空间环境模拟装置

8月26日，“大气霾化学”基础科学中心启动会暨“大气环境模拟系统”开工仪式在山东大厦举行。“大气霾化学”基础科学中心、“大气霾化学”基础科学中心—清华大学分中心、“大气霾化学”基础科学中心—中国科学院化学研究所分中心同时揭牌，“大气环境模拟系统”同日正式开工。“大气霾化学”基础科学中心是目前我国环境领域唯一的基础科学中心，拟开展大气霾化学基础研究，聚焦环境化学领域的国际前沿，围绕细颗粒物和臭氧协同控制的迫切科技需求，建立霾化学理论。中心将通过大气科学、环境化学等相关领域高端创新资源的聚集，建设成为国际一流的科研平台，同时也将形成高水平人才技术交流和协同创新创业平台。“大气环境模拟系统”是目前世界上最先进、功能最全的大气环境模拟平台。系统将通过外场观测获得大气污染状况和气象参数，通过实验研究我国典型区域大气污染化学机制、健康影响和气候效应及其关键参数，结合大气化学模拟和地球数值模拟装置等宏观模型，为我国大气污染预测、诊断、控制决策及防治提供科技支撑。

综合央视新闻客户端、新华社报道，2月27日，由哈尔滨工业大学和中国航天科技集团联合建造的“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目正式通过国家验收，这是我国航天领域首个大科学装置，可以综合模拟低温、真空、电磁辐射等九大类空间环境因素，也被称为“地面空间站”。“空间环境地面模拟装置”国家重大科技基础设施项目，聚焦航天领域的重大基础性科学技术问题，构建我国首个空间综合环境与航天器、生命体和等离子体作用科学领域的大型研究基地，形成国际领先水平的空间环境耦合效应试验研究平台。相较于把实验仪器设备搬到太空，“地面空间站”既能节省成本、减少安全隐患，又可以根据科学问题和工程需要，设置特定的环境因素，不受时空限制进行多次重复验证，从而打造更加安全便捷的实验条件和科研手段。“这意味着未来许多需要抵达太空才能进行的实验，在地面上就能完成。”空间环境地面模拟装置常务副总指挥、哈尔滨工业大学空间环境与物质科学研究院院长李立毅说，项目建设坚持自主创新，突破了一系列关键技术，各系统已全部投入试运行和开放共享，服务于国内外多家用户单位，支撑了我国一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。由中国工程院院士、苏州实验室主任徐南平等担任联合主任的国家验收委员会认为，该项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平，装置运行成效突出，科技与社会效益显著，同意其通过国家验收。中国科学院院士、哈尔滨工业大学校长韩杰才说，该装置对我国重大科技创新突破、产业转型升级、高端人才培育等具有重要意义。未来学校将不断优化装置技术指标，持续提高装置科学水平，加速形成更多自主知识产权技术，为我国实现从航天大国向航天强国的重大跨越作出新的贡献。据了解,“空间环境地面模拟装置”从2005年开始论证，到正式通过验收，历时18年，去年试运行以来，已经服务了国内外多家用户单位，支撑了我国多款宇航电子元器件的研发和一系列国家重大航天任务的实施，取得了多项标志性成果。验收委员会认为，这一项目突破了空间环境模拟及其与物质作用领域的系列关键技术，项目总体建设指标处于国际先进水平，部分关键技术指标处于国际领先水平。

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http://www.oven.cc环境试验舱 汽车排放室 环境模拟实验室,汽车环境试验室(舱),广东宏展科技有限公司为汽车生产厂家以及科研院所提供汽车各项性能试验的环境.可模拟汽车在道路上行驶时的各种气候条件(风速、温度、湿度、日照)和汽车运行状态（车速、行驶阻力等），以测定汽车在一定条件下运行的性能及与汽车工作的相容性。本试验室是汽车测试的重要研究手段，可大大缩短汽车的研发周期。环境模拟参数 空气温度控制范围：-40~60℃ 温度精度 ± 0.5℃ 风速范围控制范围:0.5m/s~10m/s 风速精度± 0.1m/s空气湿度控制范围：-30~95%RH 湿度精度± 5%RH 大气压力控制范围：0.03~0.1Mpa 排废气量和新风处理排废气量：2000m3/h新风处理量:约2000m3/h,有调节室内外压力平衡的系统日照强度控制范围:0-100000LUX 降水量控制范围:0~10 mm/h 降水精度± 0.2 mm/h www.oven.cc

一、项目基本情况项目编号：N5100012023002697项目名称：省级“环境模拟与污染控制重点实验室”标准化建设项目（2023年）采购方式：公开招标预算金额：10,100,000.00元采购需求：详见采购需求附件合同履行期限：采购包1：中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)。采购包2：（1）中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)。采购包3：（1）中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)。采购包4：合同签订之日起90日以内；本项目是否接受联合体投标：采购包1：不接受联合体投标采购包2：不接受联合体投标采购包3：不接受联合体投标采购包4：不接受联合体投标二、获取招标文件时间：2023年10月16日至2023年10月23日，每天上午00:00:00至12:00:00，下午12:00:00至23:59:59（北京时间）途径：项目电子化交易系统-投标（响应）管理-未获取采购文件中选择本项目获取招标文件方式：在线获取售价：0元三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：四川省生态环境科学研究院地址：四川省成都市武侯区人民南路四段18号联系方式：赵老师，028-855300902.采购代理机构信息名称：四川国际招标有限责任公司地址：中国（四川）自由贸易试验区成都市高新区天府四街66号2栋22层1号联系方式：张女士、代女士，13111881792、131118825533.项目联系方式项目联系人：张女士、代女士电话：13111881792、13111882553采购需求.docx

一、项目基本情况项目编号：N5100012023002697项目名称：省级“环境模拟与污染控制重点实验室”标准化建设项目（2023年）(二次)采购方式：公开招标预算金额：10,100,000.00元采购需求：详见采购需求附件合同履行期限：采购包1：中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)。采购包2：中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)采购包3：中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)采购包4：中标人交货期限为合同签订生效后的90日内，在合同签订生效之日起90天内交货到采购人指定地点，随即在14日内全部完成安装调试验收合格交付使用，(如由于采购人的原因造成合同延迟签订或验收的，时间顺延)本项目是否接受联合体投标：采购包1：不接受联合体投标采购包2：不接受联合体投标采购包3：不接受联合体投标采购包4：不接受联合体投标二、获取招标文件时间：2023年10月25日至2023年11月01日，每天上午00:00:00至12:00:00，下午12:00:00至23:59:59（北京时间）途径：项目电子化交易系统-投标（响应）管理-未获取采购文件中选择本项目获取招标文件方式：在线获取售价：0元三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。1.采购人信息名称：四川省生态环境科学研究院地址：四川省成都市武侯区人民南路四段18号联系方式：赵老师，028-855300902.采购代理机构信息名称：四川国际招标有限责任公司地址：中国（四川）自由贸易试验区成都市高新区天府四街66号2栋22层1号联系方式：张女士/代女士，13111881792/131118825533.项目联系方式项目联系人：张女士/代女士电话：13111881792/13111882553采购需求.docx

8月9日，我国自主研发的质子位移损伤效应模拟试验装置（PREF）——60MeV质子加速器建成出束，首次成功储存、加速、慢引出质子到实验终端。质子位移损伤效应模拟试验装置（PREF）由中国科学院近代物理研究所承担建设，可提供10-60MeV能量段连续精确可调、高流强、高占空比、大扫描面积的高品质质子束流，是目前国内唯一的位移损伤效应模拟试验专用装置。质子位移损伤效应模拟试验装置——60MeV质子加速器全景图。受访者供图基于几代离子加速器设计、建造的技术和经验积累，近代物理研究所加速器团队首次在超小型质子同步加速器中采用了钛合金瓷环内衬极高真空室及全储能非谐振大功率电源新技术，研发了快上升全波形动态磁场补偿和全系统同步性实时测量技术，实现了加速器全过程数字模拟和束流的精准操控。同时，团队还通过工程全系统BIM（建筑信息模型）建模，严控工艺规范和流程，实现了工程质量大幅提升，为装置的高效运行打下了良好基础。据了解，该装置基于重大基础前沿研究需求而研发，将填补我国空间辐射效应试验能力缺项，成为承载我国空间科学、空间技术和国产宇航元器件发展的重要试验平台。同时，该装置的建成出束也将为我国应用加速器的进一步推广打下坚实基础。PREF质子同步环束流强曲线。受访者供图

MBR艺市污水处理模拟装置 型号：H27986H27986 MBR艺市污水处理模拟装置术参数：设备本体材质：池体由有机玻璃制成；处理水量：10～18L/h；BOD去除率：95%~99%、COD去除率：90%~96% 、SS去除率：99%、NH3-N去除率：75%~83%、T-P去除率：94%~98%、MLSS：3000~15000mg/L；设备外形尺寸：1900mm×500mm×1400mm；电源 220V 率600W。H27986 MBR艺市污水处理模拟装置设备配置：1、200L原水箱（含提升泵1台、软管1套）；2、格栅（8cm宽、3mm间距格栅网1套、机械转动电机1套）；3、曝气沉砂池1套，10L；4、竖流式初沉池1套，20L；5、30L中间水箱1台；6、100L膜生物反应器（自动控制）；7、水泵1台、液体流量计2台、曝气泵1台、曝气流量计1台、曝气管道1套、平板膜组件1套（PVDF平板膜，面积：0.1m2/片，共10片），出水蠕动泵1台，出水流量计1台、出水真空表1台等；8、混合液回流装置：回流泵1台、回流管道1套；9、30L有机玻璃清水池；10、紫外杀菌装置1套：紫外灯1套、有机玻璃柱1根、遮光铝铂纸1套；11、电控箱1只、漏电保护开关、按钮开关、连接管道和阀、带移动轮子不锈钢台架等组成

p　　记者5月1日从中国科学院兰州化学物理研究所获悉，国家重大科研仪器研制项目——“模拟空间环境下摩擦试验原位系统的研制”，成功地实现了模拟空间环境下摩擦试验原位分析功能，为准确获取模拟空间环境下摩擦试样的物理与化学信息提供了一种新颖而可靠的分析测试手段。该项目由中科院院士、中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室主任刘维民研究员主持。4月27日，该项目通过了国家自然科学基金委员会组织的结题验收评审并获得“优秀”。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/1e721bfc-79e4-43a5-bdaa-c718fed21bf7.jpg" title="1.png"//pp　　据介绍，空间摩擦学是摩擦学的重要分支，主要研究空间环境下摩擦学性能演变规律及其影响机制，涉及物理学、化学、材料科学、机械科学和空间环境工程学等学科，是一个多学科交叉、基础研究和工程应用并重的研究领域，相关研究对于保障航天工程可靠性具有重要意义。上世纪六十年代空间摩擦学就已经引起了国际航天界的广泛关注，美国、欧洲、日本、俄罗斯均已建立了相对完备的空间摩擦学研究系统，而我国该领域的研究则相对滞后，直到上世纪九十年代中期相关实验条件仍然比较匮乏。/pp　　strong该项目针对国内空间摩擦学研究对试验条件的迫切需求，将X射线光电子能谱(XPS)、傅立叶变换红外光谱(FT- IR)、质谱(MS)和显微光学分析(MPA)等先进分析技术与超高真空、交变温度、辐照(原子氧、紫外、质子和电子)等多种空间环境模拟技术及球-盘摩擦试验技术优化集成，成功地实现了模拟空间环境下摩擦试验原位分析功能，从而有效地避免了以往空间摩擦学研究中大气环境对摩擦表面的影响，为准确获取模拟空间环境下摩擦试样的物理与化学信息提供了一种新颖而可靠的分析测试手段。/strong/pp　　刘维民院士带领的空间摩擦学研究团队始终面向国家航天工程对空间润滑的重大需求，着眼国际空间摩擦学研究发展前沿。自从1998年以来，该团队在国家自然科学基金委员会、科技部、国防科工委(局)和中国科学院等部门的大力支持下，经过20年持续不懈的努力，研制成功一系列具有自主知识产权的空间摩擦学专用试验装置，建立起了比较完备的空间摩擦学研究平台，发展了系列化空间润滑材料与技术，成功地解决了我国航天工程中的润滑问题，为保障国家航天事业的发展做出了重要贡献。/p

p　　记者从中国航天科工集团二院207所获悉，首个国内自主研发的用于真空模拟系统中的多波段复合地球模拟器顺利完成交付验收试验，正式投入使用。/pp　　207所专家表示，该地球模拟器是国内首个用于真空系统中的多波段复合地球模拟器，也是目前国内最大的地球模拟器，其主要作用是为真空测试环境提供地球背景环境模拟，通过多波段复合方式实现地球辐射特性的模拟。/pp　　据介绍，该地球模拟器具有多波段模拟、快速升温、快速降温、精确控温、均匀性和稳定性良好、可长时间持续工作等优势，各项技术指标均处于国内领先水平。/pp　　后续，地球模拟器研制团队将在现有地球模拟器的技术基础上，继续攻关，争取形成地球模拟器系列化产品，使地球模拟技术取得更大的发展。/p

剪切应力模拟器polyshear----模拟液体涂料和油漆的剪切效应在涂装车间或喷涂线上，涂料需从不同口径、不同排布的管道、减压器和泵中输送。此过程中会产生剪切力，这些剪切力可能会导致涂料的降解，变质，粘度和色彩的改变。通过使用德国orontec公司生产的polyshear剪切应力模拟器，可以判断某种涂料原料是否会在输送管道和搅拌中产生问题，降低风险。德国orontec公司制造的polyshear剪切应力模拟器可模拟合理测试时间中的剪切应力。包括与工业环境相关联的涂料管道。剪切应力模拟器polyshear仅使用确定的剪切力元件，装置体积小巧且有优秀的重复性。剪切应力模拟器polyshear客户剪切应力模拟器polyshear广泛运用在涂料，汽车油漆，以及工业喷涂线等领域，发挥出重要的作用。部分客户如下：polyshear剪切应力模拟器工作原理---泵跟剪切应力元件是剪切应力两个重要影响因素油漆在喷漆车间的管道中循环时，会在管道内的各种元件流动，在剪切力的作用下发生粘度和颜色改变，从而造成喷涂时的质量问题。使用剪切应力模拟器，可以重现这过程，为进料检验，产品优化提供快速有效的方法。☞ 泵以活塞泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部位上（直径最小的位置），剪切率可以达到15000 1/s。以齿轮泵为例，如下图所示，剪切应力总是发生在重要部分上（齿轮口边缘），剪切率可以达到10000 1/s。☞ 剪切应力元件德国orontec的剪切应力模拟器中有个重要的剪切应力元件，可以模拟涂料在管道中受到的压力情况，如下图左所示，关闭剪切应力元件上的膜时引起的压力变化。压力的变化会改变流速，如下图右所示，剪切应力元件上膜关闭后，流速为0.12kg/s。剪切应力元件也可以很好的模拟涂料在管道中受到的剪切率，如下图所示，剪切应力元件可以达到大于10000 1/s的剪切率。涂料的颜色受到剪切应力的影响，如下图所示，在泵的作用下，涂料颗粒大小的分布发生了变化，因此模拟涂料在管道中受到的剪切应力，可以帮助客户对进料进行检验。剪切应力模拟器polyshear的基础模块由一个小机动柜组成，只需一个6条的压力线即可运行。喷涂材料充满小罐（1l）后，在泵的作用下通过剪切应力元件流动。其循环流动次数与涂装输送管道有良好的相关性，且相关性已被研究证明。在测试过程中或在测试后，都可以检测样品的粘性和颜色(使用液体涂料色浆测色系统lcm)，由此可得出剪切应力与材料降解的相关性。与此同时，在基础模块上可额外添加额外的配件，例如有自动停功能的循环次数计数器、温度传感器。此外，还有另一型号可测试5升样品，此型号可装在手推车上并可以移到如喷涂机器人等装置上。剪切应力模拟器polyshear特点✔专为实验室研制，机动性强且占用空间小。✔涂料测试量仅为1l✔高重复性与与重现性✔与工业喷涂线有优秀的关联性(例如automotive oem paint shops)✔较短的循环周期✔模块化安装，基础模块可以通过更高级的在线测量传感器扩展✔可实现与模拟软件相结合✔可与lcm液体测色系统实现无缝联接✔德国fraunhofer ifam, bremen开发并获得专利剪切应力模拟器polyshear基础型号内部结构说明剪切应力模拟器polyshear基础型号技术参数材质不锈钢外壳和连接器用于测试观察和控制的玻璃窗尺寸长: 400 mm,宽: 660 mm,高: 640 mm重量约56kg压力锅体积约1 l最大压力输入6 bar最大材料压力21 bar泵比约3.5:1翁开尔是德国ORONTEC中国总代理，欢迎咨询剪切应力模拟器更多产品信息和技术应用

ATEC阿泰可四立柱轮胎耦合道路模拟环境舱(带阳光模拟)该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统，主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试，以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。车辆轮距及轴距调整范围大，且采用自动调节，方便快捷，提高设备运行效率盖板采用隔热材料，隔热效果更好，盖板移动采用自动装置，更加便捷 主要技术指标1 温度指标1. 温度范围：-40℃～+80℃；2. 温度均匀度：≤±2℃(空载)；3. 温度偏差：≤±2℃(空载)；4. 温度控制精度：≤±0.5℃（无热负荷，稳态）≤±2℃（有热负荷，稳态）5. 升温速度：≥1℃/min（全程平均，带车辆，无热负载，出风口测量）；6. 降温速度：≥0.7℃/min（全程平均，带车辆，无热负载，出风口测量）；7. 湿度范围：10 %R.H.～95%R.H.8. 阳光模拟：红外线光谱辐射灯9. 辐射强度：600～1200W/㎡（可调节）10. 辐射区域（长×宽）6000×2500mm11. 垂直移动距离：辐射灯下距离舱底表面2.5～4.2m可调依据标准GB/T 2423.1-2008 试验A：低温试验方法GB/T 2423.2-2008 试验B：高温试验方法GB/T 2423.3-2006 试验Ca：恒定湿热试验GB/T 2423.4-2008 试验Db：交变湿热试验方法1，2QC/T 413-2002、ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验》QC/T 413-2002中关于3.11产品耐温度/湿度循环变化性能的要求ISO 16750-4《道路车辆电气及电子设备的环境条件和试验 第4部分：气候负荷》中5.2温度梯度、5.3.1规定变化率的温度循环、5.6湿热循环、5.7稳态湿热对测试的要求GB /T 2423.24-1995太阳辐射试验IEC60068-2-1：2007 低温试验方法AbIEC60068-2-2：2007 高温试验方法BbIEC60068-2-30：2005 交变湿热试验方法DbIEC60068-2-78：2007 恒定湿热试验方法CabGJB 150.3A-2009 高温试验GJB 150.4A-2009 低温试验GJB 150.9A-2009 湿热试验的试验标准要求 创新点：该套整车试验舱为四通道轮胎耦合道路模拟系统，主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风换气系统、电气控制系统构成。该系统对用于乘用车结构耐久性、驾驶平顺性测试，以及早期模型评估、车身疲劳、异响BSR、噪声振动NVH、乘坐舒适性等测试。可实施整车高低温静态存放试验、如整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。车辆轮距及轴距调整范围大，且采用自动调节，方便快捷，提高设备运行效率盖板采用隔热材料，隔热效果更好，盖板移动采用自动装置，更加便捷

近日，环保部发布了关于同意国电环境保护研究院建设国家环境保护大气物理模拟与污染控制重点实验室的复函，复函全文如下：　　国电环境保护研究院：　　你单位报送的《国家环境保护大气物理模拟与污染控制重点实验室建设计划任务书》(以下简称《计划任务书》)收悉。依据我部组织专家论证的结果，经研究，现同意以你单位为依托单位，建设国家环境保护大气物理模拟与污染控制重点实验室。　　重点实验室建设任务：面向国家环境保护战略需求，围绕大气环境物理模拟与污染控制，服务于区域大气污染防治，以大气污染迁移转化规律与污染控制技术为研究对象，利用风洞模拟实验室与污染控制技术研发基地，开展污染物在大气中的化学转化、物理输送规律和污染源的合理空间布局、区域大气环境预警与调控等应用基础研究，进行烟气多污染物协同控制技术研发和成果转化，培养一批优秀的创新性骨干人才和领军人才，努力建设产学研联盟，建成国际一流水平的重点实验室和开放性交流服务平台，为我国大气环境管理与决策提供技术支撑。以重点实验室为学术交流与合作平台，促进国内相关领域优势单位和人员的合作交流，培养优秀创新性骨干人才和领军人才。　　重点实验室建设期两年。请你单位按照《国家环境保护重点实验室管理办法》的有关规定，围绕《计划任务书》中提出的建设目标和建设内容，建立&ldquo 开放、流动、联合、竞争&rdquo 的运行模式，落实资金投入，按期完成重点实验室的各项建设任务。在建设期间，若遇重大事项，及时向我部汇报，并按时提交《重点实验室建设情况年度报告》。　　特此函复。　　环境保护部　　2013年9月3日　　抄送：科技部、中国国电集团公司，各省、自治区、直辖市环境保护厅(局)，中国环境科学研究院、中国环境监测总站、中日友好环境保护中心、核与辐射安全中心、南京环境科学研究所、华南环境科学研究所、环境规划院、环境工程评估中心、卫星环境应用中心，各国家环境保护重点实验室。

5月19日，第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI2023）同期举办的大型科学仪器装置发展论坛在北京雁栖湖国际会展中心召开。本论坛由北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会指导，仪器信息网（instrument.com.cn）主办，北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司承办。论坛现场怀柔科学城，其战略定位是建成与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区，打造战略性前瞻性基础研究新高地、生态宜居创新示范区。作为国家批复的北京怀柔综合性国家科学中心的核心承载区，怀柔科学城正成为全球大科学装置最为密集的区域之一，截止目前，已围绕物质、空间、生命、地球系统和信息与智能五大科学方向，布局了40余个大科学装置、科教设施和交叉研究平台。北京怀柔科学城党工委委员、怀柔科学城管委会副主任、怀柔区人民政府副区长（兼）丁明达，北京怀柔区政协副主席、怀柔科学城管委会设施平台处处长杨昊天出席会议，中国科学院物理研究所副所长、研究员程金光，中国科学院大气物理研究所研究员、地球系统数值模拟装置区域高精度环境模拟系统组负责人王自发，中国科学院高能物理研究所副所长、研究员、高能同步辐射光源工程常务副总指挥董宇辉，中国科学院力学研究所副所长、研究员黄河激分别作主旨报告。北京怀柔科学城党工委委员、怀柔科学城管委会副主任、怀柔区人民政府副区长（兼） 丁明达丁明达在致辞中讲到，北京市委、市政府高度重视怀柔高端仪器装备和传感器产业发展，市委十二届十八次全会指出“怀柔要建设高端仪器装备和传感器产业基地”，今年5月，科技部等12部门印发《深入贯彻落实习近平总书记重要批示精神、加快推动北京国际科技创新中心建设的工作方案》，提出大力推动怀柔综合性国家科学中心建设，怀柔科学城要打造高端科学仪器装备产业集聚区和科技成果转化示范区。在部市共建、院市合作高位调度下，怀柔综合性国家科学中心已见雏形，进入建设与运行并重阶段。此外，为加快构建创新产业生态体系，《关于精准支持怀柔科学城科学仪器和传感器产业创新发展的若干措施》、《关于支持发展高端仪器装备和传感器产业的若干政策措施》，及其《实施细则》等先后发布。同时，怀柔正在筹设怀柔科学城科创基金，重点投资怀柔科学城科技成果转化项目，及对产业发展具有引领性和带动性的高成长性项目和产业链上下游关键企业；与国家自然基金委设立联合基金，构建“科研+产业+人才”的创新生态，集聚科研团队解决产业卡脖子问题。北京怀柔区政协副主席、怀柔科学城管委会设施平台处处长 杨昊天与会嘉宾就科学设施平台的模块化服务能力、对产业的支撑能力，科学设施平台建设、升级过程中科学仪器的需求、技术瓶颈的攻关以及关键设备的研制，重大科研成果的产出以及高价值知识产权的创造、运用与保护，科学设施平台的开放共享、交流合作以及创新生态环境的营造等进行了广泛、深入的探讨。中国科学院物理研究所副所长、研究员 程金光程金光研究员介绍了综合极端条件实验装置（SECUF）的整体情况、建设和开放运行进展，以及极低温制冷机、全超导磁体、以及超快激光和成像系统等核心工艺设备的自主研制情况。SECUF于2017年9月底开工建设，2023年2月装置（北京部分）通过工艺验收，目前已对国内外用户全面开放使用。该装置是集极低温、超高压、强磁场和超快光场等极端条件于一体的用户装置，能够提供极端条件下的材料制备、物性表征、量子调控和超快动力学等先进研究手段，为物质科学前沿和应用基础研究提供重要支撑。中国科学院大气物理研究所研究员、地球系统数值模拟装置区域高精度环境模拟系统组负责人 王自发王自发研究员对地球系统数值模拟装置（寰，Earthlab）的建设情况进行了介绍。Earthlab是我国首个具有自主知识产权，以地球系统各圈层数值模拟软件为核心，软、硬件指标相适应，规模及综合技术水平位于世界前列的专用地球系统数值模拟装置，用于研究地球系统的大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的物理、化学、生物过程及其相互作用，探究上述相互作用对地球系统整体和我国区域环境的影响；融合模拟与观测数据以提高预测的准确性，实现对地球系统复杂过程在中尺度分辨率的定量描述与模拟等。装置建设内容包括地球系统模式数值模拟系统、区域高精度环境模拟系统、超级模拟支撑与管理系统、支撑数据库和资料同化及可视化系统、面向地球科学的高性能计算系统，及土建配套设施。项目于2018年11月全面开工，2022年10月完成验收，正式对外投入运行。中国科学院高能物理研究所副所长、研究员、高能同步辐射光源工程常务副总指挥 董宇辉董宇辉研究员介绍了高能同步辐射光源的应用和发展。高能同步辐射光源（HEPS）是理想的多学科交叉研究平台，具有非常广泛的应用领域，所有与微观结构有关的领域，如物理学、化学、生命科学和医学、材料科学和工程、能源科学和技术、地球和环境科学、纳米科技等，都能够在同步辐射光源上开展前沿研究。同时，HEPS也具有广泛的工业应用，在先进材料、药物及疫苗研发、甚至食品等领域都显示了对研发的巨大推动能力。HEPS不仅能够成为国家和所在地区凝聚前沿科学和高技术研发团队的核心，也能推动一系列精密机械、光学、自动化等产业的发展。中国科学院力学研究所副所长、研究员 黄河激黄河激研究员介绍了空天极限力学大型科研设施发展与需求。突破空天飞行极限、实现空白空域自由进出、拓展多样化空天应用是人类不懈的追求，以地-空结合、虚-实映射为特点的相关大型科研设施可从微观、介观和宏观层面精细刻画新型空天飞行系统关键过程，回答更广时空尺度下飞行可达性、可控性、可靠性以及载荷可用性等关键问题，引领我国宽域化、宽裕度、低成本、多用途飞行技术突破，带动空天产业经济发展。近年来，怀柔科学城聚焦国家战略、科学前沿、重点方向，集聚科学装置、研发平台、创新要素，着力打造从基础研究、技术创新，到成果转化产业化的完整链条。借助ACCSI2023契机，本次论坛将有效助推怀柔科学城在科技、产业、市场、资本、人才全要素形成协同聚合之势，产学研用深度融合的科学创新环境加快成型。

p style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "环境试验设备经历了由单一环境因素模拟向多环境因素模拟，从静态模拟到动态模拟，由简单控制到微机全自动控制的发展过程。目前的发展方向是“更快、更好、更省”，并呈现以下特点：/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（1）试件尺寸：从小尺寸向大尺寸、全尺寸方向发展，试样从材料向构件、整机发展；/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（2）提高环境因素模拟精度：如目前模拟太阳辐射的光源主要是氙灯，尽管氙灯的光谱与太阳光谱接近，但光谱上某些点段相差较大。实践表明这些差别对有些材料样品的试验结果有影响，国外一些厂家在积极寻找新的光源。另外对氙灯光强的控制正在由点段控制向全光谱段控制方向发展。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（3）自然环境试验从典型环境向严酷与极端环境发展，向自然环境加速试验发展，向实验室模拟自然环境加速试验发展，并开始应用计算机数字仿真技术。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（4）采用新的控制技术：大量采用计算机领域内的新技术，如显示触摸屏技术、span style="font-size: 16px font-family: " times="" new=""PLC/span技术、现场总线技术等。试验过程的检监测技术已向现场连续观察与检测方向发展，并对观察与检测结果实现远程传输。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（5）更接近于实际环境的综合箱：如振动试验箱已经发展成为三综合（温度、湿度、振动）、四综合（温度、湿度、低气压、振动）试验箱，并且出现了多维振动试验箱；腐蚀试验箱由单一腐蚀试验向循环腐蚀试验（腐蚀－湿热－干燥－腐蚀）箱方向发展。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（6）大型综合专用设备：为适应各行各业的需要，研发制作大型综合专用的环境试验设施，如美国陆军阿伯丁靶场的兵器环境试验设备能让车辆在行驶道路条件下，模拟低温、高温、湿热、低气压等多参数组合环境。该设备有span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "1000msup3/sup/span、span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "145msup3/sup/span和span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "45msup3/sup/span三个环境试验室，采用一套空气制冷系统和各自独立的电加热设备。在大型环模设备中首次成功采用了空气制冷。该设备最大试验室空间尺寸为span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "16m× 8m× 8m/span（长× 宽× 高），温度范围为常温span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "~50℃/span，相对湿度可到span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "85× (1± 0.05)%RH（≤40℃）/span，模拟的最大太阳辐射强度为span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "1kW/msup2/sup/span，模拟的最大风速为span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "35m/s/span。/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-size: 16px "（7）重视各种试验数据的管理和应用：发达国家以数据库、数据手册、标准规范等集成性成果作为其共享与保护的手段，同时为研究、设计和技术改进提供了科学依据，避免了设计的盲目性。美军在自然环境试验中，经过长期系统的环境试验数据积累，出版了腐蚀手册，开发了新的耐候材料和产品，并制定了大量的材料生产、产品设计、工程设计等一系列标准和规范。美国制定的各类环境试验方法标准，为世界各国普遍采用，其中不少已成为国际标准。如美国著名的《尤利格腐蚀手册》、《军工材料与构件环境适应性数据汇编》等集成性成果已在全世界推广应用，形成了一种独立的知识产权，实现了材料与产品环境试验数据面向全社会的共享与服务。日本也十分重视自然环境适应性数据共享与保护。他们大约有span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "40/span个大气环境试验站，并形成网络体系，通过对原始数据的分析处理，建立共享服务数据库，面向社会为国家重点工程、项目研究、材料生产与应用部门提供数据服务。英国共有各类大气暴露场span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "40/span个左右，仅钢铁研究协会就有span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "8/span个，其中最大的是卡林顿暴露场。对于各试验站产生的环境试验数据，他们通过环境数据采集自动化、测试数据数字化和数据汇交格式标准化，建立完善的国家试验站网计算机网络。以关键材料、通用零部件、核心元器件等基础产品为对象，系统积累它们在各类环境中的环境因素及环境适应性数据，研究其与这些环境相互作用、性能演变及失效机理。为环境严酷度评估、装备产品环境适应性评价、实验室加速试验方法研究、环境试验标准制定、数据共享等提供技术支撑和服务。如英国皇家化学会数据库span style="font-size: 16px font-family: " times new roman" "（RCS）/span等，都通过大型数据库实现数据资源的有偿使用，有力促进了数据资源的推广与应用。/span/pp style="text-align: center text-indent: 0em "span style="font-size: 16px "img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 280px height: 250px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201908/uepic/07635131-5027-48ed-a1c9-48fd8d31b2ed.jpg" title="试验箱.jpg" alt="试验箱.jpg" width="280" height="250" border="0" vspace="0"//span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strongspan style="text-indent: 2em " /spanspan style="text-indent: 2em "环境试验设备发展趋势/span/strong/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "1. 提高加速性和相关性/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "加速性和相关性本身是相互矛盾的，提高加速性一般会牺牲相关性。从试验技术的角度来看，提高加速性并不难，难就难在同时提高加速性和相关性。不管从客户要求或技术发展方面看，提高加速性和相关性是气候环境试验技术的重要发展方向。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "2. 开发多因素综合试验/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由于材料在自然环境中受到多种复杂因素的综合作用，因而要更真实地再现材料在自然环境中的腐蚀和老化，必须尽可能综合考虑多种自然环境因素。近几年，模拟海洋性气候环境的加速试验方法向多因素试验方向发展。多因素模拟加速试验方法分为多因素组合循环模拟加速试验方法和多因素模拟加速试验方法。多因素模拟加速试验方法由于考虑两个或两个以上主要环境因素的同时作用，能更真实地模拟多种环境因素的协同效应。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "3. 开发环境适应性仿真/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "span style="font-family: " times new roman" "1992/span年span style="font-family: " times new roman" "7/span月，美国国防部研究与工程署在《美国国防部核心技术计划》中，将“环境影响”列为112项核心技术之一，span style="font-family: " times new roman" "2005/span年的技术目标是对大气、海洋、地球和空间环境在自然和人工平台（如飞机、导弹、舰船等）两方面的影响进行研究、建模和仿真。在建模和仿真的研究方面，美国陆军在阿伯丁试验场、红石试验中心、达格威试验场和尤马试验场，开展自然环境和诱发环境对装备及其材料性能影响的虚拟试验场研究。在环境适应性规律分析和建立数学模型方面，我国学者创造了灰色理论，并在环境影响规律方面得到成功的应用；神经网络仿真模型理论被成功地应用于环境行为规律的建模和仿真。在积累大量可靠基础数据的基础上，实现对装备环境适应性进行仿真是装备环境工程的发展方向和目标。/ppbr//p

工欲善其事，必先利其器。被称为“大科学装置”的国家重大科技基础设施，是推动科技创新、建设科技强国的利器。近年来，国家高度重视大科学装置建设，将其视为提升我国基础研究和应用研究水平、促进相关领域国际科技合作的重要支撑。我国大科学装置建设进入了前所未有的快速发展期，目前已布局建设57个，根据“十四五”规划，拟新建20个左右。仪器企业如何参与大科学装置建设？之所以被称为“大科学装置”，是因为它规模大，不仅涉及到的科学家和工程师队伍大，投资大，建设周期长，而且需要用到大量的高端科学仪器及系统。例如，北京高能同步辐射光源总投资47.6亿元，占地面积976亩，建筑面积12.5万平方米，需要仪器设备5万台/套。大科学装置的设计安装、调试运行、改造升级过程，其实是对高端科学仪器不断需要的过程。因此，大科学装置的顺利运转离不开众多仪器企业的“保驾护航”。作为大科学装置背后的企业，创谱仪器先后参与了合肥先进光源、全超导托卡马克、上海硬X射线自由电子激光等国家重大工程中若干高端专用仪器的设计、开发工作，实现了光谱领域的多项第一；沈阳科仪参与了北京高能同步辐射光源、上海同步辐射装置、大连相干光源等国家重大科学基础设施的建设，成为国内大科学装置真空技术及真空科研仪器设备领域领先的产品与服务提供商；纳克微束作为多模态跨尺度生物医学成像设施——高通量电子显微断层成像系统项目UT3D的唯一提供商，为成像设施的建设发挥了积极作用。此外，被称为“国之重器”的大科学装置，既是科学创新的源头，也是高新技术产业的摇篮，在建设与运行过程中，会催化衍生出大量的科技成果。如多模态跨尺度生物医学成像设施，建设内容包括多模态医学成像装置、多模态活体细胞成像装置、多模态高分辨分子成像装置、全尺度图像数据整合系统及模式动物中心与样品制备中心等相关辅助平台，在正电子发射、磁共振、超声、光学、X射线、电镜等方面研制出一系列技术和相关设备，这些高端成果的转化也需要仪器企业的积极参与。ACCSI2023大型科学仪器装置发展论坛邀您参加！作为国家批复的北京怀柔综合性国家科学中心的核心承载区，怀柔科学城正成为北京地区大科学装置最为密集的区域，截止目前，已围绕物质、空间、生命、地球系统和信息与智能五大科学方向，布局了高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置、多模态跨尺度生物医学成像设施、地球系统数值模拟装置、空间环境地基综合监测网（子午工程二期）等40余个大科学装置、科教设施和交叉研究平台。2023年5月19日下午，借助2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI 2023）契机，在北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会的指导下，仪器信息网携手北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司组织大型科学仪器装置发展论坛，将着重研讨以下内容：——科学设施平台的模块化服务能力、对产业的支撑能力，以及平台服务能力与产业需求之间的响应关系；——科学设施建设、升级过程中科学仪器的需求、技术瓶颈的攻关以及关键设备的研制；——重大科研成果的产出以及高价值知识产权的创造、运用与保护；——科学设施平台的开放共享、交流合作以及创新生态环境的营造。欢迎仪器企业、创新主体、科技服务机构以及科研院所等人员莅临，论坛现场报名大科学装置参观学习活动，近距离感受“国之重器”的魅力。一、时间地点2023年5月19日（星期五）13:30-17:00北京雁栖湖国际会展中心 大宴会厅B二、组织机构指导单位：北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会主办单位：仪器信息网（instrument.com.cn）承办单位：北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司三、会议日程（以会议召开当天为准）大型科学仪器装置发展论坛13:30-13:40 （一）领导致辞丁明达 北京怀柔科学城党工委委员，怀柔科学城管委会副主任，怀柔区人民政府副区长（兼）13:40-14:00 （二）推介解读北京怀柔综合性国家科学中心科学设施平台建设进展及开放运行机制探索——杨昊天 北京怀柔区政协副主席，怀柔科学城管委会设施平台处处长14:00-16:00 （三）主旨演讲14:00-14:301.综合极端条件实验装置建设与科研仪器研制进展——程金光 中国科学院物理研究所副所长，研究员14:30-15:002.公里级大气环境预报溯源系统及碳反演应用——王自发 中国科学院大气物理研究所研究员，地球系统数值模拟装置区域高精度环境模拟系统组负责人15:00-15:303.高能同步辐射光源的应用和发展——董宇辉 中国科学院高能物理研究所副所长，研究员，高能同步辐射光源工程常务副总指挥15:30-16:004.空天极限力学大型科研设施发展与需求——黄河激 中国科学院力学研究所副所长，研究员16:00-17:00（四）自由交流四、联系方式联系人：高老师手机：15574817041邮箱：gaolj@instrument.com.cn 关于ACCSI 2023为促进中国科学仪器行业健康快速发展，搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台，助推北京市“两区”建设，服务首都科技创新，“2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI2023）”将于2023年5月17-19日在北京雁栖湖国际会展中心召开。ACCSI2023以“创新发展 产业互联”为主题，由仪器信息网（instrument.com.cn）主办，中国仪器仪表学会分析仪器分会、南京市产品质量监督检验院、我要测网（woyaoce.cn）、北京怀柔仪器和传感器有限公司等单位协办，中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会等单位支持。官网链接：https://accsi.instrument.com.cn联系方式:报告及参会报名：010-51654077-8229 13671073756 杜女士赞助及媒体合作：010-51654077-8015 13552834693魏先生微信添加accsi1或发邮件至accsi@instrument.com.cn （注明单位、姓名、手机）咨询报名。

怀柔科学城，全称是北京怀柔综合性国家科学中心，其战略定位是建成与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区，打造战略性前瞻性基础研究新高地、生态宜居创新示范区。截止目前，怀柔科学城已围绕物质、空间、生命、地球系统和信息与智能五大科学方向，布局了40余个大科学装置、科教设施和交叉研究平台，成为全球大科学装置最密集的区域之一。涉及的仪器装备超过10000台套，为发展高端仪器装备和传感器产业提供了广阔应用场景、创新迭代平台和人才技术支撑。在此背景下，借助2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI 2023）契机，在北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会的指导下，仪器信息网携手北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司组织大型科学仪器装置发展论坛，将着重研讨科学设施平台的模块化服务能力、对产业的支撑能力、平台服务能力与产业需求之间的响应关系，以及科学设施建设、升级过程中科学仪器的需求、技术瓶颈的攻关和关键设备的研制等内容。一、时间地点2023年5月19日（星期五）13:30-17:00北京雁栖湖国际会展中心 大宴会厅B二、组织机构指导单位：北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会主办单位：仪器信息网（instrument.com.cn）承办单位：北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司三、会议日程13:30-13:40 （一）领导致辞丁明达 北京怀柔科学城党工委委员，怀柔科学城管委会副主任，怀柔区人民政府副区长（兼）13:40-14:00 （二）推介解读北京怀柔综合性国家科学中心科学设施平台建设进展及开放运行机制探索——杨昊天 北京市怀柔区政协副主席，怀柔科学城管委会设施平台处处长14:00-16:00 （三）主旨演讲14:00-14:301.综合极端条件实验装置建设与科研仪器研制进展——程金光 中国科学院物理研究所副所长，研究员14:30-15:002.公里级大气环境预报溯源系统及碳反演应用——王自发 中国科学院大气物理研究所研究员，地球系统数值模拟装置区域高精度环境模拟系统组负责人15:00-15:303.高能同步辐射光源的应用和发展——董宇辉 中国科学院高能物理研究所副所长，研究员，高能同步辐射光源工程常务副总指挥15:30-16:004.空天极限力学大型科研设施发展与需求——黄河激 中国科学院力学研究所副所长，研究员16:00-17:00 （四）自由交流四、联系方式联系人：高老师手机：15574817041邮箱：gaolj@instrument.com.cn欢迎仪器企业、创新主体、科技服务机构以及科研院所等人员莅临本论坛，现场可报名大科学装置参观活动，近距离感受高能同步辐射光源、多模态跨尺度生物医学成像设施、综合极端条件实验装置等的魅力。 附：ACCSI 2023介绍 为促进中国科学仪器行业健康快速发展，搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台，助推北京市“两区”建设，服务首都科技创新，“2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI2023）”将于2023年5月17-19日在北京雁栖湖国际会展中心召开。ACCSI2023以“创新发展 产业互联”为主题，由仪器信息网（instrument.com.cn）主办，中国仪器仪表学会分析仪器分会、南京市产品质量监督检验院、我要测网（woyaoce.cn）、北京怀柔仪器和传感器有限公司等单位协办，中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会等单位支持。官网链接：https://accsi.instrument.com.cn/ 联系方式:报告及参会报名：010-51654077-8229 13671073756 杜女士赞助及媒体合作：010-51654077-8015 13552834693魏先生微信添加accsi1或发邮件至accsi@instrument.com.cn （注明单位、姓名、手机）咨询报名。

该套环境舱主要用于整车高低温存放试验、整车除霜、除雾性能试验、整车冷起动性能试验、整车采暖及制冷性能试验、整车热平衡试验、零部件耐高低温试验等。该产品主要由气候模拟试验室主体、升降温装置、新风/尾排系统、阳光模拟系统、仓内温度采集系统、电气控制系统构成。采用复叠式螺杆压缩机组分布式IO控制系统应用 l 设备可靠性提高l 压缩机使用寿命延长l 动力平衡好，节能环保l 控制系统更加灵活、可靠 一． 主要技术指标1 温度指标温度范围：-40℃～+60℃；温度均匀度：≤±2℃(空载)；温度偏差：≤±2℃(空载)；温度控制精度：≤±0.5℃（无热负荷，稳态）≤±2℃（有热负荷，稳态）升温速度：≥1℃/min（带载，发动机不启动，全程平均）；降温速度：≥0.7℃/min （带载，发动机不启动，全程平均）；负载：汽车，重量≤6吨；依据标准序号试验项目依据标准1汽车起动性能试验方法GB/T12535-20072除霜除雾试验GB11556-20093电机性能试验GB/T 18297-2001（参考）4太阳辐射试验GB /T 2423.24-19955恒定湿热试验方法GB/T2423.3-20066汽车采暖性能要求和试验方法GB/T 12782-20077汽车空调整车性能试验方法QC/T658-2000 创新点：采用复叠式螺杆压缩机组分布式IO控制系统应用 l 设备可靠性提高l 压缩机使用寿命延长l 动力平衡好，节能环保l 控制系统更加灵活、可靠

作者：甘露雨 1,2 陈汝颂 1,2潘弘毅 1,2吴思远 1,2禹习谦 1,2 李泓 1,2第一作者：甘露雨（1996—），男，博士研究生，研究方向为锂离子电池安全性，E-mail：ganluyu@qq.com；通讯作者：禹习谦，研究员，研究方向为高比能锂电池关键材料、电池先进表征与失效分析，E-mail：xyu@iphy.ac.cn。单位： 1. 中国科学院物理研究所，北京 100190；2. 中国科学院大学材料科学与光电技术学院， 北京 100049DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2022.0047摘 要 作为新一代电化学储能体系，锂离子电池在消费电子产品、交通动力系统、电网储能等领域具有重要的应用价值。然而，在锂离子电池的商业化进程中，安全性事故时有发生，影响了锂离子电池的大规模应用。本文从电池安全性的三个研究尺度：材料、电芯、系统，综述了与之对应的重要研究方法，其中每个尺度均包括基于物理样品的实验方法和基于计算机数学模型的模拟方法。本文介绍了这些方法的基本原理，通过典型案例展示了这些方法在安全性研究中的适用场景和作用，并探讨了实验和模拟方法之间的联系，着重介绍了材料热分析、材料加热过程中结构分析、电芯加速度量热分析、电芯安全性数值模拟等方法。基于对多尺度研究策略的系统综述，认为安全性研究需要在各个尺度联合同步开展。最后，展望了下一代锂电池，如固态电池、锂金属电池等，可能面临的电池安全性问题。这些新体系的安全性研究仍处于早期，其材料和验证型电芯的安全性研究是当前阶段值得关注的重要课题。关键词 锂离子电池；安全性；实验方法；数值模拟；固态电池；锂金属电池锂离子电池的研究始于1972年Armand等提出的摇椅式电池概念，商业化始于1991年SONY公司推出的钴酸锂电池，经历超过三十年的迭代升级，已经成熟应用于消费电子产品、电动工具等小容量电池市场，并在电动汽车、储能、通信、国防、航空航天等需要大容量储能设备的领域中展现出了巨大的应用价值。然而，自锂离子电池诞生开始，安全性便一直是限制其使用场景的重要问题。早在1987年，加拿大公司Moli Energy基于金属锂负极和MoS2正极推出了第一款商业化的金属锂电池，该款电池在1989年春末发生了多起爆炸事件，直接导致了公司破产，也促使行业转向发展更稳定地使用插层化合物作为负极的锂离子电池。如图1所示，锂离子电池进入消费电子领域后，多次出现了因电池火灾隐患而开展的大规模召回计划，2016年韩国三星公司的Note7手机在全球发生多起火灾和爆炸事故，除了引起全球性的召回计划外，“锂电池安全性”再次成为广受关注的社会话题。在电动交通领域，动力电池的安全性事故伴随着新能源汽车销售量的提升逐渐增加，据统计，中国在2021年有报道的电动车火灾、燃烧事故超过200起，电动汽车安全性成为消费者和电动车企最关心的问题之一。在储能领域，韩国在2017—2021年期间发生了超过30起储能电站事故，2021年4月16日北京大红门储能电站爆炸事故除导致整个电站烧毁外还造成2名消防员牺牲、1名员工失踪。随着锂离子电池的应用场景日益扩大，其安全性在工业界和学术界均引发了广泛的讨论和研究。图1 锂离子电池近年引起的安全事故在锂电池发展的早期阶段，产业界和学术界更关注锂电池发生安全性事故的本质原因，基于长期的认识积累，锂电池发生安全事故的本质可以总结为：电池在过充、过热、撞击、短路等异常使用条件下温度异常升高，引发内部一系列化学反应，引起电池胀气、冒烟、安全阀打开，同时这些反应会大量释放热量使整个电池温度进一步升高，最终各个化学反应剧烈发生，电池温度不可控地迅速上升，引起燃烧或爆炸，导致严重的安全事故，这一过程也被称为电池的“热失控”。电池从异常升温到热失控过程中存在多个重要的化学反应，它们与温度的对应关系如图2所示。图2 锂离子电池热失控的诱发机制随着锂离子电池的广泛应用，关于锂离子电池安全性的研究逐渐深入，从早期简单的描述现象和定性预测，发展为在多个尺度、采用多种手段研究安全性机理，基于精准测量和数值化模型准确预测电池安全性表现，最终提出应用化解决方案的综合性研究策略。如图3所示，目前对于电池安全性的研究一般从理解锂离子电池电芯的热行为出发，包括利用各类滥用条件测试确定电池的安全使用极限和失效表现，利用绝热量热等手段具体分析电池的热失控行为和特征温度，以及利用热失控数值模拟方法模拟电池的热失控表现；在认识电芯热行为的基础上，需要深入材料本质，利用热分析、物质结构和化学成分分析、理论计算等方法理解电芯发生热失控在材料层面的反应机制，从而为设计制造高安全性的电池提供基础理论的指导；此外，电芯作为电池系统的基础，其热失控行为的精准测量和准确模拟也为在系统层面设计更高安全性的电池系统和管理预警方案提供了理论指导。本文从材料热稳定性、电芯热安全性和大型电池系统热安全性三个尺度介绍安全性研究策略，着重介绍几种实验和模拟方法。基于商用体系锂离子电池的研究策略和成果，进一步探讨了这些方法对于产学研各界研发下一代锂电池所具有的重要意义。图3 锂离子电池安全性研究策略1 材料热稳定性研究锂离子电池发生热失控的根本原因是电池中的材料在特定条件下不稳定，从而发生不可控的放热反应。目前商业化使用的电池材料中，与安全性关系最密切的主要是充电态(脱锂态)过渡金属氧化物正极、充电态(嵌锂态)石墨负极、碳酸酯类电解液和隔膜，其中前三者在高温下均不稳定且会发生相互作用，在短时间内释放大量的热量，而现行常用的聚合物隔膜则会在140～150 ℃熔融皱缩，导致电池中的正负极直接接触，以内短路的形式快速放热。研究人员自20世纪末开始进行了大量材料热稳定性的研究工作，发展了以热分析认识材料热行为，结合形貌、结构、元素成分和价态表征综合研究内在机理的研究方法。近年来计算材料学的发展也为从原子尺度模拟预测材料的稳定性提供了新的方法和手段。1.1 热分析方法热分析是最直接和直观认识材料热行为的方法，指在一定程序控温(和一定气氛)下，测量物质的某种物理性质与温度或时间关系的一类技术。对于电池材料来说，一般关注其质量、成分、吸放热行为随温度的变化关系。质量与温度的关系可通过热重分析获得，吸放热与温度的关系可通过差示扫描量热法获得，TG和DSC可以设计在同一台仪器中同步测试，该种方法又被称为同步热分析。TG、DSC、STA等仪器通常采用线性升温程序，通过热天平、热流传感器等记录样品的质量、吸放热变化，由于发展时间较早，测试技术和设备工程化水平较为成熟，已成为认识材料稳定性最重要的测试手段之一。基于热分析结果可以确定材料发生相变、分解或化学反应的起始温度、反应量和放热量，但在锂离子电池中，往往更关心充电态材料在电解液环境下的稳定性和反应热。良好的热稳定性是电池材料进入应用的必要条件，而产热量和产热速度则影响电池热失控的剧烈程度。用于常规热分析样品的坩埚一般为敞口氧化铝材质或开孔的铝金属材质，为了研究材料在易挥发电解液中的热表现，需要使用自制或设备厂商专门提供的密封容器。Maleki等通过STA系统研究了钴酸锂/石墨圆柱电池中各种材料的热分解行为，由于电解液采用高沸点的EC溶剂，所以仅在敞口容器中便可以测试，研究发现全电池截止电压4.15 V时，脱锂态钴酸锂在178 ℃发生分解，产生的氧气和电解液反应释放大量热量，释放的能量达到407 J/g，嵌锂态负极的SEI会优先分解，温度在125 ℃之前，之后会出现持续的放热反应，释放能量为697 J/g，而当负极发生析锂后释放能量会上升到827 J/g，这一结论有力支持了近年来析锂电池安全性下降的报道。Yamada等利用DSC确认了充电态磷酸铁锂(LiFePO4)的稳定性很好，与电解液的反应温度大于250 ℃，放热量仅为147 J/g，显著低于层状氧化物材料。Noh等利用密封容器系统研究了不同Ni含量的三元正极材料Li(NixCoyMnz)O2，比较热分析结果发现脱锂态三元材料的热稳定性与Ni含量呈现负相关性，且在x0.6之后加速下降。材料经过改性后，其稳定性需要通过热分析进行确认，研究人员基于DSC发现核壳浓度、包覆等方法均能不同程度地提高正极材料的热稳定性。需要注意的是，热分析的数据质量与实验条件、样品制备方法密切相关，目前并没有严格一致的测试规范，文献中不同单位之间的测试结果横向对比性很差，很多电池材料的热稳定性尚缺乏准确定量的结论。除了DSC、TG外，还有一类特殊的热分析方法是利用加速度量热仪研究反应的起始温度。与常规热分析采用线性升温不同，ARC使用的升温程序是加热-等待-检索模式，即步进式地在每个温度点保持恒温，如果检索程序发现样品的升温速率超过0.02 K/min，则通过同步样品的升温速率保持样品处于绝热状态，从而跟踪样品的自加热升温过程，否则开始加热至下一个温度点进行恒温、检索。不难发现，ARC获取的是样品近似热力学上的失稳温度，由于检测精度高，获得的失稳温度往往比DSC、TG等方法获得的低很多。Dahn课题组基于ARC测试了大量材料-电解液体系的反应起始温度，基本均低于DSC数据中的放热主峰。事实上，Wang等在低升温速率的DSC测试中也发现充电态材料与电解液的放热起始点远早于剧烈的放热峰。这些信息表明材料失稳到完全失控的过程并不是突变式的，整个体系动态演变的过程仍然缺乏深入的研究认识。图4 (a) DSC基本原理；(b) 脱锂态正极-电解液的DSC测试结果1.2 物相分析技术电池材料在升温过程中发生相变和化学反应，其形貌、结构、成分和元素价态都有可能发生变化，这些变化需要基于对应的方法进行表征分析，如利用扫描电子显微镜观察材料热分解前后的形貌变化，利用X射线衍射和光谱学研究材料结构和元素价态演变。由于材料热分解和热反应存在显著的动力学效应，在加热过程中原位测试可以最大程度地还原物相变化的真实过程。目前较为成熟的原位表征技术主要有两类：一类是与热分析仪器串联使用的质谱、红外光谱等，可以实时监测物质分解产生的气体类型，判断材料加热过程中化学组成的变化；另一类是原位X射线衍射技术，通过特制的样品台，可以在升温过程中实时、原位测定材料的结构变化，目前全球多数同步辐射光源和一些实验室级的X射线衍射仪上都可以实现原位变温XRD测试。Nam等利用变温XRD发现脱锂态LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2结构在350 ℃向尖晶石转变，而加入电解液后该转变温度会下降至304 ℃。Yoon等在LiNi0.8Co0.2O2中发现了类似的规律，并发现MgO包覆可以改善脱锂态正极在电解液中的相变。图5展示了变温XRD和MS的联用技术，系统研究了不同Ni含量的脱锂态NCM三元正极在升温过程中的结构和成分变化，研究发现三元正极失稳释放氧气的过程与结构在高温下转化为尖晶石相的行为直接对应，且这一过程的起始温度随镍含量的上升显著下降，NCM523的起始相变温度约为240 ℃，NCM811则小于150 ℃，从体相结构的本征变化解释了高镍正极在电池应用中热安全性差的原因。以上工作都是基于同步辐射光源实现的，由于同步辐射提供的光源质量高、扫谱速度快，更适用于研究与时间相关的动力学问题。除此之外，近年来基于X射线谱学以及拉曼光谱实现同步表征的方法均有所发展。结合通过热分析手段观察得到的材料热行为信息，并对升温过程中材料物相变化的研究，可以更深刻地理解材料演变以及电池体系热失稳的动力学过程，为材料的安全性改良提供理论指导。图5 基于原位XRD和质谱对镍钴锰酸锂结构稳定性的研究1.3 计算材料学基于材料原子结构计算预测材料的全部性质是计算材料学家的终极追求。材料的热力学稳定性可以基于密度泛函理论计算。DFT中判断材料稳定性的依据是反应前后的能量差ΔE是否小于0，如果ΔE小于0，反应能发生，则反应物不稳定，反之同理。Ceder等在1998年就计算了LiCoO2脱锂过程结构相变的过程，计算结果与实验结果吻合良好。然而目前大多数热力学计算不考虑温度效应，且热力学只能作为反应进行方向的判据，无法预测反应速率等动力学问题，考虑温度和动力学计算则需要使用成本较高的分子动力学、蒙特卡洛或者过渡态搜索方法。相对于材料本身的稳定性，计算材料学对于计算预测两种材料间的界面稳定性存在一定优势。Ceder等计算了不同正极和固态电解质之间的稳定性，为选取界面包覆的材料提供理论指导。Cheng等利用AIMD模拟Li6PS5Cl|Li界面，发现界面副反应会持续发生，材料界面之间的副反应是自发发生的，与通常认为的界面钝化效应有所差异。此外，正极材料中的相变析氧、过渡金属迁移等问题的计算模拟也都处于初期开发阶段，仍需持续探索。总的来说，目前阶段材料层级的理论模拟技术与实验技术的差距仍然较远，需要研究人员的持续努力。2 电芯热安全性研究电芯指电池单体，是将化学能与电能进行相互转换的基本单元装置，通常包括电极、隔膜、电解质、外壳和端子。电芯的热安全性特征是电池工业界最关注的内容之一，它是电池材料热稳定性的集中表现，也是制定规模化电池系统安全预警和防护策略的基础。由于电芯内部具有一定的结构，其安全性会呈现一些在纯材料研究中不被讨论的特点，使得电芯安全性具有更广泛的外延和认识角度。工业上一般通过滥用实验来研究和验证电芯产品的安全性，近年来基于扩展体积加速度量热仪(又称EV-ARC)的安全性测试方法有较快发展，此外电芯安全性模拟方法也从早期的定性分析发展到可以准确仿真预测热失控进展的水平。2.1 滥用测试国际电工委员会(IEC)、保险商实验室(UL)和日本蓄电池协会(JSBA)最初定义了消费电子产品电芯的滥用测试，模拟电芯工作可能遇到的极端条件，通常分为热滥用、电滥用和机械滥用。常见的热滥用为热箱实验，电滥用包括过充电和外部短路实验，机械滥用包括针刺、挤压、冲击和振动等。企业和行业标准一般将电池对滥用测试的响应描述为无变化、泄漏、燃烧、爆炸等，也可基于附加的传感器和检测系统记录温度、气体、电压对滥用的响应。电芯通过滥用测试的标准是不燃烧、不爆炸。锂电池应用早期研究人员大量研究了电池对各类滥用测试的响应与使用条件、材料体系、充电电量等的影响，提出了各类滥用机制引发电池热失控的机理。滥用测试中最难通过的项目是针刺测试，近年来关于针刺测试的存废引起了较大争议，但提高电芯的针刺通过率仍是锂电池安全性研究的重要课题之一。由于滥用测试针对的是商用成品电芯和贴近真实的使用条件，目前更多作为电池行业的安全测试标准而非研究手段。2.2 EV-ARC测试早期的ARC只适用于研究少量材料样品的热失控行为，Feng等发展了利用EV-ARC研究大体积电芯绝热热失控行为的方法，研究的方法原理和结论如图6所示，由于EV-ARC的加热腔更大，所以需要更精准的控温技术和更严格的校准方案。基于EV-ARC测试可以定量标定出电芯热失控的特征温度T1、T2和T3，分别对应电芯自放热起始温度、电芯热失控起始温度和电芯最高温度，为评价电芯安全性提供了更精确定量的评价指标，标准化的测试条件可以帮助建立统一可靠的电芯热失控行为数据库，分析了不同体系电芯的热失控机理。Feng等利用EV-ARC首次提出正负极之间的化学串扰会引起电芯在不发生大规模内短路的情况下热失控，说明脱锂正极释氧是现阶段影响电芯安全性的关键因素。Li等研究快充后的电芯发现快充析锂导致T1大幅下降，说明析锂同样是电芯安全监测中需要重点关注的问题。以上这些问题都是在常规的滥用测试中难以定量验证的。图6 基于EV-ARC对电芯热失控的研究相比于普通的加热滥用实验，EV-ARC实验环境的温度由程序精确控制，获得的测试结果重复性更好、数据可解读性更高，近年来已成为评价和研究电芯安全性的重要手段。然而EV-ARC模拟的绝热热失控环境与真实的电池滥用工况仍有所差异，评价电芯的实际安全性仍需大量模拟真实严苛工况的测试手段。2.3 高速成像技术为了更直观地理解热失控过程中电池内部物质、结构的演化，研究人员发展了结合红外测温以及原位针刺等辅助功能的透射X射线显微方法如图7(a)～(c)所示。由于热失控往往是在极短的时间内发生剧烈的反应，同时伴随剧烈的物相、结构变化。这一特点给TXM表征方法提出了相当高的时间分辨率的要求。实验室X光源能够发射出的X射线光电子数量有限，采集一组TXM影像数据需要较长的时间。为了观察剧烈变化的热失控过程，Finegan等在欧洲同步辐射实验室(ESRF)使用同步辐射光源将TXM的曝光时间降低至44 μs，配合针内预埋的热电偶温度传感器，实现了对针刺发生时电池内部形貌与刺入点温度的同步监控。该团队利用这种手段研究了刺针纵向与径向刺入18650商业圆柱电池时电池内部热失控行为的差异。Yokoshima等采用实验室光源进行连续实时的透射X射线照相技术，也得到了软包电池在针刺过程中结构随时间变化的一组透射投影图。该方法以4 ms的时间分辨率较为清晰地观察到了针刺入软包电池后电池内部每一层材料的形变过程，以及针刺深度与热失控程度的对应关系。图7 基于X射线成像技术对电芯热失控的研究由于透射投影图只能反映某一方向上二维的信息，如果要对真实三维空间中物质的分布做精确地定量，需要借助计算机成像技术。如图7(d)所示，Finegan等利用同步辐射光源X射线高亮度的特征，在欧洲同步辐射装置(ESRF)的线站上搭建了一套集合原位红外加热、红外测温与高速CT的装置。使用红外加热，实现在线的18650电池升温，同时进行连续的X射线CT成像。连续扫描的TXM投影图能够反映极高时间分辨率的热失控电池内部情形。基于每500张TXM重构得到1个X射线CT结果能够达到2.5帧每秒，实现了一定时间分辨率的电池内部空间分布成像。通过CT结果能够清晰地看到热失控过程中各个阶段的电池材料变化，如电极活性物质层破损、铜集流体融化再团聚等。结合TXM技术获得的投影图和高速X射线CT结果，可以清晰认识热失控过程中电池内部不同位置各个材料的反应、产气、结构破坏等失效行为。另一方面，配合诸如针刺、红外加热、挤压、拉伸等原位实验，可以帮助研究与理解电池的各类宏观失效行为。2.4 电芯热失控数值模拟电芯安全测试的维度广、涉及的测试项目多，通过实验评价电芯安全性需要大量样品和时间成本。同时，产品级电芯的研发周期长、成本高，安全性评估往往处于电芯研发周期的后端。通过数值模拟方法预测电芯安全性测试表现可以大幅度降低实验成本，且在产品研发的前期便对体系的安全性做出判断，大大提高研发效率。电芯热失控数值模型的核心是准确描述电芯热失控过程中的化学反应及吸放热量，从而基于能量守恒模拟电池温度在不同条件下的动态变化。化学反应的吸放热一般通过Arrhenius公式描述 (1)式中，图片指反应的产热量；图片为反应物的质量；图片为反应单位质量的吸放热；α为反应的归一化反应量；图片为机理函数；图片为反应的指前因子；图片为反应活化能。通过热分析实验可以测定求解以上参数，这也是热分析动力学的基本问题。电芯升温过程中内部会发生多个反应，它们对电芯升温的贡献可以看作线性叠加，通过准确描述所有反应即能较为精准地预测电芯在不同条件下的温度变化行为 (2)上述方程中，图片为电芯密度；图片为等压比热容；图片、图片、图片为电芯中沿各个方向的热导率；图片为对所有化学反应的产热速率求和；图片为电池与环境换热所引起的能量变化。预测温度变化需要求解二阶含时偏微分方程，如果认为电池中的反应和空间无关，电芯温度均匀上升且电芯体系与外界无热交换，也可简化为一阶微分方程 (3)基于该理论，Hatchard等将电池中主要的化学反应总结为SEI分解、负极-电解液反应、正极-电解液反应、电解液分解反应，计算了方形和圆柱电芯在热箱中的热行为。Spotnitz等总结了早期文献中的反应动力学参数，并基于均一电芯模型系统预测了不同材料体系的电芯在各类滥用测试中的表现。通过理论模拟，可以仅基于少量小规模实验数据对实际电芯的安全性表现进行系统预测。Feng等、Ren等基于热分析动力学和非线性优化算法重新标定了电池中关键反应的动力学参数并进行了更准确的热失控模拟，他们的模型利用DSC测试获得的参数准确预测了电池在ARC中的热失控表现，可以进一步用于预测热箱、短路等条件下的安全性。需要指出的是，不同材料体系、配方和工艺的电芯中涉及的反应机制和动力学可能存在差异，如近年来电芯内短路、正极-电解液反应和正负极化学串扰三者是否均在热失控过程中主导发生的问题引起了广泛争论，安全性的数学模拟并非空中楼阁，而是建立在具体实验和对电池内部化学反应深刻理解的基础上。由于算力的限制，早期的安全性仿真工作大多不考虑温度空间分布或只计算一维分布，而空间分布在大容量电池和真实工况中是不可忽略的，Kim等、Guo等较早提出了描述热失控温度分布的三维电池模型。近年来数值计算方法的发展和商业计算软件的成熟大幅降低了安全性模拟仿真的难度，Feng等利用商业化的有限元计算软件Comsol Multiphysics建立了大容量三元方形锂离子电芯的热失控仿真模型，可以模拟电芯在短路状态下热失控过程和温度的分布，与实测有较好地拟合结果。除了电芯的热行为，电滥用和力学失效对安全性也存在一定的影响，目前，通过构建电-热耦合模型研究电池非等温电化学性能和短路热失效表现的方法目前已较成熟[59-60]，而力学失效如碰撞、针刺等引起热失控的数值模型仍需要持续地开发。3 系统热安全性研究电池系统的安全性是目前锂电池应用面临的最直接问题，其研究重点是系统中热失控的扩展规律与抑制、预警措施。目前商品化电芯的热失控无法完全避免，在系统层面防止热失控扩展是可能的安全性解决方案。在系统层级开展实验研究的成本较高，但难以避免，在模拟仿真的辅助下可以提前预测优化系统设计，降低实验成本。3.1 热失控扩展和火灾危险性测试电池系统热扩展的实验研究成本和危险性较高，主要方法是通过加热、过充、针刺等方式诱发电芯单体的热失控，并利用接触式热电耦、红外测温等手段研究温度在系统中的分布和变化，这种方式只能获得局部多点的热失控信息。Wang团队在国内首次开发了全尺寸锂离子电池火灾危险性测试平台，用来测量大尺寸动力电池及电池组的燃烧特性，除了可以获得电池温度变化外，还可以获得电池组失控过程中的质量变化、火焰温度等信息，同时基于锥形火焰量热等技术可以测定大型电池系统宏观燃烧所释放的能量。与电芯EV-ARC等方法获得的信息不同，在真实环境下实验得到的电池系统燃烧行为往往更加复杂，包含多个加速失重和喷射火焰的阶段。通过以上测试可以在实用层面评价大型电池组的安全性和失控风险，为安全性改良、预警、消防和灾害处置提供重要信息。3.2 灾害气体研究和预警方案设计电池实际使用和安全失效的过程中，气体的成分与生成规律是重要的研究课题，与电池热失控早期预警、爆炸、火灾蔓延等表现密切相关。从材料本质上看，电池中的有机电解液在高温下气化、活性组分高温副反应均会释放气体，加热条件下产生的混合气体可以通过气相色谱-质谱联用技术、傅里叶变换红外光谱等手段分析成分。目前这些气体检测技术已较为成熟，但在安全性研究过程中，气体的收集和定量仍需要特制的容器或取样器辅助实现。一般来说，电池热失效气体组分中除了惰性的CO2外还包括大量未完全反应的电解液溶剂、CO、H2和有机小分子，兼具可燃性和生物毒性，Ahmed等发现可燃气体的释放是加剧锂电池系统热失控扩散、诱发大规模火灾事故的重要原因。由于气体的扩散速度快，检测手段较成熟，气体监测有望成为电池系统安全预警的关键手段，Cui等利用同位素标记-质谱技术发现充电态电池在加热失控的早期负极的SEI分解会产生H2，促进电池的热失控。Jin等发展了一种通过小型MS监测H2实现模组过充热失控早期预警的手段，在8.8 kWh的磷酸铁锂-石墨电池包中进行了实验验证，发现可以在产生烟雾的10分钟之前发出安全预警。3.3 系统安全性模拟仿真相对于实验研究，模拟仿真消耗的实物资源少，在系统安全性研究中更具优势。系统热安全模拟一般建立在完备准确的电芯热失控数值模型的基础上，在由多个电芯单体构成的复杂电池系统中，每个单体内部温度均独立地遵循前文所述的电芯热失控模型，电芯之间交换热量通过热传导、对流和辐射形式进行，可以分别通过相应的公式进行描述，电芯热失控产热方程和传热方程共同构成了描述整个系统空间的温度场的数学模型。通过求解建立的数学模型，研究人员和工程师可以研究系统大小、空间布局、热管理模式等对电池系统稳定性、安全极限温度、热失控扩散表现等的影响。由于电池系统的结构往往较复杂，系统热安全模型往往需要在成熟的商业模拟仿真软件中进行，常用的软件平台有Comsol Multiphysics、ANSYS、Siemens Star-ccm+等。Feng等利用Comsol Multiphysics构建了由6个标准方形电芯组成的小型模组的热失控规律，研究了不同参数对热失控扩展的影响，提出了4 种抑制热失控扩展的方案，并对增加隔热层的方案进行了实验验证。Zhai等提出了18650锂离子电池模组热失控传播的多米诺预测模型，在Matlab中构建了较为简化的二维模型，预测模组中热失控传播的路径和概率，解释了模组中不同热失控初始位置对热失控传播行为的影响。目前学术界关于大型电池系统热安全性的研究仍然较少，作为一个工业界和学术界共同关心的问题，系统层级的安全性研究需要产学研的深入合作。4 下一代锂电池的安全性研究电池安全的预防、预警、预测依赖对从系统到电芯再到材料热失控构效关系的深刻理解。纵观近年来引起广泛关注的锂电池起火事件，大部分发生在新技术和新材料的初步应用阶段，如近几年多起采用高镍三元电池的电动汽车起火事件，而当大量事故引起广泛关注后，关于该电池体系的安全性研究才随之增多，电池安全研究于电池电化学性能研究的滞后性是电池安全研究中的一个鲜明特点。为了满足电动化浪潮带来的高安全、高能量密度要求，人们期望在锂离子电池中采用不可燃电解质或固态电解质，以彻底解决电池的安全性问题同时达到高能量密度。然而，电池安全性不仅与电池内部材料本身的热稳定性相关，还与材料之间的相互作用、电池内部的复杂环境息息相关。近期中国科学院物理研究所Chen等的工作显示，即使是采用了具有高热稳定性的固态电解质，在与金属锂接触的情况下，高温依然会发生热失控，且金属锂会受到温度的驱动，向固态电解质内部生长，进一步降低热失控的临界温度。清华大学Hou等报道了采用不可燃新型电解液的电池，由于锂盐和嵌锂态负极的剧烈反应，电池在高温下依然会发生热失控。这些结果说明，单维度提升锂电池安全性的设想往往是片面的，新体系的引入很有可能导致电池热失控反应链条的重构，从而使原本的安全预防预警措施不再生效，也很可能是新型锂电池体系容易出现安全事故的深层次原因之一。综上所述，为了在发展高能量密度电池的同时保证电池的安全性，研究者们需要在优化电芯电化学性能的同时，尽快同步地开展前瞻性电池安全性验证和研究。只有清晰全面地认识电池热失效机制和各个维度安全性的影响因素，才能在应用阶段做好电池的有效安全预防。图8给出了电池领域新材料和新技术从基础研究到规模量产的技术成熟周期。可以看出，一个新型技术的大规模应用需要投入巨额的人力物力，花费数十年的时间，才能真正实现量产。然而，电池的安全性验证却往往在电池接近量产的阶段才展开，且往往以通过电池安全测试标准为目的，无法系统深入地了解电池在全生命周期、实际复杂工况下的安全行为和内在机理，为日后的安全事故埋下隐患。对于早期的电池体系，由于能量密度不高，安全性问题并不突出，而最新的锂离子电池电芯能量密度已经可以达到300 Wh/kg以上，产学界广泛关注的锂电池新技术和新体系能量密度更高。这些具有高能量密度特性的新技术和新体系面临着更为严峻的安全性挑战，因此，将电池的安全性研究和验证步骤尽可能提前，在基本确定电芯结构后尽可能早地开展电池安全测试与机理研究工作，才有望在真实量产阶段前期就做好准备，摸清其安全性特征与行为，设计好对应的防护、预警措施。图8 电池领域新技术的成熟周期与高能量密度新体系的安全性研究目前，下一代化学储能电池的材料体系尚未有定论，可能用于新一代锂离子电池的新材料包括富锂材料、无锂高容量正极材料、硅基负极材料、锂金属负极材料、固态电解质等，如果考虑使用锂金属负极，锂电池概念的外延还可进一步扩展。然而从学术报道来看，与新材料热行为和新体系实用安全性相关的内容却鲜有报道，目前对绝大部分新型锂电池体系的安全性认知尚处于未知或初期阶段。本文所综述的研究方法既可以用于研究现有商业化锂离子电池的安全性，也可以从材料层级提前理解新型锂电池材料体系的热稳定性，并基于模拟仿真方法预测其电芯和系统的安全性，这对选定下一代锂电池的技术路线，保障高能量密度锂电池新技术平稳落地，具有重要指导意义。

高仿真模拟火场高危环境的燃烧模拟环境实验室，近日在上海东华大学建成。东华大学5日披露，该实验室拥有一个模拟中国人体型构造、可在不同活动姿势下精准感知高温热流、精确预报身体皮肤烧伤程度的燃烧假人。这对研发热防护新型服装材料，科学合理设计热防护装备，有效遏制火灾、战场和热辐射等危险环境对人体造成的热伤害，具有重大科学价值。　　前身为中国纺织大学的上海东华大学，一直致力于推动中国功能防护服装的创新和评价研究，东华“火人”是其服装生物假人家族30年来的最新成员，它的“兄长”“神五假人”、“神七假人”曾在模拟环境气候条件下试穿宇航服，为神舟系列载人航天工程中宇航员在舱内外安全行走提供了科学保障。　　“火人”设计项目负责人、东华大学服装设计与工程系主任李俊介绍，燃烧假人系统依据中国成年男性的体型度身定制的，身体表面均匀分布135个高温传感器，各部位关节都可活动，能模拟人体的多种着装姿态。　　据介绍，如何准确评价消防服、阻燃耐高温作业服等特种服装的防护性能，是个困扰业界的难题。普遍使用的面料燃烧实验，无法反映其对人体作用的实际效果，容易在使用中造成防护不足。有了“火人”，它就可以穿着成衣在“火海”中走一遭，其拥有的精密仪器可对人体的实际防护效果作出准确评估。　　据悉，该实验室是中国内地第一个燃烧假人实验室，综合运用了生物传热分析技术、材料改性技术、人机工程制造技术、传感器技术、燃烧工程和自动控制技术等，达到了国际领先水平。

雁栖湖畔，北京怀柔综合性国家科学中心（怀柔科学城）正成为全国重大科技设施平台高度集聚的区域之一！2017年5月，国家发改委、科技部正式批复北京怀柔综合性国家科学中心建设方案，明确以怀柔科学城为核心承载区进行建设，建成与国家战略需要相匹配的世界级原始创新承载区，成为战略性、前瞻性基础研究新高地、综合性国家科学中心集中承载地、生态宜居创新示范区。截止目前，怀柔科学城已围绕物质、空间、生命、地球系统和信息与智能五大科学方向，布局了40余个大科学装置、科教设施和交叉研究平台，涉及的仪器装备超过10000台/套。五个大科学装置介绍高能同步辐射光源高能同步辐射光源（HEPS），主要由加速器、电子储存环、光束线和实验站组成。工程目标为：电子储存环中，电子束的能量为6千兆（60亿）电子伏特，发射度小于0.06纳米弧度，亮度在世界上最高，高性能光束线站容量不少于90个，首期建设14条光束线和相应的实验站。该装置是用来观察微观世界在分子和原子尺度上的结构、功能，以及动态变化过程的大科学装置。打个比方，就是用来探测微观世界的“巨型X光机”，或者是“超级显微镜”。该装置的建筑外形像一个放大镜，寓意为“探测微观世界的利器”。建成以后将成为世界上亮度最高的第四代同步辐射光源，是我国的第5个同步辐射光源，也是我国能量最高的同步辐射光源，为基础科学和应用科学研究领域提供先进的实验平台，满足非平衡态、非线性、局域个体、复杂体系等前沿问题的研究需求。项目法人单位为中科院高能物理研究所，占地面积976亩，建筑面积12.5万平方米，总投资47.6亿元，2019年6月开工建设，建设周期6.5年，预计2025年建成投入使用。综合极端条件实验装置综合极端条件实验装置，是国际上第一个把极低温、超高压、强磁场、超快光场等极端条件结合在一起的用户装置。科研人员利用该装置进行科学研究活动，有可能在发现新型高温超导体、突破非常规超导机理、突破量子计算核心技术、实现物性超快调控和晶格振动实时成像等研究领域，取得国际一流的研究成果，提高我国在物质科学及相关领域的基础研究与应用基础研究的综合实力。项目法人单位为中科院物理研究所，占地面积130亩，建筑面积4.8万平方米，总投资13.8亿元，2017年9月开工建设，建设周期6年，2023年建成投入使用。多模态跨尺度生物医学成像设施多模态跨尺度生物医学成像设施，融合光、声、电、磁、核素、电子等成像模态，提供从埃米到米，跨越10个空间尺度；从微秒到一年，跨越10个时间尺度，打通尺度壁垒、整合多模态信息，全景式揭示基因表达、分子构象、细胞信号、组织代谢及功能网络的时空动态和内在联系，精准描绘生命活动基本原理和疾病发病机制的全景图，全面开拓成像组学新学科，为生物医学研究提供革命性的新工具、新技术、新方法，为阐明大脑认知的基本原理，了解疾病发病的机制，为生命科学基础研究、现代农业、生物技术、公共生物安全、人口与健康等生命健康各领域提供科学支撑。项目法人单位为北京大学，占地面积100亩，建筑面积7.2万平方米，总投资17.2亿元，2020年3月开工建设，建设周期4.5年，预计2024年建成投入使用。地球系统数值模拟装置地球系统数值模拟装置，建成我国首个具有自主知识产权，以地球系统各圈层数值模拟软件为核心，软、硬件指标相适应，规模及综合技术水平位于世界前列的专用地球系统数值模拟装置。装置中文名为“寰”，英文名为“EarthLab”。“寰”将研究地球系统的大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈、生物圈的物理、化学、生物过程及其相互作用，探究上述相互作用对地球系统整体和我国区域环境的影响 融合模拟与观测数据提高预测的准确性，提高气候变化大气污染、暴雨等预测水平；为国内外地球系统领域科研人员提供综合的实验研究平台，促使地学领域实现跨越式发展，为我国防灾减灾、应对气候变化、大气环境治理等重大问题提供科学支撑。项目法人单位为中科院大气物理研究所，占地面积40亩，建筑面积2.4万平方米，总投资12.6亿元，2018年9月开工建设，建设周期4年，2022年正式投入使用。空间环境地基综合监测网（子午工程二期）空间环境地基综合监测网（子午工程二期），利用沿东经100度、120度、北纬40度、30度附近的31个综合性观测台站，形成覆盖中国的“两纵两横”地基监测网，综合采用无线电、地磁、光学和探空火箭等多种探测手段，对我国区域的电离层、中高层大气、地磁形成网络化的监测能力（“三网”）；在极区高纬、北方中纬、海南低纬、青藏高原4个重点区域建设国际先进的大型监测设备，开展对空间环境的精细“显微”探测（“四聚焦”）；建设一系列先进的太阳-行星际监测设备，形成对日地空间全链条的监测能力（“一链”）。项目法人单位为中科院国家空间科学中心，占地面积10亩，建筑面积1.2万平方米，总投资2.1亿元，2019年7月开工建设，建设周期4年，2023年建成投入使用。ACCSI2023大型科学仪器装置发展论坛2023年5月19日下午，借助2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI 2023）契机，在北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会的指导下，仪器信息网携手北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司组织大型科学仪器装置发展论坛，将着重研讨以下内容：——科学设施平台的模块化服务能力、对产业的支撑能力，以及平台服务能力与产业需求之间的响应关系；——科学设施建设、升级过程中科学仪器的需求、技术瓶颈的攻关以及关键设备的研制；——重大科研成果的产出以及高价值知识产权的创造、运用与保护；——科学设施平台的开放共享、交流合作以及创新生态环境的营造。欢迎仪器企业、创新主体、科技服务机构以及科研院所等人员莅临，论坛现场报名大科学装置参观学习活动，近距离感受高能同步辐射光源、综合极端条件实验装置、多模态跨尺度生物医学成像设施等“国之重器”的魅力。一、时间地点2023年5月19日（星期五）13:30-17:00北京雁栖湖国际会展中心 大宴会厅B二、组织机构指导单位：北京市怀柔区人民政府、北京怀柔科学城管委会主办单位：仪器信息网（instrument.com.cn）承办单位：北京怀柔科学城建设发展有限公司、北京怀柔仪器和传感器有限公司三、会议日程（以会议召开当天为准）大型科学仪器装置发展论坛13:30-13:40 （一）领导致辞丁明达 北京怀柔科学城党工委委员，怀柔科学城管委会副主任，怀柔区人民政府副区长（兼）13:40-14:00 （二）推介解读北京怀柔综合性国家科学中心科学设施平台建设进展及开放运行机制探索——杨昊天 北京怀柔区政协副主席，怀柔科学城管委会设施平台处处长14:00-16:00 （三）主旨演讲14:00-14:301.综合极端条件实验装置建设与科研仪器研制进展——程金光 中国科学院物理研究所副所长，研究员14:30-15:002.公里级大气环境预报溯源系统及碳反演应用——王自发 中国科学院大气物理研究所研究员，地球系统数值模拟装置区域高精度环境模拟系统组负责人15:00-15:303.高能同步辐射光源的应用和发展——董宇辉 中国科学院高能物理研究所副所长，研究员，高能同步辐射光源工程常务副总指挥15:30-16:004.空天极限力学大型科研设施发展与需求——黄河激 中国科学院力学研究所副所长，研究员16:00-17:00（四）自由交流四、联系方式联系人：高老师手机：15574817041邮箱：gaolj@instrument.com.cn 关于ACCSI 2023为促进中国科学仪器行业健康快速发展，搭建科学仪器行业“政、产、学、研、用、资、媒”等各方有效交流平台，助推北京市“两区”建设，服务首都科技创新，“2023第十六届中国科学仪器发展年会（ACCSI2023）”将于2023年5月17-19日在北京雁栖湖国际会展中心召开。ACCSI2023以“创新发展 产业互联”为主题，由仪器信息网（instrument.com.cn）主办，中国仪器仪表学会分析仪器分会、南京市产品质量监督检验院、我要测网（woyaoce.cn）、北京怀柔仪器和传感器有限公司等单位协办，中国仪器仪表行业协会、中国仪器仪表学会等单位支持。官网链接：https://accsi.instrument.com.cn/ 联系方式:报告及参会报名：010-51654077-8229 13671073756 杜女士赞助及媒体合作：010-51654077-8015 13552834693魏先生微信添加accsi1或发邮件至accsi@instrument.com.cn （注明单位、姓名、手机）咨询报名。

两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的宝瓶座海底实验室，模拟执行太空任务。　　新浪科技讯 北京时间5月8日消息，据美国太空网报道，美国宇航局计划于近期展开一次海底实验，模拟执行太空任务。届时，两名宇航员、一名海底工程师和一名经验丰富的科学家将会置身于佛罗里达东海岸的海底，模拟执行太空任务，从而检验外太空探测的新理念，掌握更多有关在极端恶劣环境下进行工作的知识。　　美国宇航局5月4日宣布，将于本月10日开始进行第14次海底实验，为期14天。这次实验是NASA名为“极限环境任务实施”(NEEMO)项目的一部分。　　加拿大宇航局宇航员克里斯-哈德菲尔德是此次海底实验的领导者。克里斯是一名资深宇航员，有过多次太空行走经历。从本月10日起，克里斯将带领其他参加实验的人员，在“宝瓶宫”海底实验室体验太空生活环境，展开模拟执行太空任务的实验。　　据悉，美国宇航局(NASA)在佛罗里达州Key Largo附近的海底建立了一个名为宝瓶宫(Aquarius)的海底模拟实验室。这个能容纳6个人的实验室能够训练宇航员在模拟的环境下熟悉太空飞行，并开展一系列科学实验训练。宝瓶宫模拟器长14米，宽3米，装备有全套的设备，位于海面一下18米。借助于这个模拟器，宇航员不必要再等候轮到登上航天飞机或者进入国际空间站的机会去体验太空生存环境。　　本月10日开始的此次海底模拟实验，将会利用海床模拟其他行星的表面和低重力环境。为准备此次海底实验，2009年10月潜水员在宝瓶宫模拟器附近放置了着陆器、探测车和模拟机械臂的小型吊车。　　模拟执行太空任务　　据悉，执行此次海底模拟实验的成员将会在宝瓶宫海底实验室内生活、进行模拟太空行走、操纵小型吊车来移动实验室，这同在外星球上搭建宿营地非常相似。　　当潜水员执行操作并检测这些技术时，将会为美国宇航局工程技术人员提供非常有价值的信息和反馈。预计在此次的海底实验中，实验人员将会从着陆器上取下一个模拟月球车、从着陆器上取下少量荷载并模拟将一名失去行动能力的宇航员从海床转送回舱内。　　据了解，此次试验的着陆器和探测车模拟器同美国宇航局考虑用于未来行星探测的着陆器和探测车大小相仿。模拟着陆器的宽度比一辆校车的长度还要大，几乎是其三倍高。宽13.7米，高8.5米，有一个3米高的吊车。模拟探测车比一辆SUV稍大，高2.4米，长4.3米。　　训练海中溅落　　哈德菲尔德2001年4月份航天飞机执行STS-100任务时，执行过两次太空行走任务，操纵国际空间站的Canadarm2机械臂。1995年他还在STS-74任务中，执行过大量操纵航天飞机Canadarm的任务。其他参加此次海底实验的人员包括，美国宇航局宇航员兼太空飞行医生托马斯-马斯伯恩，“月球车”副项目经理安德鲁和科学家史蒂夫-夏贝尔。北卡罗来纳大学的詹姆斯和内特-本德是建设外星球露营地的技术人员，他们将会提供工程技术支持。　　在宝瓶宫实验室内时，实验小组将会进行生命科学实验，主要关注在极端环境下人们的行为、表现和心理。此次实验还将对自动开展工作展开研究。也就是说，实验中将会有一段时间成员间的通信和任务控制中心的通联将受到限制，这中状况在未来人类探索火星或月球时也将会遇到。　　据悉，宝瓶宫实验室归属于美国国家海洋和大气管理局，由北卡罗来纳大学操作运行。

Q8/UV紫外光加速老化试验机Q8/UV紫外光加速老化试验机主要用于模拟对阳光、潮湿和温度对材料的破坏作用；材料老化包括褪色、失光、强度降低、开裂、剥落、粉化和氧化等。紫外光加速老化试验机通过模拟阳光、冷凝、模仿自然潮湿，试样在模拟的环境中试验几天或几周的时间，可再现户外可能几个月或几年发生的损坏。Q8/UV紫外光加速老化试验机中，紫外灯的荧光紫外等可以再现阳光的影响，冷凝和水喷淋系统可以再现雨水和露水的影响。整个的测试循环中，温度都是可控的。典型的测试循环通常是高温下的紫外光照射和相对湿度在100％的黑暗潮湿冷凝周期；典型应用在油漆涂料、汽车工业、塑胶制品、木制品、胶水等。 模拟阳光阳光中的紫外线是造成大多数材料耐久性能破坏的主要因素。我们使用紫外灯来模拟阳光中的短波紫外部分，它产生很少的可见光或红外光谱能量。我们可以根据不同的测试要求选择不同波长的UV紫外灯，因为每种灯在总的紫外线辐照能量和波长都不一样。通常，UV灯管可分为UVA和UVB两种。Q8/UV灯管UVA-340灯管：UVA-340 灯管可极好地模拟太阳光中的短波紫外光，即从365 纳米到太阳光截止点 295 纳米的波长范围。UVB-313灯管：UVB-313 灯管发出的短波紫外光比通常照射在地球表面的太阳紫外线强烈，从而可以**程度的加速材料老化。然而，该灯管可能会对某些材料造成不符合实际的破坏。UVB-313 灯管主要用于质量控制和研究开发，或对耐候性极强的材料运行测试。UVA-351灯管：模拟透过窗玻璃的阳光紫外光，它对于测试室内材料的老化**为有效。潮湿冷凝环境在很多户外环境中，材料每天的潮湿时间可长达12小时。研究表明造成这种户外潮湿的主要因素是露水，而不是雨水。Q8/UV通过独特的冷凝功能来模拟户外的潮湿侵蚀。在试验过程中的冷凝循环中，测试室底部蓄水池中的水被加热以产生热蒸气，并充满整个测试室，热蒸汽使测试室内的相对湿度维持在100％，并保持一个相对高温。试样被固定在测试室的侧壁，从而试样的测试面曝露在测试室内的环境空气中。试样向外的一面暴露在自然环境中具有冷却效果，导致试样内外表面具备温差，这一温差的出现导致试样在整个冷凝循环过程中，其测试面始终有冷凝生成的液态水。由于户外曝晒接触潮湿的时间每天可以长达十几小时，因此典型的冷凝循环一般持续几个小时。Q8/UV提供两种潮湿模拟方法。应用**多的是冷凝方法，它是模拟户外潮湿侵蚀的**方法。所有的Q8/UV型号都可运行冷凝循环。因为有些应用条件也要求使用水喷淋以达到实际的效果，所以有些Q8/UV型号既可运行冷凝循环又可运行水喷淋循环。温度控制在每个循环中，温度都可控制在一个设定值。同时黑板温度计可以监控温度。温度的提高可以加速老化的进程，同时，温度的控制对于测试的可再现性也是很重要的。水喷淋系统对于某些应用而言，水喷淋能更好地模拟**终使用的环境条件。水喷淋在模拟由于温度剧变和由于雨水冲刷所造成的热冲击或机械侵蚀是非常有效的。在某些实际应用条件下，例如阳光下，聚集的热量由于突降的阵雨而迅速消散时，材料的温度就会发生急剧变化，产生热冲击，这种热冲击对于许多材料而言是一种考验。Q8/UV的水喷淋可以模拟热冲击和/或应力腐蚀。喷淋系统有12个喷嘴，在测试室的每一边各有6个；喷淋系统可运行几分钟然后关闭。这短时间的喷水可快速冷却样品，营造热冲击的条件。照射强度控制：可选选配照射强度控制选件可得到**型和重复性好的测试结果；光强控制系统允许用户根据不同的测试要求设置不同的光照强度。通过其反馈回路装置**控制照射强度；同时也可以延长荧光灯的使用寿命 Q8/UV紫外光加速老化试验机主要技术指标型号 ModelQ8/UV3Q8/UV2 Q8/UV1UV 照射 Exposure●●●冷凝 Condensation●●●光照控制 Irradiancs Control●● 可调光线 Adjustable irradiance●● 喷水 Water Spray● 热冲击 Thermal Shock● 自动侦路 Self-diagnostics●●●灯泡数量 Lamp Q' ty紫外线灯管 8 支，备品 4 支 Ultravloiet lamp 6pcs, spares 4 pcs (美国Q-LAB,Q-Panel,美国ATLAS,UVA340,UVB313,UVC351)记录器 Recorder选配 (Optional)辐射计 Q8-CR Calibration Radiometer选配 (Optional)机器辐射强度：1.0W／m2／340nm以内可调1.1W／m2／313nm以内可调UV 温度 Temp50 ℃ -75 ℃冷凝温度 Condensation Temp40 ℃ -60 ℃测试容量 Test Capacity48pcs 片/se spray（ 75 x 150m m ）50pcs片/basic （ 75 x 150m m ）水凉及耗量 Water蒸馏水每分钟 蒸馏水每日 8 公升体积 Dimension(W x D x H)137 x 53 x 136cm重量 Weight136kg电源 Power1 &psi ， 120V/60Hz,16A or 230V/50Hz, 9A,1800W(max)Q8/UV紫外光加速老化试验机测试方法通用&bull ISO 4892-1 Plastics- Methods of exposure to laboratory light sources-Part 1: General Guidance&bull ASTM G-151, Standard Practice for Exposing Nonmetallic Materials in Accelerated Test Devices that Use Laboratory Light Sources&bull ASTM G-154, Standard Practice for Operating Fluorescent Light Apparatus for UV Exposure of Non-Metallic Materials&bull British Standard BS 2782: Part 5, Method 540B (Methods of Exposure to Lab Light Sources)&bull SAE J2020, Accelerated Exp. of Automotive Exterior Materials Using a Fluorescent UV/Condensation Apparatus&bull JIS D 0205, Test Method of Weatherability for Automotive Parts (Japan)&bull GB/T 16422.1，塑料实验室光源暴露试验方法 第1部分：总则________________________________________涂料&bull ISO 11507, Paints & varnishes-Exposure of coatings to artificial weathering-Exposure to fluorescent UV and water&bull ISO 20340, Paints & varnishes &ndash Performance requirements for protective paint systems for offshore andrelated structures&bull ASTM D-3794, Standard Guide for Testing Coil Coatings&bull ASTM D-4587, Standard Practice for Light/Water Exposure of Paint&bull US Government, FED-STD-141B&bull US Govt., Federal Specification TT-E-489H, Enamel, Alkyd, Gloss, Low VOC Content&bull US Govt., Federal Specification TT-E-527D, Enamel, Alkyd, Lusterless, Low VOC Content&bull US Govt., Federal Specification TT-E-529G, Enamel, Alkyd, Semigloss, Low VOC Content&bull US Govt., Federal Specification TT-P-19D Paint, Latex, Acrylic Emulsion, Ext. Wood & Masonry&bull NACE Standard TM-01-84 Procedures for Screening Atmospheric Surfaced coatings&bull GM4367M Topcoat Materials - Exterior&bull GM 9125P Laboratory Accelerated Exposure of Automotive Material&bull Korean Standard M5982-1990, Test Method for Accelerated Weathering&bull Spanish Std, UNE 104-281-88 Accelerated Testing of Paints and Adhesives with Fluorescent UV Lamps&bull Israeli Standard No. 330, Steel Windows&bull Israeli Standard No. 385, Plastic Windows&bull Israeli Standard No. 935, Road Marking Paint&bull Israeli Standard No. 1086, Aluminum Windows&bull NISSAN M0007, Fluorescent UV/Condensation Test&bull JIS K 5600-7-8, Testing Methods for Paints&bull MS 133: Part F16, Methods of Test for Paints and Varnishes: Part F16: Exposure of Coatings to Artificial Weathering- Exposure to Fluorescent UV and Water (ISO 11507)&bull NBR-15.380 Paints for buildings&ndash Methods for performance evaluation of paints for non-industrial buildings &ndash Resistance to UV irradiation/water vapor condensation, by accelerated test&bull prEN 927-6 Paints & varnishes&ndash Coating materials and coating systems for exterior wood &ndash Pt. 6: Exposure of wood coatings to artificial weathering using fluorescent UV and water&bull GB/T 12967.4，铝及铝合金阳极氧化 着色阳极 氧化膜耐紫外光性能的测定________________________________________纺织品&bull AATCC Test Method 186, Weather Resistance: UV Light and Moisture Exposure&bull ACFFA Test Method for Colorfastness of Vinyl Coated Polyester Fabrics________________________________________印刷油墨&bull ASTM F1945, Lightfastness of Ink Jet Prints Exposed to Indoor Fluorescent Lighting ________________________________________橡胶&bull GB/T 16585，硫化橡胶人工气候老化（荧光紫外灯）试验方法________________________________________电工电子产品&bull GB/T 19394，光伏（PV）组件紫外试验type the link here________________________________________粘合剂和密封剂&bull ASTM C 1501, Standard Test Method For Color Stability of Building Construction Sealants as Determined byLaboratory Accelerated Weathering Procedures&bull ASTM C-1184, Specification for Structural Silicone Sealants&bull ASTM C-1442, Standard Practice for Conducting Tests on Sealants Using Artificial Weathering Apparatus&bull ASTM D-904, Standard Practice for Exposure of Adhesive Specimens to Artificial Light&bull ASTM D-5215, Standard Test Method for Instrumental Evaluation of Staining of Vinyl Flooring by Adhesives&bull American Plywood Assn., Approval Procedures for Synthetic Patching Materials, Section 6&bull Spanish Std, UNE 104-281-88 Accelerated Testing of Paints and Adhesives with Fluorescent UV Lamps________________________________________塑料&bull ISO 4892 Plastics - Methods of Exposure to Laboratory Light Sources-Part 3: Fluorescent UV Lamps&bull DIN 53 384, Testing of plastics, Artificial Weathering and Exposure to Artificial Light&bull Spanish Standard UNE 53.104 (Stability of Plastics Materials Exposed to Simulated Sunlight)&bull Israeli Standard No. 385, Plastic Windows&bull JIS K 7350, Plastics - Methods of Exposure to Laboratory Light Sources-Part 3: Fluorescent UV Lamps&bull ASTM D-1248, Standard Specification for Polyethylene Plastics Extrusion Materials for Wire and Cable&bull ASTM D-4329, Standard Practice for Light/Water Exposure of Plastics&bull ASTM D-4674, Test Method for Accelerated Testing for Color Stability of Plastics Exposed to IndoorFluorescent Lighting and Window-Filtered Daylight&bull ASTM D-5208, Standard Practice for Exposure of Photodegradable Plastics&bull ASTM D-6662, Standard Specification for Plastic Lumber Decking Boards&bull ANSI C57.12.28 Specification for Accelerated Weathering of Padmounted Equipment Enclosure Integrity&bull ANSI, A14.5 Specification for Accelerated Weathering of Portable Reinforced Plastic Ladders&bull Edison Electrical Inst. Specification for Accelerated Weathering of Padmounted Equip. Enclosure Integrity&bull Wisconsin Electric Power Specification for Polyethylene Signs&bull GB/T 18950，橡胶和塑料软管 静态下耐紫外线性能测定&bull GB/T 16422.3，塑料实验室光源暴露试验方法 第3部分：荧光紫外灯________________________________________屋顶材料&bull ASTM D-4799, Test Method for Accelerated Weathering of Bituminous Roofing Materials&bull ASTM D-4811, Standard Specification for Nonvulcanized Rubber Sheet Used as Roof Flashing&bull ASTM D-3105, List of Test Methods for Elastomeric and Plastomeric Roofing & Waterproofing&bull ASTM D-4434, Standard Specification for PVC Sheet Roofing&bull ASTM D-5019, Standard Specification for Reinforced Non-Vulcanized Polymeric Sheet Used in Roofing Membrane&bull ANSI/RMA IPR-1-1990 Req. for Non-Reinforced Black EPDM Sheet for Roofing Membrane&bull ANSI/RMA IPR-2-1990 Req. for Fabric-Reinforced Black EPDM Sheet for Roofing Membrane&bull ANSI/RMA IPR-5-1990 Req. for Non-Reinforced Non-Black EPDM Sheet for Roofing Membrane&bull ANSI/RMA IPR-6-1990 Req. for Fabric-Reinforced Non-Black EPDM Sheet for Roofing Membrane&bull British Standard BS 903: Part A54 Annex A & D, Methods of Testing Vulcanized Rubber&bull CGSB-37.54-M, Canadian General Standards Board Spec. for PVC Roofing & Waterproofing Membrane&bull DIN EN 534, Corrugated bitumen sheets&bull EOTA TR 010, Exposure procedure for artificial weathering&bull RMA Specification for Reinforced Non-Vulcanized Chlorosulfonated Polyethylene Sheet for Roofing Membrane________________________________________复合材料&bull Israeli Standard No. 385, Anodic Coatings on Aluminum________________________________________ 广东宏展科技有限公司Guangdong Hongzhan Technology Co.,Ltd.地址:广东省东莞市常平镇土塘长城聚怡工业园蹇小东 Jian Xiao DongPhone:13688992830Tel:0769-82204676 400-0000-217Fax:0769-83730860E-mail:jxd@oven.cc http://www.oven.cc-广东- -昆山- -北京- -重庆- -长沙- -香港- 您的产品能否适应万变的气候？模拟环境试验,宏展可以做到！Your Product to adapt to a changing climate?Simulation environment testing, hongzhan can be done!

随着可再生能源的快速发展,太阳能光伏产业正在蓬勃成长。为了测试太阳能电池的发电效率,需要使用太阳光模拟器进行室内模拟。LED光源由于具备节能、寿命长等优点,已成为太阳光模拟器的主流灯源之一。但在应用时,LED灯源也存在一些缺点和限制。本文将讨论LED太阳光模拟器在测试钙钛矿太阳能电池时的优劣分析。什么是LED?LED (Light Emitting Diode) 是一种二极管照明装置,它能把电能转换成光能。是由一个半导体材料制成的,当电流流过时可发出光。所发之光的颜色可以是红、黄、绿、蓝或白色,是根据不同的半导体材料而定。优点包括高效率、长寿命、节能省电、可调光、快速发亮,绿色环保。因此,LED已经广泛应用于各种照明、显示器和通信系统等领域。LED (Light Emitting Diode) 光源本身拥有许多优点,其中相当著名的特点如下:高效率:转换能效高,目前研发上可以转换85% 的电能为光能。寿命长:寿命非常长,在结温保持在25度的条件下,通常可以达到10,000 小时以上。节能省电:比传统灯具更省电,能减少80% 的能源消耗。可调光:LED 光源可以调节亮度,可以根据环境需求适当调整。快速发亮:点亮速度非常快,在开关时不需要等待时间。环保:LED 产品不含有毒物质,不会对环境造成危害。将LED作为太阳光模拟器灯源又有什么优点?根据LED灯源的特性,太阳光模拟器制造商通常会强调使用LED灯作为太阳光模拟器灯源有下列7点优势:色温可调:可以根据不同的需求,调整色温,用以模拟不同的日照情况。可控性高:可以根据不同的模拟需求,进行亮度和色温的调整。省电:耗电比传统的灯具灯源更低。环保:LED灯源不含有毒物质,对环境无害。寿命较长:LED光源的宣称寿命非常长,可以标榜可达10,000 小时以上,但前提是结温(Junction Temperature)恒定在25°C的条件下应用广泛:可用于各种植物照明、人工智能研究、光学研究、生物研究、摄影棚照明等领域可以模拟多种天气状态,如晴天,阴天等。但LED灯真的这么好吗?长效寿命的定义与迷思LED寿命是指在特定温度条件与特定电流条件下,维持发光亮度至少70%时间的时间。其计算方式是以发光二极管的发光亮度衰减到剩原始亮度的70%,所需经历的时间为作为衡量标准,然而测试实验通常用多个灯泡为一组的实验中进行,当同组平均一半以上数量的LED灯光亮度衰减到70%的时候,其平均时间就是该LED灯泡群体的平均寿命,但寿命长度实验通常是在特定安排的理想使用环境条件下所量测评估的,例如必须控制温度、电流、环境等。常见的控制条件有在结温(Junction Temperature) 25°C下,2 mA特定电流条件下,进行发光强度与时间的寿命监控等等。换言之,一旦使用的环境条件不符该LED灯在实验室量测标准条件,将会大幅影响寿命。用LED作为光伏用太阳模拟器灯源不好吗?实际缺点与潜在问题理论上,更高的驱动电流会增加光输出。但伴随而来的是会增加耗损功率且在最终造成光输出和效率的损失。此外,较高的温度也会导致LED 的正向电压降低,从而使恒流源的耗损功率更高。因此同样地,LED 的主波长、光输出和正向电压相互影响,如下方所列。 (参考资料: NEWARK )光输出与电参数和热参数之间的关系电、热、光,三种要素均会影响LED 的输出特性。图2.解释了光输出与电参数和热参数之间的关联。容易热衰竭的LED灯--光输出随温度升高而降低据文献指出,AlInGaP 四元LED 对热相当敏感,我们可以从实验中了解,白光 LED 的光通量要保持80%,其结温就必须保持在 100°C 以下。而在琥珀色的LED,输出光通量也明显随着结温的升高而急剧下降。上图为结温与光通量的关系。容易随着温度变脸的LED灯----主波长(颜色变化)随温度变化TJ 增加波长或颜色会偏移,LED的主波长取决于结温,我们可以在下列附表中看到依颜色划分的1瓦高亮度的典型值,表中可很明显发现,琥珀色是相当敏感的,因为它会移动 0.09nm/°C。所以我们假设室内照明的环境情境,室温范围为10 至 40 摄氏度,那么在 30 摄氏度的温度范围内,琥珀色的主波长偏移为2.7 纳米 (40 - 10 * 0.09)。场面越热,LED越Down----正向电压随温度降低使用LED的研究人员不能不知道,当温度升高时,VF 降低 2mV/°C,虽然 LED 串联连接时,因为它驱动恒流,所以VF 变化应该不是一个严重的问题。但是如果LED是并联,VF就会随着温度升高而下降,导致电流增加。随着电流增加,TJ 就随之继续增加,导致 VF 更进一步下降,不断交互影响,直至达到平衡。反之,随着低温 VF 增加,就导致电流下降,这可能使得在恒压操作LED灯的环境下难以获得所需的固定光度。热到不想动的LED----寿命随温度降低LED 的可靠性是结温的直接函数,较高的结温往往会缩短LED 的使用寿命。而IES LM-80-08 是一项标准,规范了LED 制造商和照明制造商如何测试LED 组件,用以确定其随时间推移变化的发光性能。而LED 的 L70 寿命就是定义了LED 输出流明在25°C条件下,从100% 降低到70% 所经历的时间(如下图)。LM-80-08 报告用于预测各种温度和驱动电流操作环境下的LED 流明维持率。下图解释了L70寿命与结温之间的关系。据观察,LED 寿命随着结温的升高而降低,在85°C下,LED 寿命均小于1200小时。(参考资料: MDPI)The attained total radiant flux maintenance results of the mid-power blue LEDs, sorted by case temperature and forward current.LM-80-08 报告:中功率蓝色 LED在各外壳温度与正向电流下的LED 流明维持率。(参考资料: MDPI)

由我司全权代理的日本富士电波公司的2台金属热模拟装置，新型双电源式拉压热模拟Thermemcmastor-Z，新型高频加热式扭转热模拟装置THermecmastor-TS在宝钢特钢研究所金属热模拟项竞标中高价胜出。　　这2套装置是继1987年，1991年武钢和宝钢分别导入旧型号热模拟装置Thermecmastor-Z之后，日本公司再次进入中国钢铁业。打破了美国DSI公司Gleeble热模拟近20年独占市场的格局。日本钢铁界拥有富士电波公司仪器达70多台，新日铁等公司已经连续7-8次购买Thermecmastor-Z。相信日本热模拟的导入必定为中国钢铁业的自主创新/自主品牌的建立大有帮助。

关于同意建设国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室的通知　　环境保护部环境规划院：　　你院报送的《国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室建设计划任务书》(以下简称《计划任务书》)收悉。经审核，该实验室建设目标明确，思路清晰，建设内容符合我部环保科技发展需求。经研究，现同意以你院为依托单位，建设国家环境保护环境规划与政策模拟重点实验室(以下简称“重点实验室”)。　　重点实验室建设任务：面向国家环境规划与政策的重大需求，围绕环境形势分析与预测、环境规划情景模拟分析和环境规划政策模拟分析等方向开展研究，创新环境规划与政策制定基础理论方法，发展环境规划与政策制定若干关键技术，构建国家、流域、地区等“数据—模型—系统—成果”一体化的环境规划与政策模型平台。以重点实验室为学术交流与合作平台，促进国内相关领域优势单位和人员的合作交流，培养优秀创新型骨干人才和领军人才。　　重点实验室建设期两年。请你院按照《国家环境保护重点实验室管理办法》的有关规定，围绕《计划任务书》中提出的建设目标和建设内容，建立“开放、流动、联合、竞争”的运行模式，落实资金投入，按期完成重点实验室的各项建设任务。在建设期间，若遇重大事项，及时向我部报告，并按时提交《重点实验室建设情况年度报告》。　　二○一二年三月二十八日

4月23日，长春机械科学研究院有限公司为中国核动力研究院四所研发制造的UO2陶瓷抗断强度试验装置顺利通过中国核动力研究院专家组验收，这是长春机械院为我国重大科研项目提供的又一台高精尖试验测试设备，其技术达到国际先进水平。 该设备在环境模拟、夹具设计、挠度测量、数据采集、温度控制等多方面进行了创新，完全符合GB/T6569-2006《精细陶瓷弯曲强度试验方法》,GB/T14390-2008《精细陶瓷高温弯曲强度试验方法》,JIS R1612-2010《精细陶瓷弯曲蠕变试验方法》。 UO2陶瓷抗断强度试验装置的成功研制，打破国外对我国核动力研究领域的封锁局面， 为我国在常用核动力燃料-UO2陶瓷的高温/常温力学性能研究提供了技术保障。 长春机械院作为中国核工业集团公司试验测试领域战略合作伙伴，先后为核工业集团提供过大吨位超低温电液伺服动静试验机、ITER TF支撑多维加载测试平台、摩擦磨损试验机、高、低周疲劳试验机、电子万能试验机等多批次、多台套高性能试验测试设备。 UO2陶瓷抗断强度试验装置主要用于UO2陶瓷在室温及高温环境下的弯曲强度试验和弯曲蠕变试验。UO2陶瓷是最常用的陶瓷燃料，具有熔点高(2865℃)，高温稳定性好等特点，普遍用于核动力的轻水反应堆中,是核动力研究的重要方向。 中国核动力研究设计院隶属于中国核工业集团公司，是中国唯一集核反应堆工程研究、设计、试验、运行和小批量生产为一体的大型综合性科研基地。是以研究设计核动力为主，带动其它堆型反应堆相关技术研究设计的国家战略高科技研究设计院。在我国高新技术领域和先进能源开发工业体系中占有重要的地位。关注:【长春机械院】微信号:cimachtest

浙江工商大学食品与生物工程学院陈建设教授课题组设计并制作了兼备人舌表面微结构与化学性质的柔性仿生人舌基底应用于口腔软摩擦研究，相关研究成果在口腔软摩擦的体外模拟测试研究中具有重要的应用前景。该成果以“Development of a simulated tongue substrate for in vitro soft “oral” tribology study”为题发表于《Food Hydrocolloids》期刊。尽管近年来在将摩擦学装置应用于口腔摩擦学方面的研究取得了很大进展，但目前广泛应用的体外口腔摩擦学测试技术常使用具有光滑表面的金属与弹性体，对真实舌面的复杂特征及其物理性能的模拟仍不完全。哺乳动物舌表面有着复杂的几何结构，其粗糙度通常在数百微米，主要由富含味蕾细胞的菌状乳突以及底部包含机械感受神经末梢的丝状乳突随机分布构成。人舌的高变形性和复杂的拓扑结构结合唾液的润湿，控制着食物/口腔黏膜和人舌之间的摩擦和润滑。 研究团队在之前研究中，利用结构光学技术对于舌面分区的粗糙度进行人群统计，基于以上研究背景，该团队进一步探究舌面乳突形貌与舌面粗糙度的关系，基于此，设计模型丝状乳突微结构并依据人群特征，制作三类模拟丝状乳突微结构与分布的人舌基底。研究团队采用面投影微立体光刻3D打印技术(nanoArch S140，摩方精密)高效、精准地实现了上述设计微结构的模具制备。图一模拟人舌基底三维模型及利用PDMS浇铸脱膜后的基底的微结构(模具尺寸：79 mm×39 mm由三块25 mm×35 mm区域构成，其中T1，T2，T3区分别分布4900，3760，2600个模拟乳突)图二 T3类模拟人舌基底的体外软摩擦测试结果(T1,T2显示相同趋势)摩擦试验结果显示不同黏度近黏度流体可构建完整构建Stribeck曲线，除此之外，利用模拟人舌基底测试时，边界润滑层获得表观摩擦系数值相较于使用光滑基底出现显著降低(≈1)，与团队原位摩擦测试结果更为接近,证明应用具备一定人舌扑拓结构的基底于体外摩擦测试具有更好的模拟真实口腔软摩擦行为的潜力。 该工作得到国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金青年科学基金的支持。原文链接：https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2021.106991官网：https://www.bmftec.cn/links/10

中国科学技术大学中科院微观磁共振重点实验室杜江峰、林毅恒等人与中科院量子信息重点实验室罗希望等合作，在拓扑相变量子模拟方面取得重要进展。通过发展高自旋离子阱体系的调控技术，实现了对三重简并拓扑单极子的量子模拟，观测到具有不同拓扑荷的单极子之间的相变，并展示了自旋张量在其中的重要作用。该研究结果于2022年12月14日以“Observation of Spin-Tensor Induced Topological Phase Transitions of Triply Degenerate Points with a Trapped Ion”为题，发表在《物理评论快报》上[Phys. Rev. Lett. 129, 250501 (2022)] 。 　　拓扑物态是当前物理研究的前沿和主流领域之一，为新材料、新器件的设计带来了新的思路，乃至对我们深入理解宇宙基本粒子的性质都具有重要的意义。2016年，诺贝尔物理学奖便授予了在拓扑物理学方面做出开创性贡献的三位科学家。拓扑源自于数学，指在局部的连续变化下保持不变的整体性质。比如面包圈和茶杯拓扑等价，这是由于他们都有一个穿透的洞，而洞的个数是一个拓扑性质，对应拓扑荷。科学家发现，拓扑在凝聚物质的一些物理特性上也起到关键作用，这些物理特性不依赖样品的细节，完全由系统状态的整体拓扑性质确定。而拓扑相变——具有不同拓扑性质的状态之间的转变——一定是不连续的跃变。例如在一些半金属材料中，能带简并点形成的类似单极子的拓扑结构可以具有不同的拓扑荷，探索他们之间的拓扑相变是目前的前沿研究方向之一。同时，简并点附近的准粒子激发表现出类似基本粒子的行为，探索其拓扑相变对于探索新型粒子也具有重要意义。 　　此项研究针对拓扑相变中的一类重要的费米子——三重简并费米子模型进行实验模拟。该模型对应自旋为1的拓扑单极子，在近期的研究中受到广泛关注。然而，在固体材料体系中，直接观测这种三重简并点的拓扑相变需要复杂的调控，目前难以实现。因此，高度可控的量子模拟器为研究拓扑现象提供了新的途径。这项研究中，通过使用在超高真空环境束缚的铍离子，结合微波、射频等的精准调控，构建多能级的量子体系，可以有效的观测自旋为1的拓扑单极子的行为。通过调控实验参数，研究人员清晰的观测到量子态的拓扑相变，并且提取出高阶自旋张量在其中的贡献(图1所示)。该工作发展出的高度可调控的多能级束缚离子系统，为研究高自旋物理提供了良好的平台，并为进一步研究新奇高阶拓扑简并态以及其他拓扑单极子现象铺平了道路。图1. 自旋为1的拓扑量子模拟实验结果。左图：实验观测到的拓扑相变行为，其中 β-2 对应拓扑荷为2， β-2 对应拓扑荷为0；不同颜色的数据代表拓扑相变中各种分量的贡献，其中黄色数据代表张量部分的贡献，实线为对应的理论预测结果。右图：实验观测张量椭球在拓扑相变点 β≈-2 附近的几何环绕行为。自旋张量椭球在参数空间中特定回路的演化，可以清晰的反应张量对拓扑荷的贡献。研究中使用的离子阱实验系统属于近几年迅速发展起来的高自旋量子模拟器。中科院微观磁共振重点实验室杜江峰院士、林毅恒教授带领团队从无到有搭建了实验平台，并成功发展了一系列新型的高自旋操控技术，包括使用动力学去耦将三能级状态相干时间提高一个数量级[Phys. Rev. A. 106, 022412 (2022)]；通过解析模型辅助的形状脉冲，以实现四能级系统的两个近邻跃迁之间的快速普适调控[Phys. Rev. Applied. 18, 034047 (2022)]。上述工作为本文的研究奠定了核心实验基础。中科院量子信息重点实验室罗希望教授、美国德克萨斯大学达拉斯分校张传伟教授为本文的工作提供核心理论支持。 　　审稿人高度评价该工作，指出“...importantly, the spin-tensor-momentum-coupling could be generated for spin-1 systems and induce intriguing quantum phenomena different from spin-1/2 ones. This work is of interest and importance.”(“……重要的是，自旋-张量-动量的耦合可以通过自旋为1的系统生成，导致与自旋1/2不同的有趣的量子现象。这个工作是有意思的和重要的。”) 　　中科院微观磁共振重点实验室博士研究生张梦翔、李岳以及袁新星博士为该论文共同第一作者，杜江峰院士、林毅恒教授和罗希望教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、中科院、科技部、安徽省的资助。

英国《自然》杂志近日发表一项工程学突破，包括美国西北大学科学家在内的研究团队研发了一种飞行装置，其受到风力传播的植物种子启发，未来可应用于环境监测或通信。这种飞行装置可以携带有源电子载荷，从而可在一定范围建立无电池无线设备。　　植物种子有各种形状和大小，其中一些可利用风力传播，散播遗传物质扩大种群繁殖。这些种子形状可分为四类：降落伞形，如蒲公英；滑翔机形，如翅葫芦；直升机形，如梣叶槭和大叶枫；扑翼或飞旋形，如毛泡桐或臭椿。　　受风力传播种子的启发，包括美国西北大学研究人员约翰罗杰斯在内的科学家们，此次设计了一系列飞行器，大小从微型（小于1毫米）到大型（大于1毫米）。他们使用模拟和风洞实验，研究了改变设计参数（如飞行器直径、结构和翼型）的空气动力学影响。在直升机型和飞旋形种子中，旋转行为加强了这些装置的稳定性和飞行行为。这些设计可以集成简单电子器件，其中一例包含有一个检测空气颗粒物的电路。　　研究团队表示，这类在空气中具有良好滞空性的、以风为动力的被动驱动微飞行器，可以成功地在飞行器上集成电子电路功能模块，从而实现空气污染物监测等功能。该类微飞行器在空气中还具有非常缓慢的下落速度——约0.28m/s，只有雪花平均下落速度的1/8左右，而且微飞行器的旋转下落模式为其提供了较好的飞行稳定性。除此之外，它还可以像植物种子一样广泛播撒，有望成为物联网的节点，构建具有空间深度与时间广度的低成本实时监测系统，助力未来疫情监测与病毒防控。　　同时发表的新闻与观点文章中，美国康奈尔大学科学家E法里尔赫尔博灵写道：“这些装置可以构成动态传感器网络，用于环境监测、无线通信节点，或基于互联网连接设备网络即物联网的各种技术”。赫尔博灵补充说，需要做进一步工作，以理解飞行器在风中会有怎样的行为，以及其他设计（降落伞形和滑翔机形飞行器）表现如何，但她认为目前的成果为增进飞行器能力铺平了道路。