成果速递！盘点清华SIGS近期学术创新前沿进展

探索未知边界

创新引领前沿

又是一年收获季

清华SIGS科研一线再传佳音

多项研究取得重要进展

学术科研成果密集出炉

下拉速览这份“捷报”！

（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）

李星辉团队在数字光栅深度学习三维感知领域取得进展

訾牧聪团队在海洋天然气水合物开采耦合碳封存领域取得新进展

谭英、苏萍团队开发出用于无标记高维度肿瘤异质性分析的空间微流控全息集成平台

曲钧天团队在海洋小型化磁控液滴机器人领域取得新进展

金欣团队在ISO/IEC MPEG实现重大突破 主导ISO光场视频编码国际标准进程

耿子涵团队在高精度三维成像领域取得新进展

沈欣炜团队在海上风电制甲醇领域取得新进展

余泉课题组利用等离子体-微滴融合技术实现烷烃直接氮化制亚胺

吕帅团队获国际计算语言学年会（ACL 2025）领域主席奖

王文龙、吴乾元在再生水利用ISO国际标准领域取得重要进展

李佳团队合作在限域热脉冲合成高熵纳米材料方面取得进展

柳明团队合作在全固态电池研究中取得重要进展

邢新会团队构建火麻仁DPP-IV抑制肽挖掘方法并解析调控肠道菌群改善糖代谢机制

康飞宇、翟登云团队在石墨负极应用于大规模电化学储能领域取得系列进展

张正华团队在铠甲电催化膜突破催化活性-稳定性的权衡效应领域取得新进展

周光敏团队合作在废旧锂离子电池正极材料超快直接修复与升级回收研究方向取得新进展

李星辉团队在数字光栅深度学习三维感知领域取得进展

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李星辉团队在数字光栅结构光三维重建领域实现进展，针对高质量三维重建所依赖的真实数据资源少，构建策略效率低和前沿数据缺乏问题提出了创新性的解决方案。团队深入研究了场景背景稳定性对网络前景预测精度的影响，并首次系统性探讨了样本空间分布频率与模型性能之间的关系，从根本上提升了数据集构建的科学性与效率。该成果为深度学习驱动的结构光三维重建技术提供了全流程的数据支撑和构建范式。

数据集相关研究成果以“SL3D-BF: A Real-World Structured Light 3D Dataset with Background-to-Foreground Enhancement”为题，发表在《IEEE电路与系统视频技术汇刊》(IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, TCSVT)。物理监督模型机制研究成果以“Reliable 3D Reconstruction with Single-Shot Digital Grating and Physical Model-Supervised Machine Learning”为题，发表在《IEEE 仪器与测量汇刊》（IEEE Transactions on Instrument and Measurement）。

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訾牧聪团队在海洋天然气水合物开采耦合碳封存领域取得新进展

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訾牧聪团队针对天然气水合物开发难点，以逆向思维视其为封存CO2的潜在优势，系统阐明注入CO2可同步达成天然气水合物增产开采、海底碳封存与地质修复三重目标，为协同推进海洋资源开发与碳中和提供了创新路径。

该研究成果以“CO2注入强化海洋天然气水合物开采：综述与展望”（How injecting CO2 enhances marine natural gas hydrate exploitation: Review and prospect）为题，发表于《可再生和可持续能源评论》（Renewable and Sustainable Energy Reviews）杂志上。

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谭英、苏萍团队开发出用于无标记高维度肿瘤异质性分析的空间微流控全息集成平台

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谭英与苏萍团队合作，创新性地开发了一种空间微流控全息集成（Spatial Microfluidic Holographic Integrated, SMHI）平台。该平台巧妙地将紧凑型数字全息显微成像技术（Digital holographic microscopy，DHM）与空间流体动力学聚焦微流控技术相结合，最终实现了无需数字重聚焦的快速、高保真单细胞无标记定量相位成像。其设计理念和优异性能为癌症早期诊断、液体活检、药物筛选及免疫监控等临床和生物医学研究提供了强有力的创新工具，有望推动精准医疗的发展。

相关研究成果以“空间微流控全息集成平台用于癌症异质性的无标记高维分析”(Spatial microfluidic holographic integrated platform for label-free and high-dimensional analysis of cancer heterogeneity)为题，发表于国际学术期刊《自然·通讯》（Nature Communications）。

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曲钧天团队在海洋小型化磁控液滴机器人领域取得新进展

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曲钧天团队围绕磁流体液滴机器人在大规模、独立与可编程操控方面的关键技术难题，成功开发出一套基于电磁线圈阵列的可编程操控平台。通过灵活部署液滴机器人，该平台在数字图案显示、信息编码及流体操作等领域展现出广泛的应用潜力。

该研究成果以“用于大规模磁流体液滴机器人可编程控制的电磁线圈阵列系统”（Development of an Electromagnetic Coil Array System for Large-Scale Ferrofluid Droplet Robots Programmable Control）为题，发表于《IEEE机器人学汇刊》（IEEE Transactions on Robotics）杂志上。

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金欣团队在ISO/IEC MPEG实现重大突破 主导ISO光场视频编码国际标准进程

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6月30日至7月4日，ISO/IEC（国际标准化组织/国际电工委员会）MPEG（运动图像专家组）第151次会议在韩国大田召开，来自全球的600余名专家参会。会上，来自国内外的专家学者积极响应光场视频编码提案征集。金欣团队联合中国移动、北航提出的技术方案正式成为LVC测试软件核心组成部分。这一突破性进展标志着光场视频编码技术从探索研究阶段全面转入国际标准制定轨道，提升了中国技术方案在国际光场视频编码领域标准的话语权。

耿子涵团队在高精度三维成像领域取得新进展

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耿子涵团队联合日本理化学研究所、香港城市大学等机构，成功研发出一套融合双目超透镜与光学线索融合网络的高精度三维成像系统。该系统创新性地结合物理推导的绝对立体深度测量与机器学习估算的相对深度信息，通过自适应置信度映射实现高精度、鲁棒的三维重建，有效拓展了三维成像的适用场景和精度边界。

该研究成果以“基于双目超透镜与光学线索融合的高精度三维成像技术”（High-precision three-dimensional imaging based on binocular meta-lens and optical clue fusion）为题发表在Nature系列期刊《npj纳米光子学》（npj nanophotonics）上。

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沈欣炜团队在海上风电制甲醇领域取得新进展

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沈欣炜团队在利用海上风电规模化生产绿色甲醇以实现航运业深度脱碳方面取得研究进展。该研究系统评估了在欧洲港口利用海上风电直接生产绿色甲醇的技术可行性与经济竞争力，并预测了其成为航运主流清洁燃料的时间表。该研究为航运业深度脱碳提供了一条清晰且可预期的技术路径，研究成果不仅为产业界投资决策提供了科学依据，也为政策制定者设计更有效的激励和监管框架提供了重要参考。

该研究成果以“具有成本竞争力的海上风电驱动的绿色甲醇生产助力海运脱碳”（Cost-competitive offshore wind-powered green methanol production for maritime transport decarbonization）为题，发表于《自然·通讯》（Nature Communications）期刊上。

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余泉课题组利用等离子体-微滴融合技术实现烷烃直接氮化制亚胺

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余泉课题组基于自主研发的亚大气压电喷雾电离技术（SAP-ESI），成功将气体放电等离子体与微液滴界面化学巧妙融合，在常温常压条件下实现了烷烃的高效活化，并用于合成了高附加值的亚胺类化合物。该成果为惰性C-H键活化这一化学“圣杯”难题提供了全新解决方案。该研究实现了以惰性的烷烃和稳定的氮气为起始原料，在无需高温高压、无需过渡金属催化剂的温和条件下，合成高价值亚胺化合物。这不仅打破了传统合成路线对官能团的依赖，也为资源高效利用和绿色化学提供了全新范式。

相关研究成果以“等离子体-微滴方法实现烷烃为底物的可持续亚胺合成”（Sustainable Imine Production Using Alkanes as Substrates via a Plasma-Microdroplet Approach）为题，发表于国际顶级期刊《美国化学会志》（Journal of the American Chemical Society）。

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吕帅团队获国际计算语言学年会（ACL 2025）领域主席奖

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近日，第63届国际计算语言学年会（ACL 2025）在奥地利维也纳举行。吕帅团队的研究论文“将建筑师反馈与领域知识融入住宅平面生成”（FloorPlan-LLaMa: Aligning Architects’Feedback and Domain Knowledge in Architectural Floor Plan Generation）被大会录用，并获得领域主席奖（Area Chair Award）。团队在会上作口头报告，现场展示团队在AI辅助建筑设计领域的最新研究进展。

王文龙、吴乾元在再生水利用ISO国际标准领域取得重要进展

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8月4日，由清华大学深圳国际研究生院牵头编制的国际标准《Water reuse in urban areas — Guidelines for urban reclaimed water for landscaping uses（城镇再生水利用：景观环境利用）》（ISO 18997:2025）正式发布。该标准由ISO/TC 282水回用技术委员会城镇水回用分委员会（SC2）组织制定，清华大学深圳国际研究生院副教授王文龙、清华大学环境学院教授胡洪营主持标准编制，清华大学深圳国际研究生院副教授吴乾元参与标准编制。

李佳团队合作在限域热脉冲合成高熵纳米材料方面取得进展

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材料学院刘锴教授团队、深圳国际研究生院李佳副教授团队合作开发了一种纳米限域热脉冲合成（NIS）技术，利用高质量碳纳米管（CNT）薄膜产生的瞬态焦耳热，诱导负载在CNT薄膜上的前驱体发生原位反应，成功合成了高熵纳米碳化物（HENCs）、高熵合金化单原子（HEASA-Pt）等一系列新型材料，为高效合成高熵纳米材料提供了一种新路径。

相关研究成果以“纳米限域脉冲合成高活性与稳定性的电催化剂”（Nanoconfined Impulse Synthesis of High-Entropy Nanocarbides for Highly Active and Stable Electrocatalysts）为题，近日在线发表于《自然·合成》（Nature Synthesis）。在此基础上，进一步的研究成果以“用于甲醇催化氧化的高熵合金化Pt单原子”（High-entropy alloyed single-atom Pt for methanol oxidation electrocatalysis）为题，近日在线发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

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柳明团队合作在全固态电池研究中取得重要进展

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柳明团队联合大湾区大学钱坤团队及中国原子能科学研究院肖才锦研究员，创新性地提出并验证了一种基于“电荷转移优化”（CTOC）的梯度设计策略。这种设计巧妙地实现了离子和电子传输路径在空间上的解耦与协同优化，同时保证了整个电极中活性物质的含量不降低，最大程度维持了能量密度。研究团队首次成功应用对锂元素敏感的中子深度剖面分析（NDP）技术，如同给电池内部做了一次高精度的“CT扫描”。这一成果为开发兼具高能量密度、超长寿命和优异倍率性能的实用化全固态锂电池提供了全新的设计思路和坚实的实验基础。

相关研究成果以“纵向空间电荷转移优化复合正极实现超稳定全固态电池”（Longitudinal Spatial Charge Transfer Optimization in Composite Cathode Enables Ultra-Stable All-Solid-State Batteries）为题，发表在国际能源与环境科学领域期刊《能源与环境科学》（Energy & Environmental Science）上。

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邢新会团队构建火麻仁DPP-IV抑制肽挖掘方法并解析调控肠道菌群改善糖代谢机制

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邢新会团队通过采用分子对接、机器学习、酶组学、蛋白质组学技术结合肠道类器官模型构建了基于DPP-IV抑制的高通量多肽筛选体系，挖掘了具有DPP-IV抑制能力的活性多肽VAMP并解析了其对肠道菌群的调控作用，为天然生物活性肽的发掘及血糖紊乱干预提供了新视角。

相关研究成果以“新型四肽通过抑制DPP-IV以及调节肠道菌群改善糖代谢”（Discovery of a novel tetrapeptide as glucose homeostasis modulator with bifunctionalities of targeting DPP-IV and microbiota）为题，发表在《宏基因组》（iMeta）上。

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康飞宇、翟登云团队在石墨负极应用于大规模电化学储能领域取得系列进展

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康飞宇、翟登云团队在石墨负极的储能和界面解析方面取得系列进展。团队创新性地提出协同式竞争配位的电解液设计理念，构建了更灵活的四元插层化合物，为电解液设计调控电位提供了新的思路，揭示了体积变化对界面相演变的影响。研究成果以“通过协同式竞争配位机制调控钠电石墨负极的共插层电位”（Synergistically competitive coordination for tailoring sodium cointercalation potential of graphite）为题发表于《自然·通讯》（

Nature Communications

另外，团队针对石墨负极在钾离子电池循环过程中的容量衰减机理，深入分析了石墨负极SEI的化学组分和电化学形成机理，形成“钾电石墨负极”三部曲。该系列成果的第一篇以“揭示粘结剂的脱氟化氢过程对钾离子电池石墨负极容量衰减的影响机制”（Unveiling the Influence of Dehydrofluorination of Poly (vinylidene fluoride) Binder on the Failure of Graphite Anode in Potassium‐ion Batteries）为题，发表于《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）上；第二篇以“揭示钠/钾离子电池石墨负极SEI的形成机理”（Deciphering the formation and accumulation of solid-electrolyte interphases in Na and K carbonate-based batteries）为题，发表于《纳米快报》（Nano Letters）；第三篇以“揭示影响钾离子电池石墨负极容量衰减的关键因素”（Key factor determining the cyclic stability of the graphite anode in potassium-ion batteries）为题，发表于《美国化学学会·纳米》（ACS Nano）。

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张正华团队在铠甲电催化膜突破催化活性-稳定性的权衡效应领域取得新进展

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张正华团队提出了基于石墨烯保护的铠甲催化策略。铠甲电催化膜提供了一套工程化应对方案，通过整合稳固的催化剂锚定技术、保持氧化还原功能以及模块化设计。该系统克服了传统催化活性-稳定性之间的权衡效应，实现了催化氧化与分子分离的同步进行。鉴于铠甲催化剂及电催化膜构型的独特结构优势，该研究成果对膜性能及底层催化机制的全面研究至关重要。

相关研究成果以“铠甲电催化膜突破催化活性-稳定性的权衡效应”（ Overcoming the Catalytic Activity–Stability Trade-Off by an Electrified Chainmail Membrane Composed of Copper Nanowires Encapsulated by Reduced Graphene Oxide）为题，在线发表在国际期刊《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）上。

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周光敏团队合作在废旧锂离子电池正极材料超快直接修复与升级回收研究方向取得新进展

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周光敏团队与中国科学院深圳先进技术研究院研究员成会明院士团队合作，在前期失效电池材料直接修复与升级回收研究的基础上，利用外场作用构建连续非平衡态修复过程，突破热力学限制，从而降低了再生过程的整体能垒。他们深入剖析了直接升级回收过程的设计思想，指出其核心是在目标材料和初始材料之间构建可行的直接相变路径，最终提出了通用性的超快直接修复与升级回收策略。

相关工作以“废旧锂离子电池正极材料超快直接再生和升级的通用方案”（A universal protocol for ultrafast direct regeneration and upcycling of spent lithium-ion battery cathode materials）为题发表在《自然-协议》（Nature Protocols）上。

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这项国际标准由清华SIGS编制！

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

编辑|叶思佳

鸣谢|科研处、教工办

审核|聂晓梅、林洲璐

排版|胡静雯