反常输运现象，这一现象起源于量子反常，在量子场论、凝聚态和宇宙学等领域有着广泛的应用。外尔反常可以诱导产生两类不同的反常电流，第一类由法国CNRS著名物理学家Maxim Chernodub(2016)发现，适用于没有边界的弯曲时空，第二类由台湾清华大学的朱创新教授和我院苗荣欣副教授(2018)发现，适用于带有边界的一般时空。此前人们只知道第一类反常电流在近平坦时空的近似表达式，我校物理与天文学院本科生的主要工作是推导出了第一类反常电流在任意时空的一般形式，并将其推广到高维的n-形式场。此外，文章还得到了电流在外尔变换下的变换法则，并利用该变换法则将两种反常电流统一起来。

地球表面高山、丘陵、沙漠、河流、潮滩等地貌形态万千，它们是如何在历史的岁月中逐渐形成的呢？放眼宇宙，空气密度极低的冥王星，是如何神奇地拥有丰富的沙丘地貌？被称为沙漠行星的火星会因为大风而刮起沙尘暴吗……这些自然界中的奥秘正是地球物理学科的泥沙运动力学所研究的问题。已有的研究告诉我们，泥沙颗粒输运普遍发生于大气环境和水环境中，是塑造地貌形态最重要和最根本的自然过程之一。如何理解和定量描述地表环境泥沙颗粒的起动、输运和沉降是揭示地貌形态千差万别的核心问题。目前野外和实验数据已经证明，粗颗粒泥沙输运量与流体强度之间的关系，在大气环境表现为线性，在水环境表现为非线性。然而，如此截然不同的输运规律背后的力学机制却一直还是个迷。近日，浙江大学海洋学院百人计划研究员托马斯·派兹（Thomas Pähtz）博士成功揭开了这个谜底，并推导出了描述粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。北京时间2020年4月20日，相关研究成果在物理学学术期刊美国物理学会刊物《物理评论快报》(Physical Review Letters，简称PRL)）上发表，并被该刊物和杂志Physics同时聚焦报道。通过离散元(DEM)精细数值模拟追踪大量泥沙颗粒的运动轨迹并分析其受力特征， 托马斯·派兹首次发现，粗颗粒泥沙的动能耗散机制主导其输运规律。大气环境条件下颗粒和床面间碰撞是主要的耗散机制；而在水环境条件下，颗粒和床面间碰撞以及颗粒之间的碰撞起着同等重要的作用。根据这一新的理论认识，托马斯·派兹推导了能统一描述大气环境和水环境粗颗粒泥沙输运量与流体强度关系的通用方程。这为深入认识地球甚至火星等外星球表面丰富多样的地貌形态提供了有力的理论工具。 统一输沙率公式与水环境（左图）和大气环境（右图）相关实验资料对比“最困难的部分是对模拟的结果进行物理解释和数学描述。在总共7年的时间里，我无数次地用笔和纸进行尝试。特别是在最初的4年里，我大部分时间都在思考这个问题。” 托马斯·派兹说。评审专家认为，这项研究工作是地球物理学科最基础而没有被揭示的问题。而对于未来的进一步应用，托马斯·派兹表示，上述通用方程可以预测任意大气/水体环境下的泥沙输运量，这使我们能够更好地了解这些天体的地貌，还可以通过测量行星的动力地貌来间接推断行星的风况。据悉，托马斯·派兹于2020年1月起受邀担任美国地球物理学会会刊《地球物理学研究杂志-地表过程》的副主编。他是浙大近海环境流体力学团队的重要成员。该团队由贺治国教授领衔，主要从事近海泥沙动力学、海岸动力学、近海环境流体力学等方面的研究，成果已逐步应用于理解河口海岸泥沙运动、深水航道整治、深海地貌演变、深海热液源矿物颗粒沉积等问题，取得了重要的国际影响力。该研究得到国家自然科学基金和浙江大学百人计划研究基金资助。论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.124.168001

成果创新点 通风换气、餐饮油烟净化、腐蚀物输运、工业分离输 送、河道除淤疏浚、采矿打沙及食品加工等领域。主要技 术创新路径：龙卷风旋涡能够产生强大抽吸力 核心优势：风机抽吸力丝毫不减，而套筒抽排能力与 风机相当，总排风量大大高于单独的风机的排风量；旋流 卷吸套筒独立使用，为风机另辟进风渠道实现免污染，排 风管道畅通无阻，特别适合腐蚀性或复杂环境中工作；旋 流卷吸无需额外能耗，旋转气流产生离

通风换气、餐饮油烟净化、腐蚀物输运、工业分离输送、河道除淤疏浚、采矿打沙及食品加工等领域。主要技术创新路径：龙卷风旋涡能够产生强大抽吸力 核心优势：风机抽吸力丝毫不减，而套筒抽排能力与风机相当，总排风量大大高于单独的风机的排风量；旋流卷吸套筒独立使用，为风机另辟进风渠道实现免污染，排风管道畅通无阻，特别适合腐蚀性或复杂环境中工作；旋流卷吸无需额外能耗，旋转气流产生离心力还可以实现分选截留，实现净化功能。

液体玻璃化转变过程中的动力学行为一直是物理、化学、生物、和材料科学等诸多领域的热点研究问题之一，这不仅归结于玻璃材料在工程应用方面的潜在价值，还在于玻璃转变过程涉及很窄温度区间其动力学多达数十量级的极速变缓这一挑战性的基础科学难题。正如2003年诺贝尔物理学奖得主Sir Anthony Leggett在一次演讲中所提到的那样：“Glass: The Cinderella Problem of Condensed-matter Physics”。玻璃形成液体具有诸多简单液体所不具备的动力学特征，如动力学非e指数弛豫行为这一玻璃液体的典型特征之一。目前为止，无序非晶体系的研究还没有很好的理论框架和范式来理解和描述玻璃形成液体和玻璃态物质中的诸多异常行为，特别是在过冷液体淬火过程中，随着温度的降低系统的时空关联函数会从拉伸e指数衰减（stretched exponential decay）行为逐步转变为压缩e指数衰减（compressed exponentials）。玻璃态中后一种形式的衰减常常被认为与体系内部的内应力释放有关，但其微观机制确有待于进一步的考察。如图所示，在不同的波矢q所定义的空间尺度内，具有不同局域连接度的粒子表现出特异的输运性质。这些奇异的输运行为都可以跟某种特定的原子结构直接关联，它们本身特征的动力学与它们周围的介质相互作用、相互影响，造就了其特殊的输运方式。（tau~1/q2: normal diffusion; tau~1/q: ballistic-like motion.） 徐莉梅课题组以典型金属玻璃形成液体（Cu50Zr50）为模型体系，发现压缩e指数衰减的弛豫方式在降温过程中的玻璃形成液体中已经存在；而且，拉伸和压缩e指数衰减所对应的两种动力学弛豫模式在玻璃转变温度以上可以共存，并可跟某些特定的原子结构进行直接关联。这一研究表明过冷液体中原子的动力学异常输运方式与多空间尺度和具有非局域性质的结构序参量直接相关，从而建立了结构与复杂液体的动力学行为的关联，为研究金属玻璃所展现出的优良力学性质提供了新的思路和认识角度。

该工作通过直接堆叠成功制备了石墨烯-Cd 3 As 2 异质结构。电子态耦合导致显著的层间电荷转移，通过Cd 3 As 2 的堆叠能有效调节石墨烯的费米能级，使其变为n型掺杂。通过这种石墨烯-Cd 3 As 2 异质结构能自然地构造出石墨烯平面p-n-p结，其量子输运测量显示出分数值的量子化电导平台，这来源于量子霍尔态下边缘态输运在p-n结等界面的平衡。此外，与裸石墨烯器件相比，石墨烯-Cd 3 As 2 异质结构器件呈现出很大的非局域（non-local）信号，在调制后的石墨烯狄拉克点附近显示出大的非局域电阻，表明了增强的自旋极化电荷输运，这与Cd 3 As 2 自旋极化表面态和石墨烯间的电荷转移有关。该研究结果不仅丰富了范德瓦尔斯异质结构家族，也将激发更多的关于狄拉克半金属或外尔半金属在自旋电子学中应用的研究。

物体中的热输运过程是由组成粒子单元的微观碰撞来实现的，凝聚态物理习惯用声子的散射来表征这一过程。通常，固体中的热传导既有横波又有纵波声子的参与，而液体中由于缺乏切向作用力因此其热输运仅由轴向的纵波声子来实现。因此，通常情况下，固体的导热效果比液体强。本研究成果报道了在具有奇特夹层结构的AgCrSe2晶体中其热传导具有液体的特性，因而具有极低的热导率。AgCrSe2是Ag原子层和CrSe6八面体层沿着c方向堆垛成的六角晶系结构，其中，Ag离子有两种占位。在低温下，Ag离子完全占据I位，随着温度增加，部分Ag离子具有足够的能量从而扩散至II位，从而在约450度完成有序-无序相变，即：在这个温度点后，Ag离子分别有50%几率占据I位和II位，晶体结构亦从R3m变为R m。运用变温中子/X射线衍射测出的声子谱表明，正是由于CrSe6八面体层间的Ag离子发生的有序-无序相变，AgCrSe2晶体中的横波声学支（TA）被完全抑制，而纵波声学支（LA）声子亦被强烈散射，此即：主导热输运的声学支具有强烈的液体特征。同时，密度泛函微扰理论（Density functional-perturbation theory）的计算亦表明，反映Ag离子振动的横波声学支（TA）和Ag离子有序-无序占位引起的固有扰动具有竞争关系，随着温度升高，TA支逐渐减幅，直至完成相变后被完全抑制。 本项研究还揭示了这一奇特的横波声学支被抑制的现象（固体的类液态热输运）也普遍存在于一系列具有类似层状结构的化合物之中，即：在van der Waals间隙中存在重元素插层晶体结构的化合物。这将极有可能重塑人们对物质中热输运的基本认知，并将对热电材料电声输运性能的提升提供良好的思路和契机。

以秸秆等生物质为原料，制备半硬质聚氨酯泡沫。所制备的软 质聚氨酯泡沫具有良好的抗压缩性能和缓冲性能, 在包装领域、保温等领域应青岛农业大学科技成果介绍 2017 －72－ 用前景光明。密度:0.035g/cm3,压缩强度：105kPa。较传统聚氨酯泡沫成本降 低 20%。

空冷技术是富煤缺水地区火力发电的关键技术，但气象、环境条件对空冷机组的性能存在显著的复杂影响；同时，空冷系统本身也具有典型的多尺度特征，探索空冷机组的安全高效运行和优化设计方法，实现火力发电的节能节水，是动力工程领域面临的前沿和挑战性课题。 从实验研究条件、多尺度数值计算模拟仿真和现场热力性能试验等不同角度，建立了迄今最为全面和完善的空冷系统性能研究环境，为开展适合我国北方自然环境条件的电站空冷技术研究提供了良好的支撑条件；完整揭示出大型火电空冷系统的性能特征和特性机理。开发了空冷单元空气流场的优化组织、空冷岛环境风场诱导强化技术和装置，提出风机群分区优化运行技术，解决了空冷技术受制于环境风场和极端气温不利影响带来的机组运行热效率偏低的核心难题。开发了空冷凝汽器用系列化新型高性能翅片管传热元件；提出具有自主知识产权、适合我国北方气象环境条件的新型间接空冷系统；结合我国国情，提出新的空冷凝汽器性能评价准则。显著提高了空冷选型和系统设计关键参数的优化水平，从源头上保障了空冷机组的优化设计和高效运行。 近5年来，实验室研究人员在该方向发表国内外学术期刊论文近50篇，被相关研究引用250余次，获授权发明专利5项。成果的主要技术内容通过了教育部科技成果鉴定，并先后获2009年教育部科技进步一等奖和2011年国家科技进步二等奖。项目成果在火电行业近百台大型空冷机组中得到应用，可使机组供电煤耗降低4.5-7g/kWh。项目成果的推广应用，可使火电行业形成年节约标准煤500万吨的能力，具有显著的经济、社会效益。

在磁约束聚变等离子体实验中，聚变反应和辅助加热产生的快粒子可以激发多种阿尔芬本征模。相关的非线性波-粒子相互作用可以显著改变快粒子输运过程，从而影响等离子体运行。阿尔芬本征模引起的快粒子输运增强往往伴随着周期为亚毫秒量级的快速扫频现象。张桦森等人的工作从第一性原理出发，通过大规模并行计算动理学模拟，在环形等离子体位形中第一次在不包括外部源（sources）和汇（sinks）的情况下观察到了快速重复的扫频现象，并对此提出了新的物理解释。这一研究结果有助于我们对等离子体中的无碰撞输运过程的深入理解。相关工作今年7月10日发表在美国《物理评论快报》（Physics Review Letters)上。这一工作得到了国家磁约束核聚变能研究专项、973项目、教育部985计划项目以及国家自然科学基金等的资助。国家超算天津中心为研究提供了技术支持，部分计算在天河一号上完成。