新突破！清华SIGS近期科研成果速览！

潮平岸阔，奋楫者先

清华SIGS科研团队

直面真问题，勇闯无人区

以今日之深耕

铸明日之重器

请随我们一同回顾

这一串坚实而闪光的科研足迹

（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）

• 张灿阳团队在体内原位构建中性粒细胞药物递送系统及其应用方面取得新进展

• 张一团队在超大城市需求侧灵活性资源管理研究中取得新进展

• 王恩浩团队自主研发的海洋立管涡激振动预报软件获英国劳氏船级社原则性认可

• “电建一号”卫星紧急驰援西藏吉隆泥石流灾害应急

• 丁文伯、汪鸿章合作在磁驱动液态金属抓手研究中取得新进展

• 殷振元团队在二氧化碳海底水合固化封存领域取得新进展

• 訾牧聪团队系统性综述海洋多气源天然气水合物储层联合开采研究问题

• 曹彬、王黎明团队在国际输变电装备外绝缘领域取得进展

• 雷钰、李佳团队合作利用二维材料摩尔势阱实现单分子选择性识别

• 王飞团队在城市地面塌陷快速预测与风险可视化方面取得新进展

• 田曦、丁文伯团队合作研发面向无束缚人机交互的无线无源可穿戴传感网络

• 王飞团队在多模态野火观测与蔓延动态建模方面取得新进展

• 范远超团队合作研究发现全球干旱近期未呈显著加速趋势

• 郑泉水团队合作在自超滑界面上的粘滑行为观测领域取得新进展

• 张正华团队在双氧水原位绿色制备方向取得系列进展

01

张灿阳团队在体内原位构建中性粒细胞药物递送系统及其应用方面取得新进展

张灿阳副教授团队利用中性粒细胞天然趋向炎症、自主跨内皮迁移的“导航”能力，在体内原位构建中性粒细胞-纳米颗粒生物杂合体系（NE@NPs），用于炎症关联疾病的高效治疗。

相关成果以“温敏纳米颗粒体内靶向中性粒细胞原位构建生物杂化体系实现肿瘤与感染疾病高效治疗”（Thermoresponsive Nanoparticles Hijack Neutrophils In Vivo to In Situ Construct Biohybrids for Enhanced Cancer and Infection Therapy）为题，发表于《美国化学会·纳米》（ACS Nano）上，并被遴选为封面文章。

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02

张一团队在超大城市需求侧灵活性资源管理研究中取得新进展

张一副教授团队建立了社区-电网互动（Community-to-grid, C2G）耦合分析框架以支持超大城市尺度DSRM。以深圳市为案例，C2G框架纳入全市4,549个社区单元，可以联合调控108万辆私家电动汽车（P-PEV）、479,259栋非工业建筑负荷和95.6平方千米屋顶光伏。

相关成果以“通过电网交互式需求侧资源管理促进超大城市电力脱碳”（Facilitating megacity electricity decarbonization via grid-interactive demand-side resource management）为题，以“加速预览”形式发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。

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03

王恩浩团队自主研发的海洋立管涡激振动预报软件获英国劳氏船级社原则性认可

王恩浩副教授团队自主研发的海洋立管涡激振动预报软件，获得英国劳氏船级社（Lloyd’s Register）原则性认可（Approval in Principle）。团队聚焦复杂海洋环境下柔性立管的流固耦合振动响应问题，系统开展理论建模、数值算法研究与软件开发，构建了涡激振动时域预报模型。通过试验数据校核、多工况算例测试及持续迭代优化，团队逐步形成了从理论模型、算法实现到工程验证的完整技术体系。基于上述研究成果自主研发的海洋立管涡激振动预报软件，可准确、高效地预报复杂来流及平台运动作用下柔性立管的涡激振动响应。

该认可体现了王恩浩团队在海洋立管涡激振动响应分析与安全评估方面的研究和技术积累，有助于提升深水立管设计分析与风险评估水平，增强深海工程安全保障能力，并推动海洋工程关键工业软件的自主研发与工程应用。

04

“电建一号”卫星紧急驰援西藏吉隆泥石流灾害应急

8月26日10时30分，尼泊尔一侧突发严重泥石流灾害，波及西藏日喀则吉隆口岸，造成道路、通信、电力中断及人员伤亡失联。灾情发生后，“电建一号”卫星团队迅速启动应急响应机制，紧急调动卫星，于8月27日 00:48过境灾区，成功获取灾害后首批雷达遥感影像，为灾情研判提供了及时数据支持。

“电建一号”卫星是中国首颗专门服务于能源工程的X波段合成孔径雷达（SAR）卫星。该卫星由中国电建成都勘测设计研究院、中国地质大学（武汉）、天仪空间科技股份有限公司联合研制。王力哲教授担任工程总师，该成果主要完成于王力哲在中国地质大学（武汉）工作期间，2026年5月15日，电建一号卫星在东风商业航天创新试验区发射升空，成功进入预定轨道。卫星的成功发射标志着我国区域大型工程监测在天基遥感专业化应用方面取得新进展。

05

丁文伯、汪鸿章合作在磁驱动液态金属抓手研究中取得新进展

丁文伯副教授的智能感知与机器人（Smart Sensing and Robotics, SSR）课题组与汪鸿章副教授的液态金属智能响应材料实验室课题组合作,提出了一种磁驱动液态金属智能抓手策略。该抓手能够重复完成对光滑、粗糙、超薄以及针状等多类型物体的拾取与释放，并拥有理论超过10 kg的负载能力。该研究突破了传统机械抓手依赖刚性接触和夹持作用的限制，提出了一种基于液态金属界面润湿与相变调控的新型抓取策略，为柔性电子器件操作、精密装配以及复杂环境下的智能机器人操作提供了新的技术路径。

研究成果以“面向不规则形状物体抓取的磁驱动液态金属抓手”（Magnetically enhanced liquid metal gripper for pick-and-place of irregularly shaped objects）为题，发表在国际期刊《器件》（Device）上。

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06

殷振元团队在二氧化碳海底水合固化封存领域取得新进展

殷振元副教授团队提出了一种通过构建稳定水包液态二氧化碳乳液（C/W）强化水合物动力学的新方法。在模拟海水环境下，通过引入一种环保型非离子表面活性剂烷基糖苷（APG），在高速剪切作用下，将原本不互溶的液态CO2分散成微米级CO2液滴，构建了稳定的C/W乳液体系。

相关研究成果以“构建水包CO2乳液实现模拟海水中CO2水合物超快速生成及海底封存强化”（Engineered CO2-in-water emulsion enhancing CO2 hydrate kinetics in simulated seawater for effective subsea sequestration as clathrates）为题，在线发表于《碳捕集科学与技术》（Carbon Capture Science & Technology）期刊。

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07

訾牧聪团队系统性综述海洋多气源天然气水合物储层联合开采研究问题

訾牧聪副教授团队围绕海洋多气源天然气水合物储层联合开采开展系统综述，搭建了该领域的研究前沿分析框架，凝练了核心科学问题，并对技术发展方向进行了研判，为多气合采的后续研究与工程实践奠定了基础。综述重点分析了多气合采的协同开采效应与层间干扰机制，指出不同气源开采虽具有资源互补性，但协同增益的效果并非必然，其受储层条件、隔层性质和开发方案等因素制约。针对领域缺少统一评价方法的问题，综述引入基于能量效率的协同系数，建立了涵盖产气能力、能量效率、开发效率、经济性及工程环境风险的分层评价流程，为判别多气合采的协同开采效应提供了分析思路。

相关成果以“前景与挑战：天然气水合物与浅层及深层天然气联合开采能否在海洋天然气开发中实现‘1 + 1 + 1 > 3’？”（Prospects and challenges: Can co-production of natural gas hydrate with shallow and deep gas achieve “1 + 1 + 1 > 3” in marine gas exploitation?）为题发表于《应用能源》（Applied Energy）。

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08

曹彬、王黎明团队在国际输变电装备外绝缘领域取得进展

曹彬助理教授、王黎明教授团队作为国际上输变电装备外绝缘领域的探索者之一，提出了污层附水量的高精度定量反演方法，揭示了复杂气候下绝缘子动态湿润机理，阐明了复杂湿润模态下沿面放电与电弧演化机制，建立了外绝缘污湿状态定量表征与动态演化理论，开发了绝缘子污秽度的离线检测装置和融合动态湿润演化模型的外绝缘状态在线反演方法，

研究成果系统汇集于团队共同编著的学术专著《高压绝缘子动态润湿理论与应用》（Theory and Application of Dynamic Wetting of High Voltage Insulator），该专著近日正式由电气与电子工程师协会（IEEE）出版社与约翰威立国际出版公司联合出版发行。该书系统凝练了能源与电工新技术实验室在输变电装备领域近十年来积累的核心研究成果。

专著链接：

09

雷钰、李佳团队合作利用二维材料摩尔势阱实现单分子选择性识别

雷钰副教授团队与合作者利用莫尔化学策略，通过精准调控双层二硫化钼（MoS2）的层间扭转角，构建出一个兼具超灵敏检测与分子筛选功能的传感平台。

相关成果以“在扭转双层二硫化钼（MoS2）中构筑莫尔势能以实现选择性单分子传感”（Engineering moiré potentials in twisted bilayer MoS2 for selective single-molecule sensing）为题，发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

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10

王飞团队在城市地面塌陷快速预测与风险可视化方面取得新进展

王飞副教授团队在城市地面塌陷后果快速预测与风险可视化方面取得新进展。研究团队提出融合高精度物理仿真与深度学习的地面塌陷预测框架GC-Net，为地面塌陷事故数据稀缺、数值模拟耗时长以及复杂致灾因素难以统一建模等问题提供了新的解决思路。

相关成果以“基于混合模拟与深度学习方法的城市尺度地面塌陷动态与风险预测”(City scale prediction of ground collapse dynamics and risks using hybrid simulation and deep learning methods)为题，发表于国际工程地质领域权威期刊《工程地质学》（Engineering Geology）。

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田曦、丁文伯团队合作研发面向无束缚人机交互的无线无源可穿戴传感网络

田曦助理教授、丁文伯副教授与合作者研发了一种无线无源可穿戴传感网络，为构建无束缚、持续运行的人机交互系统提供了新的技术路径。

研究成果以“面向无束缚人机交互的超材料赋能无线无源体域传感网络”（Metamaterial-enabled battery-free wireless sensor networks for unencumbered human-machine interactions）为题发表于《自然·通讯》（Nature Communications）。

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王飞团队在多模态野火观测与蔓延动态建模方面取得新进展

王飞副教授团队围绕真实林火场景下“全生命周期数据缺乏”和“时序蔓延动态预测”两个关键问题，构建了多时相、多模态野火观测数据集THU-Wildfire，并进一步提出通过获取无人机高精度连续影像的野火蔓延预测模型。

相关数据集研究以“THU-Wildfire：面向野火行为动态研究的多时相、多模态观测数据集”（THU-Wildfire: A multitemporal, multimodal observation dataset for wildfire behavior dynamics）为题，发表在《环境建模与软件》（Environmental Modelling & Software）上；野火蔓延预测研究以“融合无人机时序影像与多源环境特征的野火序列蔓延预测”（Integrating UAV image time-series with multi-source environmental features for sequential wildfire spread prediction）为题，发表在《国际应用地球观测与地理信息学杂志》（International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation）上。

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范远超团队合作研究发现全球干旱近期未呈显著加速趋势

范远超副教授团队及其合作者利用1981—2024年间多套全球气象与降水数据，结合6种广泛应用的PET计算方法，构建了11套独立的全球SPEI干旱指数数据集。基于此数据集，系统比较基于Penman类和能量约束类PET计算的SPEI变化，从干旱强度、影响面积、发生频率和持续时间等维度评估全球干旱趋势，并通过滑动时间窗口和考虑时间自相关的统计检验分析其是否存在显著加速。

相关研究成果以“气候变暖背景下全球干旱未表现出可检测的近期加速”（Global drought shows no detectable recent acceleration under climate warming）为题，于9月11日发表于《通讯·地球与环境》（Communications Earth & Environment）。

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郑泉水团队合作在自超滑界面上的粘滑行为观测领域取得新进展

郑泉水院士团队在超高真空中原位制备了微米级单晶金滑块/单晶石墨接触界面，发现当驱动速度低于某一临界值时，界面呈现稳定的周期性粘滑，同时保持自超滑特征：近零的微分摩擦系数、3000次循环下稳定的摩擦力，以及滑动后石墨表面拉曼光谱无缺陷D峰的零磨损。摩擦力随速度呈现“速度无关—负相关—次线性正增长”的非单调三区间行为，其中负相关区与传统认知相反。通过刻意在界面引入水分子与空气有机污染物的对照实验，确认该现象为洁净本征界面所独有。机理上，团队提出石墨表面稀疏点空位俘获孤立金原子、并与金滑块底面形成金属键的弱钉扎图像：热激活成键与力致断键之间的竞争决定静—动摩擦的切换，并给出临界速度的标度律。转角与探针刚度两组控制实验验证了该标度律，临界速度随温度升高而增大的趋势也与热激活成键的图像相符。

相关研究成果以“具有自超滑特征的粘滑行为观测”（Observation of stick-slip behavior with structural superlubric characteristics）为题发表在《自然·通讯》（Nature Communications）上。

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张正华团队在双氧水原位绿色制备方向取得系列进展

张正华副教授团队研发了仿生弱吸附阳极界面，有效减少了过氧化氢阳极吸附与分解，同时保障了体系长期电化学稳定性。研究结合实验测试与理论模拟，揭示了界面改性的调控机制，系统验证了该技术的运行稳定性与产业化潜力。该成果为无膜电合成过氧化氢提供了全新的阳极设计思路与工程化方案，有效突破产率瓶颈，助力绿色、分布式、现产现用的过氧化氢制备技术工业化推广。

相关研究以“弱吸附超疏水阳极实现无膜系统过氧化氢高效电合成”（Weak-adsorption superhydrophobic anode enables high-yield membrane-free hydrogen peroxide electrosynthesis）为题，在线发表在国际期刊《化学·催化》（Chem Catalysis）上。前期工作还在国际期刊《自然·通讯》（Nature Communications）期刊发表题为“通过界面调节和梯度润湿性工程实现工业H2O2电合成的自呼吸电极”（A self-breathing electrode enabled by interface regulation and gradient wettability engineering for industrial H2O2 electrosynthesis）的研究论文。

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来源|海洋工程研究院 环境与生态研究院 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 未来人居研究院

鸣谢|科研处

编辑|吴鸿瑶

封面|黄尹思

审核|聂晓梅 王恩浩 林洲璐 陈博奎 黄跃飞 张正华 周倩 曹译丹 曾楠 黄健翔 叶思佳

排版|叶忆天