量纳米线掺杂的电场自适应介电高分子复合材料

目前先进电子材料的一大发展趋势是与人体的深度融合以实现高效便捷的信息交互与即时准确的体征监测,因此电子材料在人类所处复杂电磁环境中的可靠性尤为重要。静电效应是复杂电磁环境中常见的物理现象,电子材料在静电作用下发生异常放电甚至绝缘失效可能危害人体健康。即使对于常规电子器件或材料而言,静电放电问题也尤为严峻:全球电子器件产业每年因静电损坏器件造成的经济损失数以亿计。传统的静电保护方法主要基于电路中少量防护元件或具有高电导的封装材料,无法实现电子器件全面有效的静电防护。 针对上述问题,清华大学李琦、何金良等报道了一种基于超低含量纳米线掺杂的新型电场自适应介电高分子复合材料,能够在低于0.5 vol%的超低填料掺杂比例下达成优异的非线性电导和介电特性,以实现电场自适应调控。该复合材料在正常工作电场下可维持高绝缘性能与低介电常数(与高分子基体相近),因而不影响电子材料的信号传输与响应特性;当外电场超过材料阈值电场时,其电导率能迅速提升3个数量级(非线性系数高于15)且介电常数提升4倍以上,从而实现异常电应力(强电场或电荷累积)的高效泄放。同时,材料透光度在可见光波段可达75%以上,不会影响电子器件的显示功能。这与传统基于氧化锌微球的非线性介电复合材料截然不同:传统材料掺杂比例需在30%以上才能达成较好的非线性特性,导致材料整体不透光且介电常数较高,将严重影响电子材料的显示与通讯等功能。 图片 这类超低掺杂含量电场自适应介电高分子复合材料的实现得益于新型“hand-in-hand”双肖特基势垒结构的构筑。利用该原理,设计制备了高长径比ZnO@Bi2O3/CoxOy核壳结构纳米线;配合电场诱导作用下纳米线在高分子材料基体内取向排布,实现了超低掺杂比。该“hand-in-hand”双肖特基势垒结构与传统非线性电介质材料的“back-to-back”势垒结构具有不同的物理机制,使得材料阈值电场可调范围更广,因而对于不同电子器件具有更好的适应性。ZnO纳米线的新型双肖特基势垒结构及其非线性电导原理如图1所示。传统ZnO非线性陶瓷材料中,偏析在晶界处的铋、锰、钴等金属离子在晶界处引入界面能级,因而形成“back-to-back”双肖特基势垒结构,其在晶界偏压及界面能级填充的共同作用下两侧本征势垒高度同时降低,使得跨越势垒运动的载流子电导电流增高,从而形成非线性电导行为,如图1(a)-(d)所示。而研究团队首次通过在ZnO纳米线上包覆Bi2O3、CoxOy等氧化物,从而在核壳结构界面处由于晶面位错等原因引入界面能级,所形成的能带结构如图1(j)(k)所示,这一新型势垒结构可称为“hand-in-hand”双肖特基势垒结构。这一新型势垒结构的两侧势垒高度由各自界面能级及偏压分别调控,因此其同样具有非线性介电特性,同时阈值电压比传统肖特基势垒结构更高。 图片 研究团队采用微探针测量技术直接对所得ZnO纳米线的非线性介电性能进行了测量表征,如图2所示。测试发现纳米线在轴向、径向以及不同电压极性下均具有优异稳定的非线性特性,证明在纳米线表面成功构建了稳定的双肖特基势垒结构,同时测量纳米线的晶界电容-偏压曲线能够定量获得所形成的本征势垒高度。另外,通过控制纳米线表面氧化物层的包覆厚度,也能够对其表面势垒高度(0.7~1.2 eV)以及阈值电场实现调控,使纳米线的非线性性能满足设计需求。 图片 研究采用电场诱导法制备得到了基于ZnO纳米线的高分子复合材料(基体为PDMS)。由于纳米线自身具有较高纵横比,同时电场诱导法能够使其在高分子材料基体中沿电场线排列,因此0.5 vol%掺杂含量的ZnO纳米线即可在复合物中形成稳定搭接,如图3(a)(b)所示。这一纳米线搭接结构使复合材料整体具有类似于单根纳米线的非线性介电性能。图3(c)(d)中所示高分子材料在阈值电场以下的电导率与介电常数均较低,表示其具有良好的绝缘特性;而在阈值电场之上材料电导率及介电常数陡增,这一开关特性使材料具有优异的电应力释放功能。同时材料中超低的填料掺杂使其具有高透明度,在可见光波段透光率可达75%以上。 图片 最后,研究在OLED显示器件上验证了该高分子材料的电场自适应介电功能。在无保护或普通绝缘材料保护下,静电枪产生的电弧放电将使大量电荷传导至OLED芯片中造成损坏,如图4所示。而在电场自适应高分子材料的保护下,由于材料能够在放电瞬间自动产生高电导及介电常数而释放电应力,使得电荷可沿所设计的接地路径泄放,从而起到了有效的防护作用。 研究不仅实现了电场自适应介电高分子材料性能的突破,还为功能高分子材料的原理及应用发展提供了新的思路:通过表面改性等方式可以将无机晶体材料的功能特性移植到低维纳米材料上,而将纳米材料与高分子基体复合可获得具有超低填料掺杂的功能高分子材料,从而使聚合物材料能够在维持自身基体性能(柔性、透光性、绝缘性能等)的同时获得优异稳定的目标功能。 相关研究成果以“A Dielectric Polymer/Metal Oxide Nanowire Composite for Self-Adaptive Charge Release”为题发表在《Nano Letters》。论文共同第一作者是清华大学博士毕业生杨霄(现任职于华北电力大学)与清华大学胡军副教授,通讯作者为清华大学李琦副教授和何金良教授。该工作得到了国家重点研发计划与国家自然科学基金的支持。 论文链接: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.2c00887

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清华大学李琦副教授、何金良教授等《Nat. Commun.》:首次研制成功200摄氏度高效介电储能薄膜

8月6日,清华大学电机系李琦副教授、何金良教授等在《自然·通讯》(Nature Communications)期刊上发表了题为“基于聚合物-分子半导体全有机复合材料的高温电容薄膜”(Polymer/molecular semiconductor all-organic composites for high-temperature dielectric energy storage)的研究论文,首次研制出200摄氏度高效介电储能的全有机复合薄膜。这类全有机复合介电材料在200摄氏度高温条件下的介电储能性能不仅远超过目前最好的高温聚合物及聚合物纳米复合介电材料,并接近商业化聚合物电容薄膜室温下性能;在大幅提升高温介电储能特性的同时还实现了大面积、性能均匀的薄膜制备,为实现薄膜电容器在200摄氏度严酷温度环境下应用提供了可能。 聚合物薄膜电容器具有介电强度高、能量损耗低以及自愈性好等优点,在全球工业电容器市场占有率超过其它类型电容产品。然而,聚合物介电材料的绝缘性能对温度极其敏感,在高温、高电场作用下泄漏电流呈指数上升、放电效率急剧下降,最终造成电容器过热损坏。目前主流商业薄膜电容器仅在105摄氏度以下工作,长期工作温度低于70摄氏度。另一方面,随着电子器件和电力、能源设备功率不断增大以及对小型化和紧凑型功率模块的持续追求,电子材料的工作温度要求快速提高,薄膜电容器介电材料已成为高温电子器件和设备的技术瓶颈。 图片 a:聚合物-分子半导体复合体系能级与电荷转移示意图 b:分子半导体静电势分布 c:电极/聚合物界面表面电势分布 该论文采用了一种与前期方法截然不同的技术路线——利用有机光伏中电子受体材料的强得电子能力,实现了在高温聚合物中构筑深电荷陷阱。这种有机分子半导体型的电子受体材料具有极高的电子亲和能,被广泛应用于有机光伏中激子在异质结界面高效分离。它们可通过其表面静电势分布的极不均匀特性,对自由电子产生强束缚作用。通过向耐热聚合物中掺杂极少量高电子亲和能有机分子半导体制备了全有机复合高温介电材料。这类材料在200摄氏度和200kV/mm电场条件下,电阻率比高温聚合物提升两个数量级以上;200摄氏度、放电效率90%以上的能量密度是目前最好的聚合物高温介电材料的2.3倍。此外,全有机复合体系解决了传统有机-无机复合体系中高表面能粒子分散不均和引入界面缺陷等问题,在薄膜品质和规模化制备等方面具有显著优势。 图片 a:聚合物-分子半导体全有机复合介电薄膜 b:全有机复合介电材料(PEI/DPDI、PEI/PCBM、PEI/ITIC)高温储能特性远优于传统高温介电聚合物(PEI) c:高温高场下全有机复合介电薄膜长期工作循环性能 论文第一作者为清华大学电机系博士后袁超,通讯作者为电机系李琦副教授和何金良教授。该研究得到了国家自然科学基金优秀青年基金和创新研究群体项目的资助。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41467-020-17760-x

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清华大学何金良教授、李琦副教授提出利用超顺磁纳米颗粒实现聚合物电损伤自修复的方法

2018年12月31日,清华大学电机系何金良教授、李琦副教授及合作者在《自然•纳米技术》(Nature Nanotechnology,影响因子37.49)杂志上在线发表了题为《利用超顺磁纳米颗粒实现聚合物电损伤自修复》(Self-healing of electrical damage in polymers using superparamagnetic nanoparticles)的研究论文。该论文提出了在固态绝缘材料中实现电损伤自修复的方法,首次实现了绝缘材料在遭受电树破坏后电树通道的自愈合与绝缘性能的自恢复,同时保持材料的基础电气性能不受影响。该自修复策略广泛适用于聚烯烃等热塑性聚合物绝缘材料,为大幅提升电力电缆等电力装备及电子设备的使用寿命和可靠性提供了全新的方法。 近年来,随着全球能源互联网和特高压输电技术的迅速发展,电网电压等级逐渐提高,电网规模日益扩大。为了维持输电网络在载荷不断提升的状态下稳定运行,需要不断提升电气设备在极端工作条件下的可靠性和使用寿命。电气设备特别是高压电力装置的运行寿命,往往取决于绝缘组件的使用寿命,绝缘介质在长期运行过程中形成的电树缺陷是其发生绝缘破坏的主要原因。长期以来,固体绝缘材料的电树缺陷被认为是不可逆转的永久损伤,针对电树枝老化的研究主要是通过添加电压稳定剂、电树阻挡剂等延缓电树发展。然而绝缘材料的电树老化难以避免,电树缺陷一旦形成将大大降低绝缘寿命,甚至产生设备的永久破坏。 图片 电树靶向追踪和修复机制示意图 为了获得兼具电损伤修复功能和高介电强度的绝缘材料,该研究团队以聚烯烃电缆绝缘材料为基材,利用纳米颗粒在聚合物中的熵耗散迁移行为,结合超顺磁纳米颗粒的磁热效应,实现了热塑性绝缘材料的电树损伤靶向重复修复。通过基于高斯链模型的分子动力学模拟和微观实验表征,验证了电树损伤修复过程中纳米颗粒的迁移、扩散行为。泄漏电流和局部放电测试表明,该自修复方法能够使产生电树损伤的聚烯烃绝缘材料的电气绝缘性能得到完全恢复,并在多次修复中保持和纯聚烯烃绝缘相同的水平。该缺陷修复机制使用极低的超顺磁纳米颗粒填充量(0.1 vol.%以下)便可以实现,因此能够将自修复绝缘材料的电气击穿强度维持在基材的94%以上(如490 kV/mm),满足超特高压电缆输电等电力能源领域的应用需求。另外,针对电力电子器件、电动汽车无线充电装置等电气设备,该方法也有望在这些领域实现绝缘材料损伤的带电自修复和在线维护。 图片 电树枝损伤靶向追踪和修复行为的微观表征电气绝缘性能恢复 该论文的第一作者为清华大学电机系2014级博士生杨洋,通讯作者为电机系何金良教授、李琦副教授以及美国宾夕法尼亚州立大学王庆教授。合作者还包括清华大学电机系高雷博士、胡军副教授、曾嵘教授,美国斯坦福大学秦健助理教授、王善祥教授。该研究获得国家重点基础研究发展计划项目2014CB239500的资助,何金良教授为项目首席科学家。 论文链接: https://www.nature.com/articles/s41565-018-0327-4

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清华大学李琦副教授、何金良教授:一种显著提高聚合物电介质高温储能特性的通用化、高通量、环境友好的制备方法

10月3日,清华大学电机系李琦副教授、何金良教授及合作者在《先进材料》(Advanced Materials)期刊上发表了题为《一种显著提高聚合物电介质高温储能特性的通用化、高通量、环境友好的制备方法》(A Scalable, High-Throughput and Environmentally Benign Approach to Polymer Dielectrics Exhibiting Significantly Improved Capacitive Performance at High Temperatures)的研究论文。该论文提出了一种可规模化的高温聚合物电容器薄膜制备方法,可大幅提高聚合物电容器薄膜在高温下的介电储能特性,有望与现有聚合物电容器薄膜制备生产线相结合实现产业化,解决电容器在电力电子、航空航天和电动汽车电控系统中面临的过热损坏难题。 电介质电容器具有极快的充放电效率和超高的功率密度,是一类极其重要的功率型储能器件,在电网调频、电磁武器、电力电子变换器、新能源汽车以及脉冲功率系统中发挥着关键作用。然而以聚合物电介质材料为主体的薄膜电容器热稳定性差,无法在高温环境下稳定工作。尤其在高电场作用下,温度升高会导致聚合物电介质内部泄漏电流呈指数上升趋势,造成充放电效率及储能密度急剧下降,无法满足应用需求。更严重的是,泄漏电流转变成焦耳热,使电容器温度持续上升,最终损坏。长期以来,国内外学者主要通过纳米掺杂来提升电容薄膜的高温介电储能性能,但目前无法实现规模化制备及应用。工业界的解决方法是引入冷却系统将工作环境温度降至电介质材料最高使用温度以下。例如,丰田普锐斯混合动力汽车电控系统使用冷却系统将环境温度从120-140摄氏度降至70-80摄氏度。然而,冷却系统的存在无疑会增加动力系统的质量和体积,降低燃料使用效率。 图片 高温电容器聚合物电介质薄膜规模化处理的工艺方法示意图 为解决上述问题,课题组提出采用等离子体增强化学气相沉积技术在聚合物薄膜表面快速沉积具有宽能带隙的纳米绝缘层,以提高电极/介质界面处的电荷注入势垒,从而抑制聚合物电介质薄膜在高温下的泄漏电流,大幅提高了聚合物电介质薄膜在高温、高电场下的储能特性。该方法能够实现在大气压条件下快速沉积,具备连续处理的能力;其室温沉积特性使得该方法直接适用于任意聚合物介质薄膜。通过引入卷对卷薄膜加工技术和动态沉积,可实现规模化、连续化生产。该方法具有无污染、简便、高效、低成本等特点,并且可与现有聚合物电容器薄膜生产线相兼容。目前课题组已在该技术领域申请多项国内专利和PCT专利,并正与相关企业联合进行产业化开发。 图片 薄膜沉积区照片、电介质薄膜表面纳米绝缘层断面扫描电镜图和薄膜高温介电储能特性 近年来,李琦副教授专注于先进电介质材料的基础研究和产业化开发,在材料结构设计和加工方法等领域取得了多项重要成果。相关工作发表在《自然》(Nature)、《美国科学院院刊》(PNAS)、《先进材料》(Advanced Materials)、《材料研究年度评述》(Annual Review of Materials Research)等期刊上。 该论文第一作者为清华大学电机系2014级博士生周垚,通讯作者为清华大学电机系李琦副教授、何金良教授以及美国宾夕法尼亚州立大学王庆教授,合作者还包括清华大学电机系曾嵘教授、胡军副教授及中科院电工研究所邵涛教授。该研究成果得到了国家自然基金面上项目和北京市自然基金的支持。 论文链接: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201805672

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清华大学李琦、何金良《ACS Nano》综述:如何认知介电聚合物纳米复合材料的界面

介电聚合物广泛应用于电能存储、传输和转换。随着能源需求的不断增加和新能源技术的迅速发展,要求介电聚合物具有更加优异的电学、热学和力学特性。通过向介电聚合物中掺入纳米尺寸的无机颗粒,可以得到具有卓越综合性能的介电聚合物纳米复合材料。目前,大量研究将这类纳米复合材料特异性能的起源归结为基体和颗粒之间的界面效应,因此,界面微区的结构-性能关系已成为该领域的研究热点。然而,不同领域的研究人员对界面问题采取的研究策略、表征方法存在较大差异,得到的研究结论不尽相同,导致对界面的认知程度仍远不能满足新材料的研发需求。 日前,清华大学李琦、何金良等发表综述文章,系统介绍了不同领域针对介电聚合物纳米复合材料中基质/颗粒界面的三类主要研究策略(图1),重点分析了这三类实验策略的独特优势与局限,以及如何联合及合理选择不同研究手段,从而能够更好地认知界面。 图片 图1 界面研究的的三种策略:基于纳米复合材料的体相研究、基于扫描探针显微镜的原位研究和基于模型聚合物的研究 首先,在基于纳米复合材料的体相研究策略中,按照研究界面分子结构、界面分子的动力学过程和电荷输运特性的顺序,介绍了FTIR、XPS、SFG、SAS、TGA、PALS、DSC、NMR、NSE、QENS、BDS、DMA、I-V、TSDC、ISPD、PEA等技术在界面研究中的应用。作为最经典的研究策略,这一策略采用了与实际应用中相似的体相复合电介质进行了表征,测量结果也将受到基体和填料等因素的影响,因此,这类方法的关键是从整体信号中提取界面特性的分析过程。在这一部分的最后,作者总结了这一策略的主要挑战,指出了在基于体相纳米复合材料进行界面研究时,需要仔细辨别材料体相特性的变化与界面区域的关系。 图片 图2基于体相纳米复合物的界面分子动力学过程研究 其次,介绍了基于扫描探针显微镜的原位研究策略。该策略是在暴露界面的样品上利用扫描探针显微镜的高空间分辨率和多功能直接检测界面的结构和性能。按照研究界面分子结构、界面的机械特性、界面的极化和电荷积聚特性的顺序,介绍了NanoIR、Nanoindentation、AM-AFM、BE-AFM、ImAFM、Peakforce QNM、nanoDMA、DC-EFM、AC-EFM、nanoDS、τ mapping、KPFM、open-loop KPFM、PFM、nanoISPD等技术在界面研究中的应用。作为一种正在兴起的研究策略,本部分详细介绍了这一策略中样品的制备方式和具体测试方案。在这一部分的最后,总结了将扫描探针技术应用于界面探测中面临的探测理论可靠性和空间分辨能力问题,指出了在采用这一策略进行界面研究时,应该重点关注样品的形貌、测试环境、信号的来源与扫描探针显微镜对界面的分辨能力等关键问题。 图片 图3基于扫描探针显微镜的界面电荷传输特性研究 第三类策略基于模型聚合物。该策略的基础是认为不同形式的界面具有相似性,因此可以在更简单的界面模型体系中进行界面的实验研究。该策略实际采用的体系一般是具有更稳定和更大比例界面相的特殊样品(例如平板上的纳米薄膜),这将大大简化分析过程。该策略主要根据研究界面化学键、官能团、分子链取向、密度、厚度、结晶相、分子动态过程的具体需求,将成熟的测试技术微调后应用到模型样品中。这一策略是一类已被广泛用于高分子物理领域的界面研究策略,将有助于理解介电聚合物纳米复合材料中的界面问题,作者在该部分最后总结了使用这类策略研究界面时不应忽视的表面效应和尺寸效应等问题。 图片 图4基于一维模型聚合物的界面结构特性研究 图片 图5三种实验策略的总结与比较 在全文的最后,作者从多个方面总结和比较了上述三类实验策略(图5),并指出它们的优缺点、关键问题以及有待建立的实验方案。此外,文章对现有实验策略的挑战进行了分析,并对未来的界面研究提出了建议。 本文旨在为来自不同领域的界面研究者搭建沟通的桥梁,打破研究的壁垒,从而突破对介电聚合物纳米复合材料中界面的认知,并最终促进在介观甚至微观尺度设计和开发高性能介电聚合物纳米复合材料。成果以“Polymer Nanocomposite Dielectrics: Understanding the Matrix/Particle Interface”为题发表在《ACS Nano》(DOI: 10.1021/acsnano.2c07404)。论文第一作者是清华大学2018级博士生王少杰,通讯作者为清华大学李琦副教授和何金良教授。该工作得到了国家优青项目和创新研究群体项目的支持。 论文链接: https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsnano.2c07404

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电机系何金良教授当选意大利博洛尼亚科学院外籍通讯院士

2022年10月25日,意大利博洛尼亚科学院(Academy of Sciences of the Institute of Bologna)沃特尔·忒格院长向清华大学电机系何金良教授发来贺信:“在2022 年10月11日举行的博洛尼亚科学院全体院士大会上一致同意你为自然科学类外籍通讯院士(Foreign Corresponding Academician),我相信你被科学界所熟知和赞赏的学术成就和才能将有助于提高我们这一古老学术协会所倡议的质量。” 意大利博洛尼亚科学院院士分为自然科学和人文科学两大类,自然科学类包括数学、物理、化学及地理学部,工程科学学部,生命科学学部和医学科学学部。何金良教授是该科学院历史上首位自然科学类中国籍院士。2022年博洛尼亚科学院共增选了三位外籍院士,另外两位是著名城市建筑和设计专家、美国麻省理工学院(MIT)卡洛·拉蒂教授,以及著名哲学家、法国弗朗索瓦·拉伯雷大学玛丽亚尼·齐尼·福斯卡教授。 博洛尼亚是“大学”的发源地。博洛尼亚科学院成立于1690年,其历史跨越了三个多世纪。阿尔伯特·爱因斯坦、玛丽·居里等国际著名学者都是博洛尼亚科学院外籍院士。二十世纪二十年代,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院曾一度被合并为意大利皇家科学院,1943年解散,博洛尼亚科学院和林赛国家科学院作为意大利的“两院”并立。 相关链接: https://site.unibo.it/accademiascienzebologna/en/members/ii-section-engineering-sciences

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重大人物志——何金良:学术兼职、所获荣誉

学术兼职 1、学术组织任职 亚太雷电国际会议(国际组织)指导委员会,副主席 国际雷电防护会议(国际组织)科学委员会,委员 亚太电磁兼容国际会议(国际组织)指导委员会,委员 IEEE EMC Society Fellow Evaluation Committee,委员 IEEE Fellow Society Technical Council, Evaluator IEEE EMCS Standards and Education Committee, Secretary IEEE EMCS Nomination and Appointment Committee,委员 IEEE Magnetics Society Fellow Nomination Committee,委员 IEC TC81 WGs, 委员 CIGRE C4.26, Convenor CIGRE WGs (C4.23, C4.28, C4,33, C4.37, C4.39, C4.206, C4.410, C4.510, B3.35), 委员 IEEE磁学学会北京分会,主席 国家环保部核安全与环境专家委员会,委员 全国雷电防护标准化技术委员会,主任 全国电磁兼容标准化技术委员会大功率暂态现象分技术委员会,副主任 全国避雷器标准化技术委员会,委员 北京市电机工程学会高压专委会,主任 北京市电机工程学会第八、第九届理事会,理事 中国电机工程学会输电专委会,副主任 中国电机工程学会电磁干扰专委会委员变电站电磁环境学组,副主任 中国电机工程学会高压专委会过电压与绝缘配合学组,副主任 特高压交流输电标准化技术工作委员会委员,委员 中国气象学会雷电防护研究会,常务理事 2、国内外期刊编委 Journal of Lightning Research,Associate Editor IEEE Transactions on Power Delivery,Member of Editor Board IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulations,Associate Editor Electric Power Systems Research, Member of Editor Board CSEE Journal of Power and Energy Systems,IEEE PES Editorial Board Member 雷电防护与标准化,主编 高电压技术,电力建设,重庆大学学报,绝缘材料,电瓷避雷器,编委 3、国际会议任职 2015年IEEE国际磁学大会,主席 2014年雷电防护国际会议,主席 2014 PowerCon, TPC member 2014 TokyoEMC Oversea Member of Organization Committee, Member 2013, 2015 XIII SIPDA International Scientific Committee, Member 2012, 2013, 2015 APEMC, TPC member 2012 CIGRE SC C4 Colloquium International Advisory Committee, Member 2012, 2014 GROUND‘2012 & 5th LPE Scientific Committee, Member 2011年亚太雷电国际会议,主席 2010, 2012, 2014 ICHVE, International Scientific Committee, Member 2010年亚太电磁兼容国际会议,主席 2008, 2009亚洲防雷论坛大会,联合主席 所获荣誉 2021年6月2日,入选中国工程院2021年院士增选进入第二轮评审候选人名单。 2022年10月,经英国INSPEC数据库专家评估,清华大学主办,清华大学出版社出版,清华大学电机系提供学术支撑,何金良教授担任主编的开放获取英文国际学术期刊iEnergy,被全球知名科技期刊数据库INSPEC正式收录。

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重大人物志——何金良:代表作品、出版图书

代表作品 何金良教授主要从事交直流输变电技术、电磁环境与电磁兼容技术、电介质材料技术等领域的教学和研究工作。在线路避雷器、电力系统接地技术、电力系统雷电防护技术等方面取得了许多国际上有影响的研究成果。近几年来的研究重点是高性能压敏电阻器件、雷电防护技术和特高压输变电关键技术。 何金良教授2004年荣获国家杰出青年基金的资助。在研课题主要有十一五科技支撑计划课题、国家自然科学基金重点项目等。研究成果先后获得省部级科技进步奖7次。2007年因其在电能传输系统的雷电防护及接地技术方面的杰出成就被选为国际电气电子工程师协会会士(IEEE Fellow)。2013年获得日本电机工程学会颁发的星野奖。何金良教授共发表各类学术论文200余篇,其中有国际著名刊物论文60余篇,被SCI 收录论文60 篇。合作出版专著2本,教材3本。 出版图书 配电线路雷电防护 作者名称 何金良 作品时间 2013年9月1日 《配电线路雷电防护》是2013年清华大学出版社出版的图书,作者是何金良、曾嵘。 电力系统接地技术 作者名称 何金良 作品时间 2007年2月 电力系统接地技术,ISBN:9787030177612,作者:何金良、曾嵘、等

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重大人物志——何金良:人物概述、人物经历

人物概述: 何金良,现任清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长。曾在重庆大学、清华大学分别获得硕士、博士学位。于电力系统的研究大有成就,七次获得省部级科技进步奖。 2021年4月23日,入选中国工程院2021年院士增选有效候选人名单, 6月2日,进入第二轮评审候选人名单。 人物经历: 何金良教授,男,博士生导师。 1988年毕业于武汉水利电力学院电力工程系高电压技术与设备专业。 1991年1月在重庆大学电气工程学院获工学硕士学位。 1994年3月在清华大学获工学博士学位。 1997年4月~1998年4月在韩国电气研究所作访问科学家。 2014年1月-2015年1月 斯坦福大学电机系,访问教授。 现为清华大学电机系高电压与绝缘技术研究所所长,清华大学电力系统安全与仿真国家重点实验室交直流输变电技术与电磁环境分室主任。 主要的学术兼职有全国雷电防护技术标准化委员会副主任,中国电机工程学会输电专委会委员,中国电机工程学会电磁干扰专委会变电站电磁环境学组副主任,中国电机工程学会高压专委会过电压与绝缘配合学组副主任,中国避雷器标准化技术委员会委员,中国气象学会雷电防护研究会常委,IEC TC81中国工作组组长,IEC TC81的6个工作组的委员,CIGRE WG C4.5.01工作组委员,IEEE电磁兼容学会SETCom委员会秘书长。

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2022川渝大学生信息素养省赛决赛培训

2022川渝大学生信息素养省赛决赛培训 时间:2022.11.22 主讲人:李燕(重庆大学图书馆)

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2022川渝大学生信息素养大赛省赛淘汰赛培训

2022川渝大学生信息素养大赛省赛淘汰赛培训. 时间:2022.10.27 主持人:李燕(重庆大学图书馆) 主讲人:李燕(重庆大学图书馆) 赖朝新(四川师范大学图书馆) 李哲(重庆大学图书馆)

视频 1 / 校园活动

2022年川渝大学生信息素养大赛赛前培训会

2022年川渝大学生信息素养大赛赛前培训会 时间:2022.9.30 主持人:李燕(重庆大学图书馆) 主讲人:嵇灵(电子科技大学图书馆) 龚蔚菁(成都理工大学图书馆) 张晓梅(四川外国语大学图书馆) 张见玲(重庆工商大学图书馆) 何雪梅(西南交通大学图书馆)

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2022川渝大学生信息素养大赛启动会

2022川渝大学生信息素养大赛启动会 时间:2022.9.28

视频 1 / 校园活动

重大人物志——盛湘渝

ADMS模型与NAQPMS模型培训大会即将召开 第八届国际酸沉降大会——大气环境影响评价-新技术与应用专题 大气环境影响评价模型培训大会 北京,2011年6月19-21日 会议背景 国际酸沉降大会是在国际上影响深远的学术会议,大会每五年举行一次,目标是全面了解酸雨的研究现状、重点关注酸雨的生态效应,为学术界、商界、政府等提供一个探讨酸雨发生规模、范围、性质及产生的后果等的国际平台。自1975年第一次会议召开以来,已成功举办了七届。第八届国际酸沉降大会(The 8th International Conference on Acid Deposition)将于2011年6月15-18日在北京召开,由中国科学院大气物理研究所主办。这是大会首次在发展中国家召开,将秉承往届大会的宗旨,不仅分享酸沉降研究的最新成果,探讨酸雨研究所面临的挑战和任务,促进国际间的科学技术交流与合作,还把会议的主题扩展到空气污染、生物地球化学循环等全球变化领域,为从事环境领域的组织和个人架起一座相互沟通、交流的桥梁。与此同时,中国地区的环境污染问题研究,以及如何利用最新的科研成果服务于中国的环境保护工作,也将是此次大会关注的重点。 环境影响评价是环境管理工作的重要组成部分,是一项行之有效的优化环境治理、促进经济、资源和环境协调发展的管理制度。为了将国际最新科研成果与技术与我国环境影响评价实际需求相结合,更好地服务于环境保护工作,本次大会特设了“大气环境影响评价——新技术与应用专题”。为配合大会对空气污染的关注,以及大气环境影响评价新技术与应用主题,中国科学院大气物理研究所大气边界层物理和大气化学国家重点实验室(LAPC)和剑桥环境研究公司(CERC)共同主办此次大气环境影响评价模型培训大会。培训大会的宗旨是将国内外先进的空气质量模式研究成果与大气环境影响评价实际应用相结合。培训会主要面向大气环境影响评价研究与工作人员,将邀请国内大气环境模型领域知名专家学者与经验丰富的研发人员,详细介绍不同尺度下空气质量模式的原理及其在大气环境影响评价工作中的应用。 培训主要内容 培训大会将分别针对不同需求下的各类大气环境影响评价模型进行培训,根据大气环境影响评价工作特点,包括区域大尺度和较小尺度以及不同应用特点的大气扩散模型。大会将培训中国科学院大气物理研究所开发的嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)和剑桥环境研究公司开发的ADMS模型。前者适用于较大尺度,区域、城市间污染物输送的模拟,后者适用于较小尺度、分辨率要求较高的建设项目、工业区污染物扩散模拟。两者结合应用可满足不同尺度的大气环境影响评价工作需求。同时还将培训气象模式WRF/MM5的原理与使用,Linux操作系统简介及基本操作,各模块编译运行以及维护,介绍排放源处理模式SMOKE使用以及Model3/CMAQ模式,ADMS系列其它大气扩散模型以及事故排放模型GASTAR、ADMSSTAR、LSMS及ADMS-Fire。 会议主办方 中国科学院大气物理研究所 大气边界层物理和大气化学国家重点实验室 中国科学院大气物理研究所(以下简称大气所)的前身是1928年成立的原国立中央研究院气象研究所。1950年1月,中国科学院将气象、地磁和地震等部分科研机构合并组建为中国科学院地球物理研究所。1966年1月,根据我国气象事业发展的需要,中国科学院决定将气象研究室从地球物理研究所分出,正式成立中国科学院大气物理研究所。大气所是中国现代史上第一个研究气象科学的最高学术机构,目前已发展成为涵盖大气科学领域各分支学科的大气科学综合研究机构。 大气边界层物理和大气化学国家重点实验室(LAPC,网址http:// www.lapc.ac.cn)坐落于中国科学院北京325米气象塔院内,风景秀丽,实验室是建立在大气科学两个重要的分支学科(大气边界层物理与大气化学)结合点上的国家重点实验室,具有独特的学科交叉优势。20多年来,实验室始终开拓创新、锐意进取,发展和利用了理论研究、实验室模拟试验、野外立体综合观测实验、卫星遥测以及数值模拟等多种研究手段,在大气边界层物理,大气化学模式,及碳氮生物地球化学循环研究领域,持续保持领先优势;近10年来,实验室在区域大气污染联网观测、预测和预报研究领域异军突起。实验室产出了大量高水平研究成果,培养了大批优秀人才,建立了若干高水平的实质性国际合作平台,积累了相当规模的先进仪器设备,特别是培养和造就了一支研究水平高、学科搭配和年龄梯度合理的科研队伍。 剑桥环境研究公司(CERC) 英国剑桥环境研究公司(CERC)成立于1985年,致力于将剑桥大学以及其它研究机构在环境领域的研究新进展应用于实际,为世界各地的用户提供专业的环境模型软件和技术咨询服务。CERC在国际大气环境计算机模拟与咨询领域占据着重要位置,研究重点关注的应用领域包括空气环境质量、大气环流、污染物扩散、以及危险物的释放等。由CERC研发的ADMS(Atmospheric Dispersion Modelling System)模型,是目前国际大气扩散主流模式之一,在全球已有几百家授权用户,同时也是中国大气环境影响评价导则推荐模型。 CERC 环境科技(北京)有限公司(网址http://www.cercchina.com)是英国剑桥环境研究公司(CERC)在中国的子公司,全面负责ADMS系列软件在中国的销售与技术咨询服务。同时负责CERC在中国地区大气环境领域方面的项目研究与学术交流活动。 培训模型介绍 1. 嵌套网格空气质量预报模式系统(NAQPMS)培训 嵌套网格空气质量预报模式系统由中国科学院大气物理研究所研发,在充分借鉴吸收了国际上先进的天气预报模式、空气污染数值预报模式等的优点,并结合中国各区域、城市的地理、地形环境、污染源的排放资料等特点的基础上所建立的数值预报模式系统。污染物包括SO2、NOx、CmHn、O3、CO、NH3、PM10(TSP),主要包括污染物排放、平流输送、扩散、气相、液相及非均相反应,干沉降以及湿沉降等物理与化学过程。 我国酸雨、灰霾和光化学烟雾等区域性大气污染问题日益突出,采用区域联防联控措施将是解决区域大气污染问题工作的重点。区域间大气污染物相互影响研究将是未来区域、战略大气环境影响评价的重点。NAQPMS系统在环境影响可于来研究区域尺度的空气污染问题以及城市尺度的空气质量等问题的发生机理及其变化规律;为区域和城市大气环境影响评价工作提供有力的工具与技术支撑。 本次培训会将由嵌套网格空气质量预报模式系统的研发者王自发教授及其课题组对NAQPMS模式的原理和应用进行讲解与培训,同时将培训气象模式WRF/MM5的原理与使用,Linux操作系统简介及基本操作,各模块编译运行以及维护,排放源处理模式SMOKE使用以及Model3/CMAQ模式介绍等。 2. ADMS模型培训 ADMS(Atmospheric Dispersion Management System)模型由英国剑桥环境研究公司(CERC)与英国气象局等机构合作开发,是目前国际大气扩散主流模式之一。ADMS模型作为新一代稳态大气扩散模式,应用了现有的基于Monin-Obukhov 长度和边界层高度描述边界层结构的参数的最新大气物理理论,与老一代模式相比有着质的飞跃。ADMS-环评模型自2001年进入中国,得到广泛的认可与应用,同年通过了国家环保部环境工程评估中心的认证,并于2008年被《环境影响评价技术导则大气环境》(HJ2.2-2008)列为大气环境影响预测与评估的推荐模式之一。ADMS-环评模型适用于建设项目环境影响评价和城市区域空气质量详细评估、环境管理规划政策评估、大气环境容量核定等。 本次培训将介绍ADMS-环评模型的基本原理、讲解环评典型案例应用及实际案例上机操作。同时还将介绍ADMS系列其它大气扩散模型(ADMS-机场、ADMS-城市、ADMS-工业等),事故排放模拟模型(重气扩散模型GASTAR、短期排放模型ADMS-STAR、火焰扩散模型ADMS-Fire、液体泄漏模型LSMS)。 出席会议专家 中科院大气物理研究所 王自发研究员 中国科学院大气物理研究所研究员,博士生导师,大气边界层物理和大气化学国家重点实验室主任,中科院百人计划入选者,大气所青联主席,中央国家机关第四届青联委员,大气科学》常务编委,日本SOLA杂志编委。主要研究方向为大气化学、大气气溶胶、大气环境数值模式设计、污染物输送及其气候环境影响等。 王自发博士以自主开发为主,建立了我国自己的从全球到城市尺度的大气环境模式,并被北京、上海、深圳、沈阳、广州等环保部门业务使用。利用自主模式获得了影响北京市空气质量的周边重点地区和重点源,为国务院批复的北京奥运会空气质量保障周边地区控制方案提供了依据。自主研发了多模式空气质量集成预报系统,并成为北京奥运会、上海世博会以及广州亚运会空气质量数值业务预报系统。已发表SCI论文50余篇,论文SCI引用1200余次。曾先后获得涂长望青年气象科技奖、中国科学院“百人计划”终期评估优秀、第十届中国青年科技奖、环境保护部“北京奥运会残奥会环境质量保障工作先进个人”、科学技术部“科技奥运先进个人”、2008年上海市科技进步二等奖、首届中央国家机关五四青年奖章标兵,第二届邹竞蒙气象科技人才奖等。 英国剑桥环境研究公司(CERC) David Carruthers博士 David Carruthers博士自1997年至今担任英国剑桥环境研究公司(CERC)董事总经理。David Carruthers博士带领CERC团队自1985年起全程参与了ADMS模型的开发与验证,并且自1995年开始全面负责空气质量预报系统的开发。他同时指导其他的项目包括多项政府部门项目,如食品与农村事务部(英国环境部门)与欧盟支持研究项目等。David Carruthers博士是英国空气质量专家组(Air Quality Expert Group, AQEG)成员,该组织成立于2001年,负责就英国空气质量战略和欧盟空气质量评估与管理指令中涉及的空气污染问题,向政府部门提供独立的科学意见。同时他还是中国环境保护部环境工程评估中心聘请的大气环境影响评价技术导则修订外国专家。 盛湘渝博士 盛湘渝博士为英国剑桥环境研究公司(CERC)技术总监、总工程师。盛湘渝博士是英国贸易投资署环境工业指导委员会委员。盛湘渝博士在英国有十五年以上的工作经验,曾担任英国主要工程咨询公司的环境总监和首席环境专家并在英国承担了大量的环境影响评价项目。盛湘渝博士曾主持伦敦2012奥林匹克空气质量监测和预测评估工作、中国-欧盟辽宁综合环境项目以及欧洲与英国其它地区的环境质量评估工作,长期从事环境科学与工程、低碳发展与评估、气候变化、温室气体效应、大气污染扩散模型、大气质量管理系统与预测预报、地理信息系统领域的研究与咨询工作。 盛湘渝博士现为英国皇家特许物理学家(CPhys)、英国皇家气象学会高级专业会员(FRMetS)、英国物理学会专业会员(MInstP)、英国环境科学研究所专业会员(MIEnvSc)、中国国家环境部环境模拟委员会特聘专家,任北京师范大学、重庆大学和昆明理工大学的客座教授,同时担任中国留英学者专业团体联合会副主席,曾任全英中国资源与环境协会理事长。

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重大人物志——盛湘渝 博客:垃圾分类教育

垃圾分类教育,英国从幼儿园就开始了 2019年07月01日 02:02 阅读:1074 每个人都希望自己和孩子生活在一个清洁的世界。维护我们自身的生活环境,是权利,也是义务。是权利在于每个人对破坏环境的行为,不论是个人的还是企业的,有发表质疑、讨论、举报和诉讼的权利。是义务在于我们不仅是环境的享有者,也是环境的一部分。归根结底,一个人在地球从出生到死亡的旅程,就是人与环境、人与社会、人与人、人与自己的互动相关的过程。 保护环境就是保护我们自己,这个道理在今天看来似乎是显而易见的。然而,即使如此,在一个体制,监管和透明度都缺失的社会,大大小小规模破坏环境的事件屡见不鲜,导致一个国家整体的环境危机,河流大气土壤固废无一不是四面楚歌。在一个环境保护意识淡薄的社会,污染者更容易找到投机的借口和作恶的机会。 当谈到个人在环保中的作用时,不少人会认为工业污染仍然是主流,个人所起的作用有限。的确,在工业污染没有控制住的国家,解决工业污染,例如燃煤主导的大气污染,主要靠政府的执法力度和监管。但城市污染已日趋复杂,交通污染在城市氮氧化物污染占很大比例,是造成污染的主要原因之一。车辆的排放接近地面,不易扩散。政府需解决车辆排放标准,油品标准等立法执法和监管,而私家车是城市车流中不可忽视的一部分。另外,公众的环境意识和诉求及监督对污染行业的压力,同样非常重要,不可获缺。 培养一个人乃至一个社会的环境意识,需从孩子做起。当环境保护成为每个人根深蒂固的理念并捍卫这一理念的时候,这个社会的环境质量才有了不可摧毁的基石。 西方社会对儿童的环境教育一直都很重视。以生活在英国的体会来看,环境意识启蒙从幼儿园阶段就开始了,以家庭为主体, 小学和中学更是有不可或缺的环境保护教育,贯穿在所学习的各门课程之中。 孩子的认知从家开始,然后是学校和社会。家长的行为和理念时刻影响着孩子们对这个世界的认识。家里的环保实践主要体现在食物,用品,垃圾废物分类和交通出行等几个方面。生活认知和良好的习惯需从小培养。儿童开始接触这个世界的时候,吃是第一认知。吃什么,怎么吃都是在家里开始影响一生。如果家长选择健康食品,绿色食品,不浪费食品,小孩子耳濡目染,也会养成健康的饮食习惯。同时这是孩子的待”物”观的一个重要组成部分。家庭会影响孩子对”物”的认识。是不是能做到”物尽其用”?对食品,衣物,书籍,纸张和玩具等等是不是都做到了物尽其用,是不是可以回收(Reduce, Re-use & Recycle)?珍惜物品是一种美德,家里不需要的东西可以捐给慈善机构,可以送给有用的朋友,或者捐给学校的圣诞活动等等。在英国,二手物品能够合理利用是很自然的事情,减少了大量不必要的垃圾,从而减少垃圾填埋的压力。 垃圾分类已经成为大多数英国家庭的自然习惯。尽管比较而言,英国的垃圾分类不是做得最严格的,日本在这方面做得更细致。在英国每个地方政府的垃圾分类略有差别,总体说来每家每户以黑蓝绿色垃圾桶的方式进行垃圾分类。例如黑桶:不可回收垃圾;蓝桶:纸张,塑料瓶/包装,玻璃瓶等;绿桶:花园垃圾比如割草树叶和厨房残余等等。孩子们从小在此影响下,在家里或在学校,知道什么样的垃圾应投放到什么样的垃圾桶,并习以为常。 英国某街边垃圾回收站的标识 在安全和可行的时候,学校和社会鼓励能够选择更绿色的出行方式。伦敦地铁发达,是人们出行的首选。在伦敦市区开车的停车费不仅高昂,停车场还难找,更有价格不菲的拥堵费,也促使人们多使用公共交通。在英国很多其它城市特别是乡村,公交有时未必方便。民众的呼声往往是要求政府改善公交系统的推动力。只有越来越多的人有意识地使用更绿色的出行方式,比如骑自行车、走路和公共交通,城市的交通污染才会有比例地削减。而每辆车都是这个百分比的一部分;按数量,私家车占了一大部分。 社会和学校联合开展环境教育活动也是一种常见的有效方式。英国的空气质量水平总体来说较好,伦敦是全英国空气质量最差的地方。有些市政厅在进行空气质量监测的时候,有意识地把监测点设置在学校。一来学校是敏感人群聚集地;二来还可以现场演示让孩子们第一手学习环境监测知识,理解污染来源,以及如何减少污染;同时引导孩子们思考能源从哪里来,电从哪里来,为什么使用能源会产生污染,什么样的能源污染少等等问题。例如伦敦金融城的清洁空气区项目,设在一所小学。项目的主要目的是减少学生在污染空气中的暴露;减少学校周围的污染排放;提高学生对空气污染的理解;削减个人空气质量足迹;改善当地空气质量。孩子们做的事都比较可行,例如在屋顶花园种植可吸收颗粒物的绿色植物和树木;分析污染物浓度的变化,是什么造成了污染,怎样才能减少污染;设计海报,编制录像,打动和影响家长们的参与等等。特别倡导“你是让空气变清洁的关键 (YOU are the Key to Cleaner Air)”; 即每个人是改变空气质量的主体。 孩子们制作的宣传栏 清洁空气宣传的主题 图中棕色的木屋是伦敦Marylebone Road空气质量监测站,伦敦空气质量最差地区之一 家长还是带孩子认识和接触大自然的第一位老师。英国的国家信托(National Trust)提出了少年应该做的50件事情,比如爬树,在山坡上打滚,野营,打水漂,在雨里嬉戏奔跑,放风筝,从树上直接摘了苹果吃等等;都是简单而充满乐趣的。在网络智能手机平板电脑中长大的都市孩子,如果不加注意,这样的乐趣可能会被完全剥夺。还孩子一个本真的世界,是每个家长需要思考并身体力行的。 家庭、学校和社会几方面的配合,帮助孩子们认识世界,从而认识自己。认识自然,从而爱自然;认识生命,从而爱生命。孩子们在成长中探索自己的内心,点亮自己的小宇宙, 理解自己从从哪里来,想要过怎样的生活;自己的行为后果会如何影响别人影响社会;如何选择和创造更可持续的生活。在认知的基础上,才有思考和判断,反思与改变。 尽管一个人的行动是有限的,但是每个人的行为和生活方式累加起来的效应一定会产生真正的变化。环保不是一场运动,不是一种标榜。环保是每个人朴实的必需品。 可以说,环保是一种生活方式,对成人和孩子都如此。这体现在平常的每日践行之中。一点一滴,一人一行,单看微不足道,日积月累,世界一定会因为你的坚持和选择而有不一样的品质。

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