粒子辐射是热辐射领域的重要研究方向之一。当两个纳米粒子间距小于或等于热特征波长时，由于局域激元共振耦合，辐射换热被显著增强。纳米粒子近场辐射换热在能源利用等领域具有重要意义，近年来受到人们的广泛关注。

近日，山东高等技术研究院郭瑞强研究员课题组在 International Journal of Heat and Mass Transfer，Physical Review Materials, Carbon Trends发表了关于机器学习势函数的系列文章。针对完美晶体和含缺陷（点缺陷、晶界）材料体系，构建了机器学习势函数并用其研究了相关体系的声子热输运特性。

近日，山东高等技术研究院吴小虎教授课题组以周期性石墨烯/α-MoO3单元结构为平台，揭示了该异质结构间近场辐射传热中的激元杂化现象。该工作探究了石墨烯中的表面等离激元（SPPs）与α-MoO3中的双曲声子激元（HPPs）的耦合效应，明晰了石墨烯/α-MoO3耦合系统内蕴含的丰富辐射换热物理机制，为深入理解激元杂化现象对双曲材料/二维等离激元材料耦合系统间近场辐射换热的影响提供了新的见解。

海水淡化是一种生产饮用水的既定方法，能有效解决世界范围内水资源短缺的问题。而制备一种快速、高效、选择性的海水净化膜，是实现高效低能源消耗海水淡化关键因素，可以实现海水淡化，帮助世界各地难以获得安全饮用水的社区破解水资源短缺之难题。

山东高等技术研究院崔峥团队在微/纳尺度相变传热研究方面取得最新进展，相关研究论文于2020年3月24日在美国化学学会界面领域顶级期刊Langmuir以封面文章形式在线发表。

近日，以山东高等技术研究院刘睿一博士为第一作者，崔峥研究员和吴小虎研究员为共同通讯作者，发表于期刊《International Journal of Extreme Manufacturing》的论文《Near-field radiative heat transfer in hyperbolic materials》获得2022 IJEM Best Paper Award最佳论文奖。工作介...

为保证航天器热分析结果与在轨温度数据之间的一致性，有必要建立航天器传热模型参数的系统修正方法，这对航天器热控制设计至关重要。通过结合克里金元模型方法和多目标遗传算法建立了阿尔法磁谱仪（AMS）在轨传热模型的新型修正方法，显著提高了热模型参数的修正效率。

阿尔法磁谱仪（AMS）在轨运行所处的宇宙环境具有高真空、高辐射、大温差等极端特性，导致其热控制系统的在轨运行可靠性受到挑战。AMS的Tracker子探测器热控制系统关键部件已于2020年成功完成在轨升级，准确预测升级后的热控制系统温度响应特性成为持续研究及监测其在轨运行可靠性的关键。

阿尔法磁谱仪（AMS）是安装在国际空间站上的高精度粒子物理探测器，用于寻找暗物质起源、反物质以及宇宙射线来源。在复杂多变的空间环境下，分析和准确预测电子设备的热状况变化，是保证探测器正常运行的前提条件。本文应用AMS历史运行数据建立的RAM侧和WAKE侧散热板的人工神经网络模型，输入参数均为beta角，输出参数分别为RAM侧的28个温度传感器和WAKE侧的31个温度传感器。

导热性能是影响高非简谐晶体在热电转换、热绝缘等领域应用的关键因素。突破传统简谐晶格热传输理论的局限，发展了能够准确计算高非简谐晶体热传导的方法，该方法考虑了三阶和四阶晶格非简谐性引起的声子重整，声子及其相干热传输通道，并且在计算每一个热传输通道时考虑了三声子和四声子散射过程等多种因素。

理解点缺陷对声子的散射机理是利用点缺陷调控材料热物性的前提。开发了基于第一性原理计算的格林函数全矩阵方法，同时考虑原子质量差异和应力场变化引起的低阶和高阶扰动，从而可以准确计算点缺陷引起的声子散射率，进而结合玻尔兹曼输运方程能够准确预测含点缺陷材料的热导率。

纳米通道的粗糙度会显著影响传热与流动过程。为重构真实粗糙表面的拓扑形态特征，提出利用叠加函数构建复杂粗糙表面结构的方法，采用分子动力学模拟探究复杂粗糙表面的对流传热过程。随着叠加函数数量的增加，表面拓扑形貌更加复杂，温度场发展得到显著改善，温度滑移长度减小，努塞尔数增加，表明传热过程的强化。然而，速度滑移长度减小，流体流动过程相对受到抑制。

经验性设计表面结构进行相变传热表面寻优制约相变传热领域的发展。受凹槽结构表面蒸发传热过程分子动力学模拟的启发，提出数学角度的蒸发传热凹槽结构表面设计方法。基于传热速率、蒸发速率与定义液相截面积的正相关关系，将传热最优问题转化为求解具有最大液相截面积凹槽表面结构形式的数学问题。针对表面类型、表面润湿性及固相、液相材料类型进行探索验证表面设计方法的通用性。

基于过渡金属析氧反应催化剂的合理设计是降低电极成本、提升电极活性和促进电解水制氢技术产业化应用的关键。本工作报道了一种基于中间体结合能插值原理设计析氧反应催化剂的新思路—CoOOH中W掺杂使得OOH的结合能太强，Co空位使其结合能太弱，而W掺杂和Co空位共同创造的活性位点与OOH结合能分布于单独W掺杂和单独Co空位之间，几乎位于过电位等值线图的中心。

开发廉价且高效的水裂解催化剂有助于推动氢能行业的快速发展。目前，这类催化剂的设计主要通过引入空位、掺杂、应变和异质界面等实现。然而，以往的报道只采用一种活化方法，因而催化性能难以达到最佳。本工作以超薄CoSe2纳米带为例，通过引入Co空位和Fe掺杂来探索改善电催化析氧性能。

基尔霍夫定律是热辐射领域最基本的定律之一，在许多工程应用的辐射传热计算中发挥了重要作用。

双曲材料作为一种优异的各向异性材料，因其支持高波矢模式，在亚波长成像、光场局域和增强近场辐射换热等领域有潜在应用。由于加工工艺的局限性，目前双曲材料的研究大多集中在光轴与材料表面垂直或平行的情况。在双曲各向异性材料的研究中，改变光轴取向是最近才出现的一种控制和操纵其光学特性的方式。

山东高等技术研究院粒子物理研究中心霍然副研究员与团队成员合作，基于AMS实验数据发展了新的银河宇宙线模型，以更高的精度计算了深空环境人体辐射剂量。

山东高等技术研究院粒子物理研究中心罗熙研究员和Potgieter教授等与南非西北大学Ngobeni教授合作，揭示了宇宙线传播的不同物理过程在太阳磁场极性反转期间的变化规律。基于宇宙线传播三维准静态数值模型，研究团队准确拟合了AMS实验从2011年5月至2015年5月期间观测的宇宙线电子、反电子和质子流强，得到了三项主要结果：（1）在宇宙线太阳调制数值模型中的电子和质子漂移过程具有一致性，而对...

银河宇宙线进入太阳系后受到太阳活动的调制作用。粒子物理研究中心罗熙研究团队与德国基尔大学合作，利用自主开发的基于Parker方程的银河宇宙线传播模型，通过马尔科夫链蒙特卡洛方法获得模型参数全局最优解，拟合了PAMELA卫星和AMS-02实验在2006-2017年观测到的质子和氦核能谱，最终得到漂移和扩散参数随太阳活动变化的数据库。该工作证实了不同核素的宇宙线太阳调制模型参数具有一致性，为将来...

人们从上世纪就认识到行星际空间中的共转相互作用区是导致银河宇宙射线太阳自转周期性变化的主要起源，但共转相互作用区影响银河宇宙射线传播的物理机制，及其与宇宙射线能量、观测点空间位置的关系仍然是空间粒子辐射领域的未解之谜。山东高等技术研究院罗熙研究员联合中科院、美国佛罗里达理工学院和俄罗斯科学院的学者们利用数值模拟方法研究了共转相互作用区对银河宇宙射线的传播的影响，系统研究了共转相互作用区的各种...

氦原子核是丰度第二高的宇宙线，是造成宇宙线辐射损伤的主要元素之一。AMS通过分析7.6亿氦原子核数据，在1.71GV至100GV的刚度范围内测量了每天的氦流强。结果表明，氦流强同样存在27天、13.5天和9天的短周期变化。出人意料的是，氦原子核流强与质子流强的长期调制效应存在显著差别，表现为质子/氦流强比与质子流强的迟滞效应，即在2014年（太阳极大年）之前和之后，同样的质子流强对应着两种不...

太阳活动能够引发随时间变化的太阳系环境，导致宇宙线进入太阳系以后其强度随时间而改变。阿尔法磁谱仪通过分析55亿质子数据，以24小时为时间单位，在1GV至100GV的刚度范围内测量了质子流强自2011年5月至2019年10月的时间变化。结果表明，质子流强具有复杂的时间变化特征，包括与11年太阳活动周期有关的长期变化、与太阳27天自转周期有关的短周期变化，以及与剧烈太阳活动有关的短期非周期性变化...

在通常的宇宙线理论框架中，受实验观测数据的限制，仅将宇宙线分为一级宇宙线和二级宇宙线两类。通过分析AMS在国际空间站运行十年所收集的大量数据，得以精确测量多种宇宙线原子核的能谱。新的实验结果表明，在GV至TV的广阔能量范围内，宇宙中的氮（原子序数Z=7）原子核能谱可以用氧（Z=8）能谱和硼（Z=5）能谱的线性叠加所解释，钠（Z=11）、铝（Z=13）原子核的能谱则能够用硅（Z=14）和氟（Z...

二级宇宙线（锂、铍、硼、氟等）主要是由一级宇宙线在银河系传播过程中与星际物质碰撞产生。精确测量它们在GV（十亿伏） - TV（万亿伏）刚度范围内的能谱将为研究宇宙射线在银河系中的起源、加速和传播过程提供重要的信息。阿尔法磁谱仪对二级宇宙射线的测量已经表明，锂、铍、硼三种元素的能谱在30GV以上具有相同的刚度依赖性，属于同一类二级宇宙线；氟的能谱与氦、碳、氧存在细微的差别，属于另外一类二级宇宙...

轰击地球的宇宙射线主要由质子和氦核组成，包括较重元素的离子。通过比较不同宇宙射线粒子的能谱，可以获得有关超新星中形成和加速这些粒子的过程以及这些粒子传播过程所经历的星际介质的信息。因为重元素在宇宙中很少，随着原子序数的增加，获得准确的能谱变得非常困难。通过阿尔法磁谱仪以1%级精度测量了铁的能谱，与较轻元素（如氦、碳和氧）的能谱基本一致，而与较重元素（氖、镁、硅）的能谱存在细微的、尚待解释的差...

通常认为，氦、碳和氧原子核是一级宇宙线，产生于恒星爆炸等剧烈天体活动。通过分析9000万氦、840万碳和700万氧原子核数据，发现氦、碳和氧的能谱在60GV以上具有完全相同的能量依赖性，并且都在200GV处发生相同的变化。AMS以前所未有的精度测量了2GV到3TV的宇宙线重原子核氖、镁和硅的能谱，发现氖和镁在能量4GV以上具有相同的能量依赖性，三个能谱在86GV以上具有相同的能谱特征，在20...