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从理论创新到技术攻坚

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“立地”赋能产业变革

近期，学院又涌现出一批

高水平学术科研成果

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（按新闻在清华大学深圳国际研究生院官网发布的时间顺序排列）

郑泉水、彭德利团队发表自超滑器件综述

倪凯、白本锋课题组在超表面快照光谱成像领域取得新进展

干林、李佳团队合作在五元环石墨氮的高选择性构筑与四电子氧还原反应电催化上取得进展

黄儒麒、郑博团队在空气污染自适应高分辨率重建研究中取得重要进展

吴耀炯课题组研发用于高效药物筛选的微球状皮肤类器官

郑博团队合作揭示空气污染对全球甲烷源汇收支的调控机制

我院康飞宇教授获韩国“碳谷奖”

何宏辉课题组与合作者提出可重构任意椭圆延迟器阵列助力高维光子操控

陈谦团队在可再生能源电解水制氢领域取得新进展

赵世玺、侯廷政团队与合作者在高熵正极材料领域取得系列进展

李星辉团队在多维原子级测量技术领域取得重要进展

钱翔课题组合作在触觉交互执行器领域取得新进展

陈道毅团队在海域可燃冰三联开采技术方面取得新进展

我院喜获广东省科学技术奖

谭英课题组合作构筑具有抗肿瘤活性的三层夹心炔基功能化银-多金属氧酸盐杂化纳米簇

我院与清华大学电子系合作获IEEE ICC 2025最佳论文奖

李兵团队在微生物光电化学促进磷酸盐高效矿化领域取得系列进展

苏阳团队合作开发分离性能可切换的石墨烯智能分离膜

郑泉水、彭德利团队发表自超滑器件综述

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郑泉水院士和彭德利团队与清华大学教授徐志平团队共同发表有关结构超滑滑动器件的综述，系统展示了自超滑技术在滑动器件和微系统中的巨大应用潜力。在郑泉水院士的带领下，研究团队已在自超滑技术产业化方面取得重要进展，成功开发出具有超长寿命的射频MEMS开关、高效率微特电机和微发电机等创新产品样机。这些突破性成果为下一代通信系统、人形机器人和物联网等领域提供了全新的技术解决方案，也需要全球学术界、产业界和投资机构开展深度合作，共同推动这一技术的产业化，开创微纳制造和微系统领域的新纪元，为高端装备制造和战略性新兴产业的发展注入强劲动力。

该综述以“结构超滑滑动器件”（Structural Superlubric Slidevices）为题发表在《细胞》（Cell）出版社旗下的《器件》（Device）期刊上。

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倪凯、白本锋课题组在超表面快照光谱成像领域取得新进展

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倪凯课题组与其合作者在超表面计算快照光谱成像技术研究方面取得新进展，团队提出了一种基于生成式深度学习的并行化超表面计算机断层扫描超紧凑策略，可以在保持高分辨率和成像速度的同时，有效将快照光谱成像中的光学元件体积大幅缩小，为光谱成像技术的微型化、智能化发展开辟了新路径。

该研究工作以“深度学习赋能的并行化超表面计算层析快照光谱成像”(Deep Learning Empowered Parallelized Metasurface Computed Tomography Snapshot Spectral Imaging)为题发表在期刊《先进材料》(Advanced Materials)上。

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干林、李佳团队合作在五元环石墨氮的高选择性构筑与四电子氧还原反应电催化上取得进展

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干林、李佳团队与佛山大学讲师夏冬生博士合作在新型五元环石墨氮的高选择性构筑上取得重要进展。研究团队采用沸石咪唑酯骨架材料（ZIF）作为前驱体，通过高温处理高选择性地合成了一种五元环石墨氮掺杂的碳材料。与常规六元环石墨氮的低催化活性不同，这种五元环石墨氮在碱性和酸性条件下对燃料电池氧还原反应（ORR）表现出优异的四电子电催化活性。相关工作为开发低成本的燃料电池催化剂提供了新途径。

相关成果以“当石墨氮遇见五元环：选择性构筑与提升四电子氧还原电催化的光谱学证据（When Graphitic Nitrogen Meets Pentagons: Selective Construction and Spectroscopic Evidence for Improved Four-Electron Oxygen Reduction Electrocatalysis）”为题在《先进材料》（Advanced Materials）上在线发表。

黄儒麒、郑博团队在空气污染自适应高分辨率重建研究中取得重要进展

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黄儒麒团队同郑博团队合作，在城市空气污染高精度建图领域取得重要进展。合作团队提出了一种全新的三维隐式表示方法，能够从稀疏、不完整甚至质量较差的空气污染观测数据中自适应生成高分辨率污染分布图，为实现更灵活、更可靠的城市环境监测提供了技术支撑。该成果有望推动污染监测从固定网格化、规则化向更加连续、精细和智能的空间表示发展，助力精准治理与环境决策。

该研究成果以“基于新型隐式三维表达的空气污染自适应高分辨率建图方法”（Adaptive high-resolution mapping of air pollution with a novel implicit 3D representation approach）为题，发表于环境科学领域的高水平期刊《npj气候与大气科学》（npj Climate and Atmospheric Science）。

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吴耀炯课题组研发用于高效药物筛选的微球状皮肤类器官

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吴耀炯教授课题组研发了制备微球状皮肤类器官的新方法，该方法先用胶原蛋白凝胶与人真皮成纤维细胞（HDF）共同形成大小均一的类真皮核，随后通过搅拌式生物反应器将人角质形成细胞（HaCaT或原代表皮干细胞）与类真皮核共培养，形成附着于类真皮核表面的复层类表皮结构，并进一步通过诱导培养形成完整表皮屏障结构。与传统微球状皮肤类器官表皮层与真皮层位置颠倒不同，该方法制备的类皮肤表皮在真皮外侧（表面），与人体皮肤的结构相同。

为实现基于该类器官的高通量自动化药物筛选，本研究在类器官中加装了代表皮肤和毛囊再生的关键信号通路，Wnt/β-catenin通路的荧光素酶报告系统，并基于该体系，筛选发现了小分子化合物米诺地尔对表皮Wnt通路的激活作用。该类器官初步显示了其在化妆品检测和药物高通量筛选方面的应用前景，其制备技术具有规模化放大空间。

该研究成果以“微球状皮肤类器官的生物工程构建方法及其在药物筛选中的应用”（The Bioengineering of Microspheric Skin Organoids and Their Application in Drug Screening）为题在《先进科学》（Advanced Science）上发表。

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郑博团队合作揭示空气污染对全球甲烷源汇收支的调控机制

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郑博带领由中国、法国和德国学者构成的国际研究团队，系统揭示了空气污染如何通过调节大气中羟基自由基（OH）浓度来影响全球甲烷收支，为应对全球气候变化、协同开展减污降碳提供了新的理论基础。本研究创新性地开发了一种集成大气观测和过程模型耦合驱动的研究框架，量化了全球主要空气污染物对甲烷化学汇的影响。不仅考虑了全球尺度上的长期整体变化，还关注了时空异质性，为理解空气污染与甲烷收支之间的相互作用提供了全新的视角，为制定针对性的空气质量和气候政策提供了科学依据。研究为监测和评估全球OH浓度及其对甲烷汇的影响提供了一种新的研究模型工具。通过定期更新驱动因子输入数据，研究构建的模型系统可以跟踪OH浓度的时空变化，为动态研究其对全球甲烷收支的调控作用提供支持。这对于制定科学合理的气候政策以应对气候变化具有重要现实意义。

上述相关成果以“大气污染影响全球甲烷收支的趋势和年际变化”（Air pollution modulates trends and variability of the global methane budget）为题，以研究论文（Article）形式发表在《自然》（Nature）期刊上。

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我院康飞宇教授获韩国“碳谷奖”

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在2025年韩国春季碳会议上，康飞宇教授荣获韩国碳学会颁发的“碳谷奖”(Carbon Valley Award)，该奖项旨在表彰在碳材料技术研发和产业化方面作出突出贡献的科学家。康飞宇深耕碳材料研究30余年，不断实现技术突破，促进产学融合，并在推动中、日、韩三国碳材料学术和应用领域交流合作中发挥了积极作用。

康飞宇长期从事储能用碳材料和先进电池研究。以第一完成人获国家技术发明奖二等奖、教育部自然科学一等奖、广东省自然科学一等奖和中国建材学会技术发明一等奖，并获广东省丁颖科技奖、深圳市长奖和中国炭素杰出成就奖，韩国碳素学会碳谷奖。

何宏辉课题组与合作者提出可重构任意椭圆延迟器阵列助力高维光子操控

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何宏辉副研究员课题组与牛津大学合作，提出并实现了一种创新性的可重构任意椭圆延迟器阵列，该方法通过级联低功能性器件（如液晶空间光调制器与可变形反射镜）构建出“虚拟像素”，实现了对轴向几何、延迟值及绝对相位的物场全参数动态控制。该阵列打破了传统器件的功能局限，凭借其高度可编程性和动态调控能力，能够灵活切换为结构光生成器、偏振状态分析器，或光学校正器，为未来光通信、先进偏振成像和自适应光学系统提供了通用化解决方案，应用前景广阔。

研究团队首次在自由空间中成功生成并观测到光学斯格明子袋，并创新性地提出了一套动态偏振测量方案，已在组织病理成像与文物材料分析中展现出出色的精度和实用性。同时，团队构建了全偏振自适应光学校正平台，为未来复杂光场的合成、识别与校准提供了完整的技术链条。研究成果以题为“一种基于可重构任意延迟器阵列的复杂结构物”（A reconfigurable arbitrary retarder array as complex structured matter）发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。

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陈谦团队在可再生能源电解水制氢领域取得新进展

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清华大学深圳国际研究生院助理教授陈谦团队围绕商用大型ALK系统的非稳态热力学特性，构建了融合电化学反应、传热与传质过程的物理机理非稳态模型，并依托中试平台实测数据验证了模型精度。在此基础上，系统评估了不同工况下ALK系统的响应特性与效率表现，并对比了引入比例积分控制（PI）和模型预测控制（MPC）方法对系统温度调控能力的提升效果。相关成果以“商用波动可在生能源驱动碱性电解水制氢系统研究：非稳态热力学分析与优化”(Improving commercial-scale alkaline water electrolysis systems for fluctuating renewable energy: Unsteady-state thermodynamic analysis and optimization)为题发表在国际期刊《应用能源》（Applied Energy）上。

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赵世玺、侯廷政团队与合作者在高熵正极材料领域取得系列进展

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赵世玺、侯廷政团队在高熵材料的迟滞迁移效应及SRO原子尺度建模和机理研究中取得系列进展。富锂层状正极材料在长循环过程中由于过渡金属离子不可逆迁移，导致结构无序化和严重的电压衰减，针对此类问题，研究团队与华盛顿大学教授曹国忠合作，通过结合离子型和共价型元素的高熵成分设计显著改善了富锂层状正极材料的电压保持能力和能量输出。研究团队与中国科学院大学副教授伦正言合作，创新性地提出了基于关键描述符的SROS算法（Short-Range Order Swapping, SROS），为高熵无机非金属材料SRO结构模拟难题提供了一种高效精准的解决思路。

相关成果以“具有可忽略电压衰减的高熵富锂层状正极的迟滞迁移效应”（High-entropy Li-rich layered cathodes with negligible voltage decay through migration retardation effect）、“高熵无序岩盐型正极中短程有序的模拟”（Modeling short-range order in high-entropy cation?disordered Rocksalt-type cathodes）为题，分别发表在《先进材料》（Advanced Materials）和《先进能源材料》（Advanced Energy Materials）上。

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李星辉团队在多维原子级测量技术领域取得重要进展

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李星辉团队在多维原子级测量技术研究方面取得新进展。团队提出了一种新型集成式零死区外差光栅干涉仪，可实现三自由度的亚纳米级位移测量，并显著提升了系统在复杂环境下的稳定性和抗干扰能力。该成果为面向光刻系统、原子尺度制造和航空航天超精密测量等应用的高集成度、多维度测量系统发展提供了重要技术支撑。

研究成果以“多维原子级测量：零死区集成式外差光栅干涉仪”（Towards multi-dimensional atomic-level measurement: integrated heterodyne grating interferometer with zero dead-zone）为题，发表在《光:先进制造》（Light: Advanced Manufacturing）期刊上。

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钱翔课题组合作在触觉交互执行器领域取得新进展

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我院智能仪器与装备研究所钱翔课题组提出了一种基于多层可变刚度聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane, PDMS）弹性体的柔性驻极体触觉反馈执行器。该执行器具有优秀的输出特性，实现超低电压驱动，能够在低至5 V驱动电压下产生可感知的触觉反馈力；实现高增益，在200V驱动电压下增益为1.06 mN/V，在35V驱动电压下增益为 0.98 mN/V；实现宽频率，执行器的带宽在50Hz至450Hz范围内，涵盖了主要的触觉敏感的频率范围。在此基础上，本研究设计并实现了六点阵执行器阵列系统，具备独特的四维（4D）触觉编程能力，涵盖了时间（振动启动/持续/停止时间）、位置、振幅和频率。本研究进一步展示了该执行器阵列系统的两项应用场景。

相关成果以“面向残障人群感知增强的情感性与方向性可编程柔性触觉接口”（Emotional and Directional Enabled Programmable Flexible Haptic Interface for Enhanced Cognition in Disabled Community）为题发表在中国科学技术协会（China Association for Science and Technology, CAST）与美国科学促进会（American Association for the Advancement of Science，AAAS）合作期刊《研究》（Research）上。

陈道毅团队在海域可燃冰三联开采技术方面取得新进展

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我院陈道毅教授提出了海域天然气水合物三联开采技术创新概念，即“开采、固碳与地质修复三联技术”，随后依托中试尺度三维装置持续攻关，团队建立了高仿真度海域水合物样品成藏—降压产气—连续注气—混合水合物生长修复地层一体的研究模式。研究团队在实验室尺度成功实现了天然气水合物开采目标，还将传统开采方法与CO2封存相结合，把实验室成果应用到海洋真实环境还需要考虑比尺放大效应等深层次的理论问题。团队提出了比尺放大效应的理论框架，评估了三联技术在开采后注气对CO2封存的相应影响。

相关研究成果以“CO2/N2注入海洋沉积物-枯竭天然气水合物储层中水合固化CO2的相似准则研究与多尺度试验”（Investigation of scaling criteria and multiscale experiments for hydrate-based CO2 sequestration in marine sediment and depleted NGH reservoir via CO2/N2 injection）发表在化工领域期刊《化工工程科学》（Chemical Engineering Science）上。

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我院喜获广东省科学技术奖

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近日，广东省科学技术厅官网发布《2024年度广东省科学技术奖拟奖公示》，公布拟奖项目196项，拟奖人24人。我院教师吴乾元荣获2024年度广东省科学技术奖-青年科技创新奖，唐彦嵩参与的“面向客厅交互的视界革新-智能显示增强融合内容生成平台及终端”项目和许银亮参与的“超大城市虚拟电厂多时序高精准调控关键技术、成套装备及应用”项目获广东省科学技术奖（科技进步）二等奖。

谭英课题组合作构筑具有抗肿瘤活性的三层夹心炔基功能化银-多金属氧酸盐杂化纳米簇

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谭英课题组联合新加坡南洋理工大学教授苏卓威（Cheuk-Wai So）、南方科技大学副教授许聪俏与教授李隽团队，设计并成功构筑了一种全新的三层夹心结构的炔基功能化银–POM杂化纳米簇{(PW11)2-Ag13}。该簇体具有原子级精确的{Ag13}13+金属核，通过炔基配体与缺位型POM协同调控，实现了对金属聚集行为的有效限制，保留了暴露的银活性位点，突破了传统银纳米簇设计的构型限制。

该研究成果以“三层夹心{Ag13}13+结构的炔基功能化银-多金属氧酸盐杂化纳米簇及其抗肿瘤活性研究”（An Atomically Precise Alkynyl-Functionalized Silver–Polyoxotungstate Nanocluster with Sandwiched Three-Layer {Ag13}13+ Cluster Architecture and Enhanced Antitumor Activity）为题，发表在国际权威期刊《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition) 上，并被选为热点论文（Hot Paper）。

我院与清华大学电子系合作获IEEE ICC 2025最佳论文奖

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近日，IEEE 通信学会（IEEE Communication Society）旗舰会议 2025 ICC（International Conference on Communications）在加拿大蒙特利尔召开，我院宋健教授合作完成的论文“A 25 Gbps Plug-and-Play Self-Alignment Optical Wireless Communication System for Distributed Training in Data Center”获大会最佳论文奖。

论文由清华大学电子系2023级硕士生林天翊、2021级硕士生王思远，清华大学电子系张洪明教授和清华大学深圳国际研究生院宋健教授合作完成。

李兵团队在微生物光电化学促进磷酸盐高效矿化领域取得系列进展

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李兵团队在微生物光电化学促进磷酸盐高效矿化领域取得系列研究进展。研究结果表明，EPS中的蛋白质和氧化还原活性物质（如细胞色素、核黄素）能够显著提升光生电子在生物-无机界面的传递速率，而多糖组分则表现出抑制效应。该发现可能为阐释海洋沉积物界面能量转化与物质循环过程提供新的理论视角。研究发现，在光照条件下，该系统能够通过EPS实现光生电子高效传递至微生物胞内，显著提升代谢效率，促进磷酸铵镁（鸟粪石）的生成。同时，光生空穴驱动活性氧（ROS）生成，有效促进有机质和抗生素类污染物的降解。上述两个因素协同突破了传统磷回收过程面临的技术瓶颈，展现出高效、绿色、环境友好的应用潜力，为磷酸盐高效资源回收利用提供了新范式。

相关成果分别以“水环境胞外聚合物介导的微生物光电化学过程中界面电子转移的调控机制”（Unlocking interfacial electron transfer in biophotoelectrochemical processes: Role of extracellular polymeric substances in aquatic environments）和“光驱动生物杂合体介导的养殖水体磷酸铵镁微生物成矿”（Light-driven biohybrid for phosphorus recovery via struvite biomineralization in tetracycline-laden livestock wastewater）为题，发表在《水研究》（Water Research）上。

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苏阳团队合作开发分离性能可切换的石墨烯智能分离膜

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近日，清华大学深圳国际研究生院苏阳、山东理工大学赵金平、大连理工大学张宁等合作发现，将氧化石墨烯和石墨烯纳米片混合组装为复合膜，可使原本对溶剂刺激无响应的氧化石墨烯和石墨烯膜，转变为对溶剂种类有明确响应、分离性能可切换的智能膜材料。

该研究工作以“适于分级分子筛分的智能和溶剂可切换石墨烯基膜”（Smart and Solvent-switchable Graphene-based Membrane for Graded Molecular Sieving）为题，于6月23日在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

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减污和降碳有啥关联？清华SIGS团队发现……

前沿速递！清华SIGS近期科研亮点

在清华“下海”的一天，有多酷？

本期来源|数据与信息研究院、材料研究院、生物医药与健康工程研究院、环境与生态研究院、海洋工程研究院

编辑|叶思佳

鸣谢|科研处

审核|林洲璐

排版|胡静雯