成果速遞！盤點清華SIGS近期學術創新前沿進展

探索未知邊界

創新引領前沿

又是一年收獲季

清華SIGS科研一線再傳佳音

多項研究取得重要進展

學術科研成果密集出爐

下拉速覽這份“捷報”！

（按新聞在清華大學深圳國際研究生院官網發布的時間順序排列）

李星輝團隊在數字光柵深度學習三維感知領域取得進展

訾牧聰團隊在海洋天然氣水合物開采耦合碳封存領域取得新進展

譚英、蘇萍團隊開發出用于無標記高維度腫瘤異質性分析的空間微流控全息集成平臺

曲鈞天團隊在海洋小型化磁控液滴機器人領域取得新進展

金欣團隊在ISO/IEC MPEG實現重大突破 主導ISO光場視頻編碼國際標準進程

耿子涵團隊在高精度三維成像領域取得新進展

沈欣煒團隊在海上風電制甲醇領域取得新進展

余泉課題組利用等離子體-微滴融合技術實現烷烴直接氮化制亞胺

呂帥團隊獲國際計算語言學年會（ACL 2025）領域主席獎

王文龍、吳乾元在再生水利用ISO國際標準領域取得重要進展

李佳團隊合作在限域熱脈沖合成高熵納米材料方面取得進展

柳明團隊合作在全固態電池研究中取得重要進展

邢新會團隊構建火麻仁DPP-IV抑制肽挖掘方法并解析調控腸道菌群改善糖代謝機制

康飛宇、翟登云團隊在石墨負極應用于大規模電化學儲能領域取得系列進展

張正華團隊在鎧甲電催化膜突破催化活性-穩定性的權衡效應領域取得新進展

周光敏團隊合作在廢舊鋰離子電池正極材料超快直接修復與升級回收研究方向取得新進展

李星輝團隊在數字光柵深度學習三維感知領域取得進展

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李星輝團隊在數字光柵結構光三維重建領域實現進展，針對高質量三維重建所依賴的真實數據資源少，構建策略效率低和前沿數據缺乏問題提出了創新性的解決方案。團隊深入研究了場景背景穩定性對網絡前景預測精度的影響，并首次系統性探討了樣本空間分布頻率與模型性能之間的關系，從根本上提升了數據集構建的科學性與效率。該成果為深度學習驅動的結構光三維重建技術提供了全流程的數據支撐和構建范式。

數據集相關研究成果以“SL3D-BF: A Real-World Structured Light 3D Dataset with Background-to-Foreground Enhancement”為題，發表在《IEEE電路與系統視頻技術匯刊》(IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, TCSVT)。物理監督模型機制研究成果以“Reliable 3D Reconstruction with Single-Shot Digital Grating and Physical Model-Supervised Machine Learning”為題，發表在《IEEE 儀器與測量匯刊》（IEEE Transactions on Instrument and Measurement）。

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訾牧聰團隊在海洋天然氣水合物開采耦合碳封存領域取得新進展

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訾牧聰團隊針對天然氣水合物開發難點，以逆向思維視其為封存CO2的潛在優勢，系統闡明注入CO2可同步達成天然氣水合物增產開采、海底碳封存與地質修復三重目標，為協同推進海洋資源開發與碳中和提供了創新路徑。

該研究成果以“CO2注入強化海洋天然氣水合物開采：綜述與展望”（How injecting CO2 enhances marine natural gas hydrate exploitation: Review and prospect）為題，發表于《可再生和可持續能源評論》（Renewable and Sustainable Energy Reviews）雜志上。

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譚英、蘇萍團隊開發出用于無標記高維度腫瘤異質性分析的空間微流控全息集成平臺

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譚英與蘇萍團隊合作，創新性地開發了一種空間微流控全息集成（Spatial Microfluidic Holographic Integrated, SMHI）平臺。該平臺巧妙地將緊湊型數字全息顯微成像技術（Digital holographic microscopy，DHM）與空間流體動力學聚焦微流控技術相結合，最終實現了無需數字重聚焦的快速、高保真單細胞無標記定量相位成像。其設計理念和優異性能為癌癥早期診斷、液體活檢、藥物篩選及免疫監控等臨床和生物醫學研究提供了強有力的創新工具，有望推動精準醫療的發展。

相關研究成果以“空間微流控全息集成平臺用于癌癥異質性的無標記高維分析”(Spatial microfluidic holographic integrated platform for label-free and high-dimensional analysis of cancer heterogeneity)為題，發表于國際學術期刊《自然·通訊》（Nature Communications）。

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曲鈞天團隊在海洋小型化磁控液滴機器人領域取得新進展

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曲鈞天團隊圍繞磁流體液滴機器人在大規模、獨立與可編程操控方面的關鍵技術難題，成功開發出一套基于電磁線圈陣列的可編程操控平臺。通過靈活部署液滴機器人，該平臺在數字圖案顯示、信息編碼及流體操作等領域展現出廣泛的應用潛力。

該研究成果以“用于大規模磁流體液滴機器人可編程控制的電磁線圈陣列系統”（Development of an Electromagnetic Coil Array System for Large-Scale Ferrofluid Droplet Robots Programmable Control）為題，發表于《IEEE機器人學匯刊》（IEEE Transactions on Robotics）雜志上。

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金欣團隊在ISO/IEC MPEG實現重大突破 主導ISO光場視頻編碼國際標準進程

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6月30日至7月4日，ISO/IEC（國際標準化組織/國際電工委員會）MPEG（運動圖像專家組）第151次會議在韓國大田召開，來自全球的600余名專家參會。會上，來自國內外的專家學者積極響應光場視頻編碼提案征集。金欣團隊聯合中國移動、北航提出的技術方案正式成為LVC測試軟件核心組成部分。這一突破性進展標志著光場視頻編碼技術從探索研究階段全面轉入國際標準制定軌道，提升了中國技術方案在國際光場視頻編碼領域標準的話語權。

耿子涵團隊在高精度三維成像領域取得新進展

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耿子涵團隊聯合日本理化學研究所、香港城市大學等機構，成功研發出一套融合雙目超透鏡與光學線索融合網絡的高精度三維成像系統。該系統創新性地結合物理推導的絕對立體深度測量與機器學習估算的相對深度信息，通過自適應置信度映射實現高精度、魯棒的三維重建，有效拓展了三維成像的適用場景和精度邊界。

該研究成果以“基于雙目超透鏡與光學線索融合的高精度三維成像技術”（High-precision three-dimensional imaging based on binocular meta-lens and optical clue fusion）為題發表在Nature系列期刊《npj納米光子學》（npj nanophotonics）上。

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沈欣煒團隊在海上風電制甲醇領域取得新進展

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沈欣煒團隊在利用海上風電規模化生產綠色甲醇以實現航運業深度脫碳方面取得研究進展。該研究系統評估了在歐洲港口利用海上風電直接生產綠色甲醇的技術可行性與經濟競爭力，并預測了其成為航運主流清潔燃料的時間表。該研究為航運業深度脫碳提供了一條清晰且可預期的技術路徑，研究成果不僅為產業界投資決策提供了科學依據，也為政策制定者設計更有效的激勵和監管框架提供了重要參考。

該研究成果以“具有成本競爭力的海上風電驅動的綠色甲醇生產助力海運脫碳”（Cost-competitive offshore wind-powered green methanol production for maritime transport decarbonization）為題，發表于《自然·通訊》（Nature Communications）期刊上。

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余泉課題組利用等離子體-微滴融合技術實現烷烴直接氮化制亞胺

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余泉課題組基于自主研發的亞大氣壓電噴霧電離技術（SAP-ESI），成功將氣體放電等離子體與微液滴界面化學巧妙融合，在常溫常壓條件下實現了烷烴的高效活化，并用于合成了高附加值的亞胺類化合物。該成果為惰性C-H鍵活化這一化學“圣杯”難題提供了全新解決方案。該研究實現了以惰性的烷烴和穩定的氮氣為起始原料，在無需高溫高壓、無需過渡金屬催化劑的溫和條件下，合成高價值亞胺化合物。這不僅打破了傳統合成路線對官能團的依賴，也為資源高效利用和綠色化學提供了全新范式。

相關研究成果以“等離子體-微滴方法實現烷烴為底物的可持續亞胺合成”（Sustainable Imine Production Using Alkanes as Substrates via a Plasma-Microdroplet Approach）為題，發表于國際頂級期刊《美國化學會志》（Journal of the American Chemical Society）。

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呂帥團隊獲國際計算語言學年會（ACL 2025）領域主席獎

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近日，第63屆國際計算語言學年會（ACL 2025）在奧地利維也納舉行。呂帥團隊的研究論文“將建筑師反饋與領域知識融入住宅平面生成”（FloorPlan-LLaMa: Aligning Architects’Feedback and Domain Knowledge in Architectural Floor Plan Generation）被大會錄用，并獲得領域主席獎（Area Chair Award）。團隊在會上作口頭報告，現場展示團隊在AI輔助建筑設計領域的最新研究進展。

王文龍、吳乾元在再生水利用ISO國際標準領域取得重要進展

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8月4日，由清華大學深圳國際研究生院牽頭編制的國際標準《Water reuse in urban areas — Guidelines for urban reclaimed water for landscaping uses（城鎮再生水利用：景觀環境利用）》（ISO 18997:2025）正式發布。該標準由ISO/TC 282水回用技術委員會城鎮水回用分委員會（SC2）組織制定，清華大學深圳國際研究生院副教授王文龍、清華大學環境學院教授胡洪營主持標準編制，清華大學深圳國際研究生院副教授吳乾元參與標準編制。

李佳團隊合作在限域熱脈沖合成高熵納米材料方面取得進展

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材料學院劉鍇教授團隊、深圳國際研究生院李佳副教授團隊合作開發了一種納米限域熱脈沖合成（NIS）技術，利用高質量碳納米管（CNT）薄膜產生的瞬態焦耳熱，誘導負載在CNT薄膜上的前驅體發生原位反應，成功合成了高熵納米碳化物（HENCs）、高熵合金化單原子（HEASA-Pt）等一系列新型材料，為高效合成高熵納米材料提供了一種新路徑。

相關研究成果以“納米限域脈沖合成高活性與穩定性的電催化劑”（Nanoconfined Impulse Synthesis of High-Entropy Nanocarbides for Highly Active and Stable Electrocatalysts）為題，近日在線發表于《自然·合成》（Nature Synthesis）。在此基礎上，進一步的研究成果以“用于甲醇催化氧化的高熵合金化Pt單原子”（High-entropy alloyed single-atom Pt for methanol oxidation electrocatalysis）為題，近日在線發表于《自然·通訊》（Nature Communications）。

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柳明團隊合作在全固態電池研究中取得重要進展

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柳明團隊聯合大灣區大學錢坤團隊及中國原子能科學研究院肖才錦研究員，創新性地提出并驗證了一種基于“電荷轉移優化”（CTOC）的梯度設計策略。這種設計巧妙地實現了離子和電子傳輸路徑在空間上的解耦與協同優化，同時保證了整個電極中活性物質的含量不降低，最大程度維持了能量密度。研究團隊首次成功應用對鋰元素敏感的中子深度剖面分析（NDP）技術，如同給電池內部做了一次高精度的“CT掃描”。這一成果為開發兼具高能量密度、超長壽命和優異倍率性能的實用化全固態鋰電池提供了全新的設計思路和堅實的實驗基礎。

相關研究成果以“縱向空間電荷轉移優化復合正極實現超穩定全固態電池”（Longitudinal Spatial Charge Transfer Optimization in Composite Cathode Enables Ultra-Stable All-Solid-State Batteries）為題，發表在國際能源與環境科學領域期刊《能源與環境科學》（Energy & Environmental Science）上。

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邢新會團隊構建火麻仁DPP-IV抑制肽挖掘方法并解析調控腸道菌群改善糖代謝機制

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邢新會團隊通過采用分子對接、機器學習、酶組學、蛋白質組學技術結合腸道類器官模型構建了基于DPP-IV抑制的高通量多肽篩選體系，挖掘了具有DPP-IV抑制能力的活性多肽VAMP并解析了其對腸道菌群的調控作用，為天然生物活性肽的發掘及血糖紊亂干預提供了新視角。

相關研究成果以“新型四肽通過抑制DPP-IV以及調節腸道菌群改善糖代謝”（Discovery of a novel tetrapeptide as glucose homeostasis modulator with bifunctionalities of targeting DPP-IV and microbiota）為題，發表在《宏基因組》（iMeta）上。

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康飛宇、翟登云團隊在石墨負極應用于大規模電化學儲能領域取得系列進展

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康飛宇、翟登云團隊在石墨負極的儲能和界面解析方面取得系列進展。團隊創新性地提出協同式競爭配位的電解液設計理念，構建了更靈活的四元插層化合物，為電解液設計調控電位提供了新的思路，揭示了體積變化對界面相演變的影響。研究成果以“通過協同式競爭配位機制調控鈉電石墨負極的共插層電位”（Synergistically competitive coordination for tailoring sodium cointercalation potential of graphite）為題發表于《自然·通訊》（

Nature Communications

另外，團隊針對石墨負極在鉀離子電池循環過程中的容量衰減機理，深入分析了石墨負極SEI的化學組分和電化學形成機理，形成“鉀電石墨負極”三部曲。該系列成果的第一篇以“揭示粘結劑的脫氟化氫過程對鉀離子電池石墨負極容量衰減的影響機制”（Unveiling the Influence of Dehydrofluorination of Poly (vinylidene fluoride) Binder on the Failure of Graphite Anode in Potassium‐ion Batteries）為題，發表于《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）上；第二篇以“揭示鈉/鉀離子電池石墨負極SEI的形成機理”（Deciphering the formation and accumulation of solid-electrolyte interphases in Na and K carbonate-based batteries）為題，發表于《納米快報》（Nano Letters）；第三篇以“揭示影響鉀離子電池石墨負極容量衰減的關鍵因素”（Key factor determining the cyclic stability of the graphite anode in potassium-ion batteries）為題，發表于《美國化學學會·納米》（ACS Nano）。

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張正華團隊在鎧甲電催化膜突破催化活性-穩定性的權衡效應領域取得新進展

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張正華團隊提出了基于石墨烯保護的鎧甲催化策略。鎧甲電催化膜提供了一套工程化應對方案，通過整合穩固的催化劑錨定技術、保持氧化還原功能以及模塊化設計。該系統克服了傳統催化活性-穩定性之間的權衡效應，實現了催化氧化與分子分離的同步進行。鑒于鎧甲催化劑及電催化膜構型的獨特結構優勢，該研究成果對膜性能及底層催化機制的全面研究至關重要。

相關研究成果以“鎧甲電催化膜突破催化活性-穩定性的權衡效應”（ Overcoming the Catalytic Activity–Stability Trade-Off by an Electrified Chainmail Membrane Composed of Copper Nanowires Encapsulated by Reduced Graphene Oxide）為題，在線發表在國際期刊《環境科學與技術》（Environmental Science & Technology）上。

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周光敏團隊合作在廢舊鋰離子電池正極材料超快直接修復與升級回收研究方向取得新進展

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周光敏團隊與中國科學院深圳先進技術研究院研究員成會明院士團隊合作，在前期失效電池材料直接修復與升級回收研究的基礎上，利用外場作用構建連續非平衡態修復過程，突破熱力學限制，從而降低了再生過程的整體能壘。他們深入剖析了直接升級回收過程的設計思想，指出其核心是在目標材料和初始材料之間構建可行的直接相變路徑，最終提出了通用性的超快直接修復與升級回收策略。

相關工作以“廢舊鋰離子電池正極材料超快直接再生和升級的通用方案”（A universal protocol for ultrafast direct regeneration and upcycling of spent lithium-ion battery cathode materials）為題發表在《自然-協議》（Nature Protocols）上。

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這項國際標準由清華SIGS編制！

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本期來源|材料研究院、數據與信息研究院、海洋工程研究院、生物醫藥與健康工程研究院、環境與生態研究院、未來人居研究院

編輯|葉思佳

鳴謝|科研處、教工辦

審核|聶曉梅、林洲璐

排版|胡靜雯