2018年12月31日，清華大學(xué)電機系何金良教授、錢間李琦副教授及合作者在《自然·納米技術》（Nature Nanotechnol樹得ogy，影響因子37.49）雜志上在線發唱讀(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區冷》（Self-healing of electrical damage in白畫 polymers using superparamagnetic nano大頻particles）的研究論文。該論文提出了在固态絕緣材料中實現電損傷去木自修複的方法，首次實現了絕緣材料在遭受電樹破壞後(hòu就農)電樹通道(dào)的自愈合與絕緣性能農間(néng)的自恢複，同時(shí)保持材料的基厭多礎電氣性能(néng)不受影響。該自修複策略場還廣泛适用于聚烯烴等熱塑性聚合物絕緣材料，為大幅提升電力電纜等電力裝睡白備及電子設備的使用壽命和可靠性提供了全新的方看畫法。

近年來，随著(zhe)全球能(néng)源互聯網和特高樹玩壓輸電技術的迅速發(fā)展，電網電壓等級逐漸提高，電網規模日益擴大。為樂銀了維持輸電網絡在載荷不斷提升的狀态下穩定運行，需要不斷提升電氣設備在極端人理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置的運行壽命，往往員森取決于絕緣組件的使用壽命，絕緣介質在長(cháng)期運行過(guò)算志程中形成(chéng)的電樹缺陷是服線其發(fā)生絕緣破壞的主要原因。長(cháng)期以來，固體絕緣的現材料的電樹缺陷被(bèi)認為是不可逆轉的永久損傷，針對(duì)電樹哥作枝老化的研究主要是通過(guò)添加電壓穩定內房劑、電樹阻擋劑等延緩電樹發(fā)展。匠紅然而絕緣材料的電樹老化難以避免，電樹缺陷一旦形成(chéng)聽很將(jiāng)大大降低絕緣壽命，甚至産生設備的永久破壞。

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，該研究團隊學聽以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為，弟著結合超順磁納米顆粒的磁熱效應，實現了熱塑性絕緣材料的電樹損為房傷靶向(xiàng)重複修複。通過(guò)河得基于高斯鍊模型的分子動力學(xué)票花模拟和微觀實驗表征，驗證了電樹損傷修複過謝雨(guò)程中納米顆粒的遷移、擴散行為。洩漏電流和局部放電測試表明，該自多黃修複方法能(néng)夠使産生電樹損傷的聚烯烴絕緣材料的電氣絕緣媽文性能(néng)得到(dào)完全恢複，并在多次修複中保持用體和純聚烯烴絕緣相同的水平。該缺陷修複機制使用極低的超順磁納米顆粒海都填充量（0.1 vol.%以下）便可以實費見現，因此能(néng)夠將(jiāng)自修複絕緣材料的電氣擊穿強度維持在錢低基材的94%以上（如490 kV/mm），滿足超特高壓電纜輸電等電力能中術(néng)源領域的應用需求。另外，針對(duì)電力電子器件、體草電動汽車無線充電裝置等電氣設備拿土，該方法也有望在這(zhè)些領域實現絕緣材料損傷水少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201嗎路4級博士生楊洋，通訊作者為電機系何金良教授、李琦副刀線教授以及美國(guó)賓夕法尼亞州立大開資學(xué)王慶教授。合作者還(hái)還還包括電機系高雷博士、胡軍副教授、曾嵘教授，美國(guó)斯坦福大學(xu明北é)秦健副教授、王善祥教授。該研窗下究獲得國(guó)家重點基礎研究發(fā)作讀展計劃項目2014CB239500的資助，何金良教厭還授為項目首席科學(xué)家。