电气装备及电子系统中绝缘材料电老化初期无法有效预警，一旦形成灾难性电击穿，后果不堪设想。针对该瓶颈问题，清华大学电机系日前开发出一种智能响应绝缘材料，在国际上首次实现电老化的可视化自诊断。只需添加微量分子指示剂，材料就能在发生电老化时自发变色产生示警信号，为电气、能源及电子系统的安全运行提供可靠保障。

在输变电、新能源、航空航天、轨道交通等电气装备及电子系统中，介电聚合物是一种被广泛应用的绝缘材料。该材料在严苛运行工况下极易出现电老化，初期损坏难以发现。为突破传统电老化监测方法的技术瓶颈，清华电机系教授何金良、副教授李琦课题组利用材料电老化过程中伴随产生的高化学活性的氧自由基，诱导分子指示剂发生显色反应，使材料中的介电聚合物能够自发地产生肉眼可辨识的颜色示警信号。

“分子指示剂是导致颜色变化的关键。”何金良介绍，该指示剂对材料本身的绝缘性能不造成影响。它如同一盏红绿灯，在材料出现电老化反应时受激变色，从而达到直观的提醒作用。随后，课题组对材料变色前后差异进行量化，结合泄漏电流和局部放电材料的性能损失评估，证明了颜色改变与电老化程度之间的定量关系。

这种自诊断方法还适用于硅橡胶、聚丙烯等不同材料的电老化，例如外绝缘表面老化、内绝缘电树老化等。何金良说，未来，它还有望作为一种普适性的方法，广泛用于各种电气装备及电子系统的绝缘监测中。该成果日前以“聚合物电老化的自发指示”为题发表在国际学术期刊《自然·材料》上。

北京日报客户端 | 实习记者 何蕊

编辑/李晓萌