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邹亮:适应时代需求 助力科技腾飞

来源:《中国高新科技》期刊 时间:2021-02-23
  随着时代的不断发展,我国远距离直流输电、新能源电和储能系统并网得到了极大的拓展,并且随着我国城市中心负荷供电需求的不断增加,通过大功率电力电子器件及其控制技术实现直流电压变换、能量交换和电气隔离的高频变压器的优势和发展潜力日益明显。

  山东大学电气工程学院副教授邹亮也对此高度重视,并进行了一系列的研究。尤其是近年来,邹亮以高压电磁装备磁化建模理论、绝缘材料设计与分子动力学模拟、等离子体生物医学等为科研方向,致力于高电压与绝缘技术领域的教学和科研工作,并成为IEEE会员、中国电机工程学会会员、山东省实验室装备与技术学会青年委员会副主任委员、山东大学青年联合会委员,在国内外重要学术期刊与会议上发表研究论文40余篇,取得了显著的科研成果。

  攻克难题积极创新

  在科研工作中,邹亮发现,当工作频率逐渐提高到千赫兹级,高品变压器的体积和重量就会随之降低,可供散热的表面积也会越来越小,然而高频复杂磁场下的铁心损耗却在不断增加,因此,对高频变压器用铁心材料的磁性能的要求也越来越高。但是,现在关于高频变压器的研究还在理论阶段,高频变压器磁性材料的遴选成为关键问题。

  为了攻克高频场合下的系列问题,邹亮以纳米晶软磁合金材料为研究对象,对千赫兹级复杂高频饱和工况下的建模问题进行了认真细致的研究。他积极创新,提出采用磁矩偏转角速度表征饱和磁化过程中磁矩的进动情况,对“动态饱和”和“静态饱和”工况进行了定量界定,并分别从介观尺度与宏观尺度定量对不同因素对该合金材料高频磁化进程的影响机理进行了研究,为高频变压器新型铁心材料的设计与应用奠定了深厚的理论基础,并提供了相关的关键技术,使高频饱和工况下纳米晶合金材料等效建模的理论基础得以丰富和完善,具有一定的科研价值。

  在绝缘材料设计与分子动力学模拟领域,邹亮也开展了一系列的科研工作。计算机的快速发展,使分子力场、模拟效的应用。邹亮利用分子模拟技术,根据工程需要对绝缘材料微观结构、添加纳米颗粒进行针对性的修改,仿真计算有关电、热和力学等特性,对材料改性前后的性能变化进行对比分析,降低了材料研发周期和成本。

  在保持良好力学性能的前提下,将可以有效降低介电常数、提高热扩散系数以及提高玻璃转化温度的新型环氧树脂复合材料作为绝缘子的纳米复合涂层,成为邹亮的研究重点。基于分子动力学模拟,邹亮有效构建了纯交联环氧树脂及掺杂了碳纳米管和石墨烯两类碳纳米颗粒及其功能化改性的环氧树脂复合材料模型,并对所建模型的介电常数、热扩散系数、力学性能以及玻璃转化温度等物理性能进行了仿真计算,从微观上对一维、二维碳纳米材料及其功能化不同对复合材料的性能影响进行了研究,成功得到了作为环氧树脂的最优掺杂颗粒。这使环氧树脂纳米复合涂层材料的掺杂设计、筛选以及性能调控研究理论基础和技术有了一定的理论和技术支持。

  再接再厉取得硕果

  忠诚于科研,专注于科研,是邹亮在科研领域不断前进的动力源泉。近年来,经过坚持不懈的努力,邹亮在交叉科学研究领域也取得了很大的进展。

  在灭菌领域,大气压低温等离子体因其较低的宏观温度、较高的反应活性受到了科研人员的广泛关注。然而,由于大气压低温等离子体的灭菌时间不同,其效率仍然可以得到提高。并且,大气压低温等离子体中的部分能量会通过光子的形式散失,能量的利用率还有待提高。对此,邹亮搭建了大气压低温等离子体联合光催化灭菌实验平台,诊断了大气压低温等离子体射流的物理特性,对大气压低温等离子体联合光催化对大肠杆菌的灭活效果和灭菌机理进行了探究,使低温等离子体灭菌效率和能量的利用率得到了提高,并对大气压低温等离子体联合光催化的可行性进行了有效的验证,为其在灭菌领域得到运用提供了丰富的实验和理论基础。

  在人们的日常生活生产中,常见的农残处理和果蔬保鲜手段存在二次污染和效率不高等问题,运用先进的等离子体技术,对等离子体与果蔬表面高毒农药和致病菌间的作用机制进行研究,从而实现果蔬农残处理的低毒、无毒害替代,是切实可行的方法,成为国内外科研人士关注的热点问题。而邹亮搭建的果蔬农残处理与长效保鲜等离子体实验平台,具有高效环保的优点,它以农药阿维菌素为研究对象,使用介质阻挡放电装置进行大气压低温等离子体对阿维菌素的降解效果的研究。此外,邹亮还采用高效液相色谱-质谱联用技术测定处理前后阿维菌素溶液浓度变化,对处理时间、放电电压和气体流量等阿维菌素参数对降解效率的影响进行了科学的分析。此外,邹亮在对等离子体与阿维菌素相互作用机理进行模拟分析后,得到了等离子体活性物质对阿维菌素分子结构进行破坏的3种基本途径。

  在近年的科研中,邹亮主持或承担了国家电网公司横向课题、国家自然科学基金等项目10余项,取得了显著的科研成果。在辛勤科研的同时,邹亮还躬耕于教苑,为本科生讲授“电气工程基础(高压篇)”“电力系统接地技术”“电气工程新生研讨课”等课程,为祖国的科研事业培养后备人才。他独特的教学风格、平易近人的教学态度,受到了学生的喜爱。在注重因材施教的同时,邹亮尤其注重培养学生的科研素养,端正学生的科研态度,培养学生良好的科研习惯,努力把学生培养成肩负祖国科研希望和未来的优秀人才。

  适应时代需求,助力科技腾飞。在奉献科研事业、追求美好未来的道路上,邹亮一如既往地追逐着自己的梦想,为科研的发展贡献着自己的力量。

撰稿:王永梅

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第21期

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