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物理与材料科学学院副教授陈龙斌

在π介子电磁形状因子的

理论研究方面取得新进展

近日，物理与材料科学学院副教授陈龙斌与合作者在π介子电磁形状因子的精确预言方面取得重要进展，首次在共线因子化框架下计算大动量转移时π介子电磁形状因子的次次领头阶（NNLO）量子色动力学修正，并与已有实验测量进行了细致的对比。该成果于5月13日发表于物理学顶级期刊《物理评论快报》。

1.研究背景

在强相互作用的发展进程中，π介子始终占据着中心位置。1935年汤川秀树提出π介子作为传递强核力的媒介粒子，随后于1947年在宇宙射线中被发现。作为强子世界中最轻的粒子，π介子包含着极其丰富的QCD动力学，例如色禁闭及手征对称性自发破缺。

通过70余年的不断探索，人们对于π介子的内部结构的理解依然谈不上完美。π介子的电磁形状因子是一个重要的物理可观测量，刻画了π介子内部的电荷分布。在过去的半个世纪中，实验方面对于π介子的电磁形状因子已经进行了广泛研究。理论方面，人们期待在大动量转移情况下，π介子电磁形状因子可以通过基于微扰QCD的共线因子化框架来描述。

2.研究内容

此过程的领头阶（LO）预言早在上世纪70年代已被做出。次领头阶（NLO）QCD修正在80年代初期由三个研究小组独立计算，但彼此之间存在差异。1987年，Braaten和Tse给出了NLO硬散射核的正确表达式。时隔近40年后，陈龙斌与合作者首次将该过程的理论预言提升至NNLO水平，并显式得到了NNLO硬散射核的解析表达式。作者明确验证了共线因子化对于该可观测量在两圈水平的正确性。

陈龙斌与合作者发现NNLO修正的贡献为正并且效应显著。该工作采用近期格点QCD预言的π介子光锥分布振幅（LCDA）作为非微扰输入参数，作者给出了目前世界上最精确的微扰QCD预言，并与大量π介子电磁形状因子在类空区域及类时区域的实验数据进行了全面比较（图1）。研究发现该工作对于π介子LCDA的第二个Gegenbauer矩提供了很强的约束。

3.研究相关

该论文作者是广州大学陈龙斌副教授、华南师范大学陈文特聘研究员，中国矿业大学（北京）冯锋副教授及中国科学院高能物理研究所贾宇研究员。该工作受到国家自然科学基金委的资助。

▲关于π介子电磁形状因子的微扰QCD预言与实验测量值的对比。(左)类空区域；(右)类时区域。在共线因子化给出的理论预言中，采用了格点QCD RQCD合作组提供的关于π介子LCDA的二阶矩的数值结果。

论文链接：

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.201901

王建晖副教授与陈凯锐副教授

于实现多智能体系统在

时变执行器故障下的固定

时间编队控制领域取得新进展

近日，我校机械与电气工程学院王建晖副教授与陈凯锐副教授合作，提出了一种新型的固定时间控制策略，可用于解决多智能体系统在时变执行器故障下的编队问题。这一研究成果不仅提高了系统的鲁棒性，还极大提升了在复杂环境下的操作效率。相关论文发表在国际顶级期刊《IEEE Transactions on Fuzzy Systems》。

1.研究背景

执行器故障是导致多智能体系统性能下降的主要原因之一，尤其是时变故障，可能会引起系统不稳定甚至失效。为了克服这一挑战，研究团队采用了自适应模糊控制技术，应用了边界层理论来有效补偿执行器故障，显著提高了系统的抗干扰能力和控制精度。此外，本文提出的PAETC方案通过引入控制信号变化率作为自适应触发参数，当控制信号变化率高时，可以采用更短的更新间隔，从而获得更快的稳定速度；相反，当变化率低时，即系统趋于稳定状态时，可以采用更长的更新间隔以进一步节省通信资源。

2.研究内容

该研究的负责人王建晖老师表示：“我们的研究重点在于如何在执行器出现故障时，保证多智能体系统能够快速且准确地完成预定编队任务。通过引入自适应控制和事件触发机制，我们的方法能够在保证系统性能的同时，显著减少通信资源的占用。” 陈凯锐老师表示：“团队目前尝试将所设计的算法部署到无人机群中，期间团队发现了许多实际环境带来的困难，为团队将来的研究带来了有实际意义的科学问题。”

3.研究相关

这项研究广州大学作为第一单位，并得到了国家自然科学基金，广东省自然科学基金和广州羊城学者研究项目的资助。研究成果已发表在最新一期的《IEEE Transactions on Fuzzy Systems》上，为多智能体系统在执行器故障下的应用提供了新的理论支持和技术途径。

论文链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/10477606

化学化工学院韩成功教授在

离子热电凝胶研究方面

取得重要进展

近日，广州大学化学化工学院牛利院士团队韩成功教授在高性能离子热电凝胶领域取得重要研究进展，相关研究成果发表在能源材料领域国际顶级期刊：Energy & Environmental Science（IF: 32.5）。

1.研究背景

在自然界中，低品位热能 (100 ℃以下) 无处不在，通常以太阳能、地热、工业废热、及人体散热等多种形式存在。热电转换技术作为一种绿色可持续的能源转换方式，无需经过中间过渡，便可直接将热能转化为电能。其中，离子热电凝胶以离子作为载流子，具有较高的离子热电势和优异的力学性能，在不规则几何尺寸的应用场景中独具优势。离子热电凝胶通常由有机基体、氧化还原电对离子和热扩散离子组成，包含两种效应：热电化学效应和热扩散效应。目前离子热电凝胶的热电势已高达50 mV K-1，但是其输出功率密度依然偏低，严重制约了其进一步应用。本研究团队在Energy & Environmental Science上发表了系列研究工作：(1) Energy Environ. Sci., 2024, 17, 1559–1569; (2) Energy Environ. Sci., 2024, doi.org/10.1039/D4EE01150C，从凝胶本体和结构设计出发对解决低输出功率密度问题进行了探索。

2.研究内容

(1) 石墨烯诱导离子热电凝胶电池实现超高的高温离子热电性能在题为“Remarkable high-temperature ionic thermoelectric performance induced by graphene in gels thermocells” (Energy Environ. Sci., 2024, 17, 1559–1569) 的工作中，作者设计了一种以Fe(CN)63-/Fe(CN)64- (缩写为FeCN4-/3-)为氧化还原电对的明胶 (Gelatin) 基离子热电凝胶电池，通过引入石墨烯 （Gr）优化离子凝胶组成，提高了高温下的离子热电势和输出功率密度。石墨烯形成类似“桥”的水通路，提高了离子扩散系数、氧化还原反应的交换电流密度和凝胶的耐热性，从而实现离子热电转换性能的大幅度提升。最终，离子热电凝胶Gelatin-0.04/0.06 M FeCN4-/3--6 wt.% Gr在50 ℃下获得了高达13 mV K-1的离子热电势，输出功率密度为1.03 mW m-2 K-2，1 h内连续放电能量密度为0.19 J m-2 K-2。此外，由4个凝胶热电池串联成的柔性离子热电凝胶器件在50 ℃下实现了创纪录的输出功率密度1.2 mW m-2 K-2。该工作为制造和设计在较高温度下使用的高性能离子凝胶，提供了实验参考和指导。

▲ (a) 输出功率密度和离子热电势对比图。(b) 电压-电流-功率曲线图。(c) 柔性及机械性能展示图。(d) 离子热电转换机理图。(e) 石墨烯形成水通路的示意图。

▲(a) 凝胶电池结构变化。(b) 凝胶G-FeCN4-/3-和G-I-/I3-的电极电势-温度曲线。(c) i-TE-EC电池在温差下的示意图及电压分布。(d) 凝胶内的电压和电荷化学势变化。(e) 本工作和报道数据的输出功率密度对比。

(2) 非对称凝胶结构实现离子热电-电化学电池的超高离子热电性能在题为“Ultra-high performance of ionic thermoelectric-electrochemical gel cells for harvesting low grade heat” (Energy Environ. Sci., 2024, doi.org/10.1039/D4EE01150C) 的工作中，作者首次设计了一种离子热电-电化学 (i-TE-EC) 电池，利用两种非对称凝胶构筑双三明治结构，引入的电化学能大幅度提高了热电转换性能。如图1所示，i-TE-EC电池由非对称凝胶：Gelatin-[Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3- (G-FeCN4-/3-)、Gelatin-I-/I3- (G-I-/I3-)以及石墨电极 (Gp) 构成，热电性能的提高得益于离子热电能和不对称凝胶间电极电势差的电化学能的协同作用。通过调控氧化还原物质的浓度、比例及添加剂（三氟甲磺酸钾）含量优化凝胶组成，使得i-TE-EC电池的热电性能得到进一步提升。最终，i-TE-EC电池Gp | G-m/n FeCN4-/3- | Gp |G-x/y I-/I3--z CF3SO3K | Gp (m/n = 0.175/0.025 M，x/y = 0.10/0.05 M，z = 0.4 M) 在40 ℃下获得了5.2 mV K-1的电池离子热电势，最大输出功率密度为10 mW m-2 K-2，2 h内连续放电回收能量密度为3.4 J m-2 K-2。此外，使用阳离子交换膜 (CEM) 作为内置电极，因氧化还原离子的互扩散被有效抑制，使得i-TE-EC电池的最大输出功率密度大幅度提高到20.5 mW m-2 K-2，且使用寿命也得到大幅度延长。由9个i-TE-EC电池串联组装的凝胶器件在40 ℃下实现了1.55 V的输出电压和5.2 mW m-2 K-2的输出功率密度。该工作为提高凝胶基热电转换性能及其他能源转换系统提供了有效的参考价值。

3.研究相关

该研究成果广州大学为第一单位，第一作者分别是韩成功教授、博士后朱永滨(Energy Environ.Sci.2024,doi.org/10.1039/D4EE01150C)和研究生杨丽娟(Energy Environ. Sci.，2024，17，1559-1569)，共同通讯作者为韩成功教授和牛利教授。该课题的研究得到了国家自然科学青年基金、广州市校联合项目、广州市重点学科基金、广州市重点实验室及广东省高校重点实验室等多项基金的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1039/D3EE03818A

https://doi.org/10.1039/D4EE01150C

彭峰教授团队在能源领域

国际高水平期刊

Energy Environmental Science

发表关于揭示氧还原过电位新机制

的封面论文

近日，我校化学化工学院彭峰教授团队国际高水平期刊Energy Environmental Science

上发表了题为“Deciphering the high overpotential of the oxygen reduction reaction via comprehensively elucidating the open circuit potential”的封面论文。

1.研究背景

随着全球人口的急剧增长与能源需求的不断攀升，燃料电池作为一种清洁能源装置，日益受到人们的青睐。即使采用最先进的催化剂，阴极侧的氧还原反应仍面临着约0.20 V高过电位的挑战。尽管已经过数十年的研究，ORR高过电位的起源至今仍存在较大争议。主流观点认为，催化剂表面决速步骤的能垒是ORR高过电位的起源。因此，传统研究主要聚焦于识别反应中间物种。然而，该研究方法往往忽略了催化剂表面氧化与ORR之间的相互作用，而该影响对于深入理解与提升ORR的性能至关重要。

2.研究内容

鉴于此，彭峰教授团队以商业Pt/C作为模型催化剂，深入研究了其在O2饱和酸性电解质中开路电位（Open circuit potential，OCP）随时间的演变规律，并将其划分为三个阶段：初始快速转变阶段、准稳态阶段和稳态阶段。研究表明，OCP在初始快速转变阶段和准稳态阶段本质上是ORR和Pt氧化的混合电位，此概念源于动力学而非平衡热力学。

▲开路电位建立过程的简化示意图

通过系统的电化学测试，定性和定量地证明了Pt氧化对ORR的抑制作用。进一步的，借助动力学同位素效应，验证了通过提高Pt氧化的活化能，可以有效地降低ORR过电位。

▲同位素动力学效应提升开路电位，提高ORR的半波电位

基于此，本文提出Pt基催化剂在阴极扫描过程中的还原峰电位可作为与ORR的E1/2正相关构效关系描述因子。

▲阴极扫描中还原峰电位可作为与ORR的半波电位E1/2正相关构效关系的描述因子

主要创新结论

1. 阐明了Pt/C在O2饱和酸性电解质中OCP形成的机制，即ORR与Pt氧化的混合电位。

2. 通过系统的电化学测试和动力学模型推导，定性和定量地证明了Pt氧化对ORR的抑制作用。

3. 利用同位素动力学效应，提出了通过增加Pt氧化的活化能可有效降低ORR过电位的策略。

4. 提出Pt基催化剂上阴极扫描中的还原峰电位可作为与ORR的半波电位正相关构效关系描述因子。

3.研究相关

杨光星特聘副教授、刘芝婷讲师、彭峰教授为论文的通讯作者，2021级硕士研究生吴泽南为论文的第一作者，广州大学为论文的第一且唯一通讯单位。

论文链接：

https://doi.org/10.1039/D3EE04368A

外国语学院汪东萍教授团队

在Nature旗下人文社科期刊

发表中国式现代化话语

国际传播最新成果

近日，我校外国语学院副院长汪东萍教授团队，以我校为第一完成单位，在SpringerNature期刊Humanities and Social Sciences Communications发表“Discourse construction of Chinese modernization from the perspective of Malaysian media”论文。研究通过语料库分析马来西亚媒体如何建构中国式现代化话语，为基于受众国讲好中国式现代化故事提供了新视角，旨在增强中国式现代化国际传播力影响力，提升国家形象和文化软实力。

Humanities and Social Sciences Communications是出版社面向人文社会科学领域的唯一期刊，一年只发一期，致力于出版该领域的高水平研究。在全球人文社科领域具有重要影响力，论文在该刊发表有助于在国际上讲好中国式现代化故事。

1.研究背景

中国式现代化作为一种不同于西方现代化的社会主义现代化模式，为发展中国家基于自身国情实现现代化提供了新选择，创造了人类文明新形态，引发国际社会高度关注。党的二十大召开以来，国际媒体持续报道中国式现代化，展示中国在政治、经济、社会、文化等领域的发展成就。马来西亚在中国“一带一路”倡议中扮演着重要角色，在中马建交五十周年背景下，通过广泛的政治、经济和文化交流，两国之间的关系日益紧密，进一步凸显了马来西亚媒体建构中国现代化话语的重要性。

2.研究内容

论文采用语料库批评话语分析，基于马来西亚主流媒体对中国式现代化的192篇新闻报道，分析马来西亚媒体如何表述、解读和建构中国式现代化话语。研究发现，马来西亚媒体报道呈现多元化态度，以积极和中立报道为主。论文为中国式现代化的国际传播提供了马来西亚案例，强调媒体在马来西亚社会政治背景下塑造中国式现代化话语的关键作用，有助于提升中国式现代化国际传播效果，增强中国式现代化传播力影响力。

创新之处：

（1）论文研究马来西亚媒体视角下的中国式现代化话语建构，率先突破传统国内视角，首次从受众国媒体视角研究中国式现代化的话语建构及国际传播。选题新颖并极具现实意义，为在国际跨文化背景下讲好中国式现代化故事提供了实际案例和参考价值，有助于提升中国式现代化在马来西亚的传播效果，增强中国式现代化国际传播力影响力。

（2）论文创建马来西亚媒体对中国式现代化的报道语料库，运用批评话语分析理论和语料库研究方法，深入分析跨文化背景下国外媒体如何解读、认知、建构和传播中国式现代化话语，属于语言学、翻译学和传播学交叉研究，有助于我们更好地了解国外媒体对中国式现代化的态度、认知和报道策略，为在全球视域下基于受众国国情讲好中国式现代化故事进行了有益的探索。

3.研究相关

汪东萍教授为该成果第一作者兼通讯作者，其指导的研究生梁思萍为第二作者，我校为第一完成单位。该论文是汪东萍教授团队研究中国式现代化国际传播的重要成果之一。汪冬萍教授先后主持国家社科、国家社科重大项目子课题、教育部人文社科等项目10多项，在《中国翻译》《外语界》《外语教学》《外语与外语教学》《上海翻译》等期刊发表论文和智库成果50多篇，其中CSSCI期刊论文16篇，智库成果多次被中央、省委、《新华社内参》、《人民日报内参》采纳，荣获第十届广东省哲学社会科学优秀成果一等奖、CTTI2023年度智库研究优秀成果二等奖、国家社科项目结项成果良好等级、安徽省教学成果三等奖等科研教研奖励8项。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/

s41599-024-03152-9.pdf

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广州大学新媒体中心

资料来源｜广州大学科学研究院

文案编辑｜谢婉莹

封面制作｜李月英

微信编辑｜梁卉喆 邱娈淳 陈强

图文校对｜刘美美 肖畅

责任编辑｜江美惠 刘姗姗 张哲华 吴苇菁 王璇璇 李月英

初啊啊审｜张芳

复啊啊审｜吴谦

终啊啊审｜温志昌

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