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我國每年城市生活垃圾清運量超過 2 億噸，且每年增長約 8%-10%，到 2020 年預(yù)計可達(dá) 2.5 億噸，中國城市生活垃圾無害化處理能力逐年提高，官方數(shù)據(jù)顯 示 2016 年大中城市生活垃圾無害化率已超過 90%，但我國農(nóng)村部分，無害化率 僅為 60%。垃圾處理面臨占用土地、資源浪費、環(huán)境污染等問題。當(dāng)前我國城市 垃圾處理仍然以填埋為主，但以焚燒技術(shù)為代表的能源化利用技術(shù)增長很快。該 技術(shù)伴隨著設(shè)備投資高、產(chǎn)生強(qiáng)致癌劇毒物質(zhì)、重金屬污染、工藝優(yōu)化不足等缺 陷，急需探尋其他方法。該項技術(shù)利用氣化熔融技術(shù)原理，對垃圾進(jìn)行減容減量 處理，處理后體積減小 90%以上，大大降低填埋場的壓力。氣化熔融技術(shù)真正做 到垃圾的無害化處理，可以做到二噁英、重金屬污染物的超低排放，環(huán)保性能大 大優(yōu)于目前的垃圾焚燒技術(shù)，消除公眾抵觸情緒，易于推廣。

通過超高真空分子束外延技術(shù)，在SrTiO3襯底上成功制備出宏觀尺度的單原胞層（厚度小于1納米）高溫超導(dǎo)體FeSe與FeTe0.5Se0.5單晶薄膜，其超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度大約在60 K左右，并通過原位掃描隧道顯微鏡和隧道譜技術(shù)對其中的超導(dǎo)配對機(jī)制進(jìn)行了深入研究。?? 原位掃描隧道顯微鏡觀測表明沉積的Fe原子處于薄膜上層的Te/Se原子間隙處。由于沉積密度極低，F(xiàn)e原子以孤立吸附原子形式存在，且吸附位附近無近鄰Fe原子團(tuán)簇。系統(tǒng)的原位超高真空（~10-10 mbar）掃描隧道譜實驗發(fā)現(xiàn)，對特定的吸附原子/單層FeSe（FeTe0.5Se0.5）耦合強(qiáng)度[數(shù)量占比約13% (15%)]，F(xiàn)e吸附原子上可觀測到尖銳的零能電導(dǎo)峰（圖1）。該電導(dǎo)峰緊密分布在吸附原子附近，衰減長度~3 A，且遠(yuǎn)離吸附原子時不劈裂。變溫實驗表明，零能電導(dǎo)峰在遠(yuǎn)低于超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度時即消失，可初步排除Kondo效應(yīng)、常規(guī)雜質(zhì)散射態(tài)等解釋（圖2A和圖2B）。進(jìn)一步的控制實驗和分析顯示，零能電導(dǎo)峰半高寬嚴(yán)格由溫度和儀器展寬限制、在近鄰雙Fe原子情形不劈裂、服從馬約拉納標(biāo)度方程，這些結(jié)果均與馬約拉納零能模的唯象學(xué)特征吻合（圖2C-圖2G）。對沉積于單層FeSe薄膜與FeTe0.5Se0.5薄膜上的Fe吸附原子，結(jié)果基本相同。相比于單層FeSe，統(tǒng)計結(jié)果表明單層FeTe0.5Se0.5上Fe吸附原子中觀測到零能束縛態(tài)的幾率更高且信號更強(qiáng)。波士頓學(xué)院汪自強(qiáng)教授和合作者曾在理論上提出，無外加磁場時，強(qiáng)自旋-軌道耦合s波超導(dǎo)體間隙磁雜質(zhì)可產(chǎn)生量子反常磁通渦旋。理論上如果單層FeSe和FeTe0.5Se0.5由于空間反演對稱破缺而具有較強(qiáng)的Rashba自旋-軌道耦合, Fe原子的磁矩局域破壞時間反演對稱，可以使量子反常渦旋“承載”馬約拉納零能模。對單層FeSe和FeTe0.5Se0.5有些理論也預(yù)測存在拓?fù)浞瞧接瓜唷Ｔ诙S拓?fù)涑瑢?dǎo)體中，馬約拉納零能模也會產(chǎn)生于Fe原子誘導(dǎo)的量子反常渦旋中的束縛態(tài)。因此，實驗中觀測到的零能電導(dǎo)峰可歸因于Fe吸附原子引起的局域量子反常渦旋。更深入、具體的理解還有待于進(jìn)一步的實驗和理論探索。這一工作將探索馬約拉納零能模的超導(dǎo)材料從三維拓展到二維、從低溫超導(dǎo)拓展到超過40 K超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度的高溫超導(dǎo)體系，同時無需外加磁場，觀測到的零能束縛態(tài)原則上可操縱、“存活”溫度明顯提升。這些優(yōu)勢為未來實現(xiàn)可應(yīng)用的拓?fù)淞孔颖忍靥峁┝丝赡艿姆桨浮?

通過多年集中攻關(guān)，針對性地解決了生物質(zhì)氣化轉(zhuǎn)化效率低、焦油、粉塵污染等問題。開發(fā)了較空氣氣化、 氧氣氣化等技術(shù)具有明顯優(yōu)勢的秸稈等氧氣—水蒸氣聯(lián)合氣化裝置及工藝，大幅促進(jìn)了氫氣、碳?xì)浠衔锏纳伞Ｕ麄€系統(tǒng)實現(xiàn)了高品質(zhì)富氫燃?xì)獯笠?guī)模生產(chǎn)、余熱利用、基于焦油完全轉(zhuǎn)化利用的污染物零排放。目前整套技術(shù)已經(jīng)在研發(fā)建設(shè)的秸稈處理量 1t/天氣化系統(tǒng)上完成調(diào)試，正在進(jìn)行系統(tǒng)大型化、集成化、工程化研究。