2018年12月31日，清華大學(xué)電機系何金新的良教授、李琦副教授及合作者在《自然·納米技術》（Nature Nanote筆地chnology，影響因子37.49）雜志上在線發我服(fā)表了題為《利用超順磁納米顆粒實現聚合物電損傷自修複》（Sel能相f-healing of electr刀國ical damage in po女那lymers using superparam我校agnetic nanoparticles）的研究愛計論文。該論文提出了在固态絕緣材料中實購去現電損傷自修複的方法，首次實現了絕緣材料在冷為遭受電樹破壞後(hòu)電樹通道(dào)的自愈合與絕緣性能(n白內éng)的自恢複，同時(shí)保持材料的基礎電氣性能(n鐘科éng)不受影響。該自修複策略廣泛适用拍光于聚烯烴等熱塑性聚合物絕緣材料，為大幅提升電力水商電纜等電力裝備及電子設備的使用壽命和可靠性提供了國都全新的方法。

近年來，随著(zhe)全球能(néng)源互聯謝話網和特高壓輸電技術的迅速發(fā)展，電網電壓等級逐漸冷麗提高，電網規模日益擴大。為了維持輸電網絡在載荷不斷提坐師升的狀态下穩定運行，需要不斷提升謝笑電氣設備在極端工作條件下的可靠性和使用壽命。電氣設備特别是高壓電力裝小年置的運行壽命，往往取決于絕緣組件的使匠嗎用壽命，絕緣介質在長(cháng男黑)期運行過(guò)程中形成(chéng)的電樹缺陷是其發電也(fā)生絕緣破壞的主要原因。長(cháng)期以來，固體絕緣材料的電樹缺陷做很被(bèi)認為是不可逆轉的永久損傷，針對(duì)電樹枝老化的研究主要是通過從風(guò)添加電壓穩定劑、電樹阻舞對擋劑等延緩電樹發(fā)展。然而絕緣材料生務的電樹老化難以避免，電樹缺陷一旦形成(chéng)將(j又技iāng)大大降低絕緣壽命，甚至産生們你設備的永久破壞。

為了獲得兼具電損傷修複功能(néng)和高介電強度的絕緣材料，該研究團隊以錢兵聚烯烴電纜絕緣材料為基材，利用納米顆粒在聚合物中的熵耗散遷移行亮的為，結合超順磁納米顆粒的磁熱效應，實現很都了熱塑性絕緣材料的電樹損傷靶向(xiàng)重複修複。通過(gu市些ò)基于高斯鍊模型的分子動力學(xué)模拟和微觀實驗表征，驗證了電樹說亮損傷修複過(guò)程中納米顆粒的遷移、擴散行為。洩漏電離對流和局部放電測試表明，該自修複方法能(néng)夠使雜亮産生電樹損傷的聚烯烴絕緣材料的車市電氣絕緣性能(néng)得到(dào)完全恢複，并在多次修兒西複中保持和純聚烯烴絕緣相同的水平。該缺陷修複機制使用極低的亮懂超順磁納米顆粒填充量（0.1 vol.%以下）便可以實現，因此能(néng)筆玩夠將(jiāng)自修複絕緣材料的電氣擊穿強度維答化持在基材的94%以上（如490 kV/mm），滿足超特高壓電纜輸電等電力能(n數學éng)源領域的應用需求。另外，針和站對(duì)電力電子器件、電動汽車無線充路呢電裝置等電氣設備，該方法也有望亮錯在這(zhè)些領域實現絕緣材料損傷的帶電自修複和在線維護。

該論文的第一作者為清華大學(xué)電機系2014級博又體士生楊洋，通訊作者為電機系何金少姐良教授、李琦副教授以及美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)王慶教授。合南空作者還(hái)包括電機系高雷博士黑姐、胡軍副教授、曾嵘教授，美國(guó)斯坦福大學(xué)學爸秦健副教授、王善祥教授。該研究獲得國(guó)家重點基礎研究發(f上從ā)展計劃項目2014CB239500的資助，何金人都良教授為項目首席科學(xué)家。