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2025-08-19

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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

全固态电池因其更高的安全性和能量密度潜力，被视为下一代储能技术的关键发展方向。然而，固态电极内部复杂的电荷传输过程，尤其是离子与电子传输的不平衡，导致电极内部电化学反应严重不均，形成显著的锂浓度梯度。这如同在电池内部出现了“交通拥堵”，极大降低了活性材料利用率，加速了电池性能衰减，成为制约其性能提升和实用化的核心瓶颈。精准“看清”并有效调控这种内部的不均匀性，一直是该领域的世界性难题。近日，清华大...

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2025-06-25

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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

智能膜与主动分离技术是膜研究的新兴领域，能够在外界刺激下实现分离性能的可逆调控。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。图1. （a）氧化石墨烯/石墨烯复合膜在水和甲醇中对不同染料分子量的截留；（b）智能膜在水和甲...

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2025-05-28

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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

气候变化问题日益严峻，甲烷是仅次于二氧化碳的全球第二大温室气体，其大气浓度变化对气候系统影响显著。近年来全球甲烷浓度快速上升，甲烷源汇变化与调控机制备受关注。全球甲烷源汇收支不仅受到自然排放和人为活动的影响，还与空气污染之间存在着复杂的相互作用。近日，清华大学深圳国际研究生院环境与生态研究院副教授郑博带领由中国、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）...

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2025-02-26

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宋清华团队与合作者在拓扑光学领域取得新进展

在光学中，连续域束缚态（BIC）是一种特殊的光学奇点，其能量被局域化，无法向外传播，从而在动量空间中形成一个不辐射、Q值无穷大的偏振奇点，围绕该奇点的偏振分布具有非平庸的拓扑荷。因此，BIC在涡旋光产生、场增强和高Q值等光学应用中具有广阔的前景，对拓扑光学领域具有深远影响。传统利用超表面和光子晶体实现的BIC通常依赖于严格的周期性结构，结构的无序会破坏周期性，导致BIC退化成准BIC（即QBIC），其拓扑性质也随之消...

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2025-06-09

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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

触觉感知和反馈技术的发展推动了人与数字世界的互动，催生了虚拟现实、增强现实、残疾辅助和通信等领域的创新应用。当前，表面触觉反馈器件主要通过电刺激和机械振动两种机制实现。电刺激利用电流直接刺激神经，将信号传递至大脑，但存在用户体验不一致、皮肤疼痛、肌肉反应及暂时性感觉迟钝等问题。相比之下，柔性机械执行器则通过皮肤变形传递触觉信息，更安全且无需紧密贴合，提升了用户与环境交互的自由度。然而，这类执行器通...

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2025-05-07

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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

近日，清华大学深圳国际研究生院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。快照光谱成像能在单次曝光中获得三维光谱信息，使得视频级实时光谱成像成为可能，但空谱映射性光谱成像往往面...

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2025-04-15

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耿子涵团队合作提出AR显示新范式

近日，清华大学深圳国际研究生院助理教授耿子涵团队联合香港城市大学、哈尔滨工业大学（深圳）等单位，成功研发出一种新型三维可变焦超构元件，可实现增强现实显示中焦点位置的精确动态调控。该成果为解决增强现实显示中的调节辐辏冲突和有限眼动范围等关键技术难题提供了新的解决方案。图1 三维可变焦超构元件操控焦点位置和显示的示意图增强现实(AR)显示技术因其能够将真实与虚拟世界无缝融合而备受关注。然而，目前AR显示技术仍...

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2025-09-17

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丁文伯、周光敏团队合作在磁驱动柔性电池集成机器人上取得新进展

软体动物如章鱼、水母和鳐鱼，能够通过在组织内部无缝集成运动、感知与能量供给系统，实现对复杂环境的适应性运动，这种天然架构体现了生物的具身智能。相比之下，传统软体机器人多依赖传感、驱动和能量模块的横向拼接，但受限于结构空间与固有变形，其在集成高能量密度电源方面存在困难，限制了持续运行和动态适应能力。尤其是柔性电池在变形和振动下电化学过程易受干扰，导致容量衰减与短路风险，同时模量不匹配也削弱了机器人运...

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2025-09-15

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刘碧录团队开发出一类化学键合金属性界面的同源金属材料家族

异质结构材料因其在界面科学、电子学及能源领域中的关键作用而备受关注。异质界面的键合类型直接决定了材料的整体性能：范德华相互作用可形成原子级平整界面，广泛应用于半导体器件，但其界面结合强度较低（仅为0.1–1 J m-2）；而化学键合的强度通常比范德华作用高出2–3个数量级，能够显著调控材料的力学性能与电子结构，尤其适用于极端环境下的功能结构材料。在大电流密度电解水制氢的应用背景下，现有异质结构材料面临双重挑战。...

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2025-09-15

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李星辉团队在跨尺度结构混合光刻制备技术领域取得重要进展

随着半导体制造、精密光学加工及大型光学系统的发展，纳米级定位技术已成为现代工业与科研中的关键技术。光栅干涉测量因其高分辨率、多自由度和结构紧凑等优势，被广泛应用于高精度位移测量领域。然而传统增量式光栅虽具高精度，却缺乏绝对位置标记，限制了其在动态运行和长期测量中的稳定性。为此，清华大学深圳国际研究生院副教授李星辉课题组提出融合绝对编码的混合光栅方案，在同一基底上集成反射式增量编码区域与透射式绝对编...

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2025-09-06

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陈振、彭乐乐团队合作在超快充锂离子电池研究中取得新进展

在不懈追求更高效、更快速储能解决方案的过程中，最艰巨的挑战之一是如何突破离子在电极材料内部传输的固有局限性。传统无机晶态电极虽因稳定性和能量密度备受推崇，但其刚性晶格结构导致离子迁移缓慢，难以满足超快速充电需求。近日，我院陈振、彭乐乐团队在快充锂离子电池正极关键材料设计领域取得具有重要意义的电池技术研究成果。团队通过创新设计二维垂直梯型聚合物正极材料，成功破解了离子传输效率低下这一制约电池快充能力...

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2025-09-06

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范远超团队合作在地球工程对中国水资源分布研究方面取得新进展

气候变化是当今全球面临的重大挑战之一。除了减排与适应之外，地球工程作为一类潜在的气候干预手段日益受到关注。其中，太阳辐射管理（SRM）通过调节地球系统的辐射平衡以减缓增温，主要包括平流层气溶胶注入（SAI）、海洋云亮化（MCB）和高层卷云减薄（CCT）三类技术路径。现有研究多聚焦于单一SRM方案的全球效应，而对不同方案在统一框架下区域水文响应，尤其是对中国这一季风系统复杂、水资源分布极不均衡的区域的影响，仍缺乏...

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2025-09-06

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李星辉团队综述原子级精密定位技术发展

近日，清华大学深圳国际研究生院李星辉团队在光栅干涉仪应用于原子级精密定位技术领域进行了全面综述。当前，全球范围内的先进制造正处于高速迭代阶段，半导体制程持续向亚纳米精度演进，精密机械加工和纳米技术应用不断拓展，对测量系统的分辨率、稳定性和环境适应性提出了前所未有的挑战。传统测量手段在多自由度（DOF）测量能力、抗干扰性能以及结构紧凑性方面存在一定局限，难以支撑原子级制造的迫切需求。在这一背景下，光栅...

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2025-09-01

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李星辉团队合作在高动态范围结构光图像智能感知领域取得进展

结构光三维重建技术广泛应用于智能制造、自动驾驶、人脸识别等领域。条纹投影轮廓测量作为主要的结构光3D重建技术之一，因其稳定性和高精度在工业和科研中得到了广泛应用。然而，条纹轮廓测量的前提是获取精准的调制图案，这一过程中，受到相机成像动态范围的限制，尤其是对于具有不同表面反射率的物体，重建效果往往不理想，极大地限制了其在复杂场景中的应用，特别是在工业零部件的测量中，传统的多次曝光图案合成方法效率低，难...

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