深圳新聞網(wǎng)2025年8月30日訊（記者 何亞南）近日，深圳大學(xué)在科研方面喜訊頻傳。3篇論文成果登上頂刊，其中化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院2項(xiàng)成果亮相《自然》（Nature），經(jīng)濟(jì)學(xué)院1項(xiàng)成果發(fā)表于管理學(xué)國(guó)際頂刊Management Science；高等研究院團(tuán)隊(duì)獲嫦娥五號(hào)月球樣品，助力嫦娥七號(hào)探測(cè)月球水冰；助理教授張新旭參加國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃第501航次采樣工作，是首位依托深大參加IODP3航次的科學(xué)家。

深大化院連發(fā)2篇Nature

8月，深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院特聘副教授范海龍聯(lián)合日本北海道大學(xué)龔劍萍教授等人在水凝膠領(lǐng)域取得重要突破：他們基于蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，創(chuàng)新性地提出了一種融合數(shù)據(jù)挖掘、仿生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與機(jī)器學(xué)習(xí)的“三位一體”設(shè)計(jì)策略，成功預(yù)測(cè)并開發(fā)了水下粘附強(qiáng)度達(dá)到兆帕（MPa）級(jí)的超粘水凝膠。這一成果展示了一個(gè)從“仿生經(jīng)驗(yàn)”走向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的完整材料設(shè)計(jì)路徑。成果于2025年8月6日發(fā)表在Nature上，并選為封面。范海龍副教授為通訊作者之一。

設(shè)計(jì)凝膠與彈性體等軟材料是一項(xiàng)復(fù)雜任務(wù)。這需要篩選合適的結(jié)構(gòu)單元類型與用量（如單體），并確定其在材料中的排布方式，由此產(chǎn)生的設(shè)計(jì)空間包含近乎無限的可能組合。更復(fù)雜的是，由于弱分子相互作用與熱漲落的共同影響，軟材料會(huì)呈現(xiàn)出精細(xì)的多尺度行為——其結(jié)構(gòu)－性能關(guān)系跨越多個(gè)時(shí)空尺度，其中介觀尺度結(jié)構(gòu)起著關(guān)鍵作用。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法通過標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)集改變了具有明確原子結(jié)構(gòu)的硬質(zhì)材料的發(fā)現(xiàn)與預(yù)測(cè)范式，實(shí)現(xiàn)了精確的性能預(yù)測(cè)并促進(jìn)設(shè)計(jì)空間的高效探索。然而由于軟材料存在復(fù)雜的多尺度結(jié)構(gòu)－性能關(guān)系，相關(guān)應(yīng)用仍面臨挑戰(zhàn)。

本研究提出一種融合數(shù)據(jù)挖掘、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與機(jī)器學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)策略，從頭設(shè)計(jì)適用于嚴(yán)苛水下環(huán)境的高性能粘附水凝膠。通過挖掘蛋白質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，本文開發(fā)出描述符策略，利用理想共聚在聚合物鏈中統(tǒng)計(jì)復(fù)現(xiàn)蛋白質(zhì)序列模式，從而實(shí)現(xiàn)了水凝膠的定向設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)集構(gòu)建?；?80種仿生水凝膠的初始數(shù)據(jù)集，采用機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化配方后獲得粘附強(qiáng)度的顯著提升，最高值突破1兆帕。這類超強(qiáng)粘附水凝膠在生物醫(yī)學(xué)工程至深海探測(cè)等領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，標(biāo)志著軟材料數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新的重要突破。

同樣來自深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院的王丹特聘教授團(tuán)隊(duì)，近日也發(fā)布重磅成果：鐵基納米HoMS突破非貴H2-02燃料電池性能天花板。相關(guān)成果以“Acidic oxygen reduction by single-atom Fe catalysts on curved supports”為題發(fā)表于Nature。論文通訊作者是王丹教授、向中華教授、王金蘭教授、劉彬教授、張鎖江院士。第一作者是趙亞松博士。

據(jù)了解，目前PEMFC的催化劑多為鉑（Pt）等貴金屬，儲(chǔ)量有限、價(jià)格高昂，嚴(yán)重制約了PEMFC的規(guī)?；a(chǎn)；鐵/氮-碳（Fe/N-C）材料因成本低、活性較高，被視為PEMFC中貴金屬催化劑的有力替代者，但仍面臨以下瓶頸問題：如何解決O-O鍵的活化與含氧中間體脫附之間的矛盾；吸附強(qiáng)則活化能力強(qiáng)，但含氧中間體難以脫附；吸附弱含氧中間體易于脫附，但活化能力弱；Fe物種在H2O2/自由基環(huán)境中易發(fā)生Fenton反應(yīng)，導(dǎo)致Fe/NC出現(xiàn)脫金屬和耐久性下降等問題。此外，現(xiàn)有Fe/N-C多以堆疊石墨烯或塊體碳為載體，活性位點(diǎn)暴露受限，影響了Fe/N-C材料的市場(chǎng)化應(yīng)用。

（催化劑結(jié)構(gòu)示意圖和Fe單原子分布統(tǒng)計(jì)）

針對(duì)上述問題，王丹教授與其合作者基于納米級(jí)中空多殼層結(jié)構(gòu)（HoMS），創(chuàng)新性地開發(fā)出“高曲率內(nèi)殼層活化位點(diǎn)+帶負(fù)電外殼層防護(hù)促脫”的曲面鐵單原子催化劑（CS Fe/N-C）。該結(jié)構(gòu)將Fe單原子主要鑲嵌在納米Fe/N-C HoMS的內(nèi)殼層，鐵原子缺失的外殼層既不妨礙氧氣在內(nèi)殼層的吸附活化，又可促進(jìn)中間體脫附，還可抑制羥基自由基侵蝕，構(gòu)建出獨(dú)特的“外護(hù)內(nèi)催”微環(huán)境。

（通過XANES、EXAFS和M?ssbauer等揭示催化劑精細(xì)結(jié)構(gòu)）

（DFT計(jì)算揭示層間C-N靜電效應(yīng)打破吸附能線性標(biāo)度關(guān)系）

（燃料電池性能表征）

（原位XAFS、EIS及EPR表征）

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該催化劑在PEMFC中實(shí)現(xiàn)了0.75 W cm?2（H?–air, 1 bar）峰值功率密度，并在300小時(shí)連續(xù)運(yùn)行后保持86%活性，實(shí)現(xiàn)了非貴金屬體系PEMFC前所未有的最優(yōu)綜合性能。

深大經(jīng)院發(fā)首篇MS 為應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)科建設(shè)重大突破

近日，經(jīng)濟(jì)學(xué)院副教授陳博與合作者奧地利維也納大學(xué)助理教授Dmitriy Knyazev的合作論文“Optimal Discrimination-Free Auctions”在管理學(xué)國(guó)際頂級(jí)期刊Management Science在線發(fā)表，深圳大學(xué)為第一署名單位。這是深圳大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)院建院以來發(fā)表的首篇MS期刊論文，標(biāo)志著深圳大學(xué)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)學(xué)科建設(shè)取得重大突破。

Myerson (1981）構(gòu)建了最優(yōu)拍賣機(jī)制，證明當(dāng)競(jìng)標(biāo)者存在先驗(yàn)異質(zhì)性時(shí)，期望收益最大化必然要求對(duì)不同競(jìng)標(biāo)者實(shí)施歧視性待遇。Deb and Pai（2017）的研究則指出，程序公平性本身完全無法消除歧視；因此，即使引入程序公平性，其機(jī)制仍可達(dá)成Myerson確立的最大期望收益。

本文提出了一種全新的次高價(jià)拍賣機(jī)制，其特色在于采用靈活保留價(jià)：最高競(jìng)價(jià)者的保留價(jià)并非固定，而是由所有未中標(biāo)者的競(jìng)價(jià)共同決定。研究表明，當(dāng)靈活保留價(jià)被設(shè)定為最優(yōu)水平時(shí)，該機(jī)制確立了在完全規(guī)避 Myerson 歧視性定價(jià)下的收益上限。這為上述理論難題提供了一個(gè)極為簡(jiǎn)約的解決方案。

再獲嫦娥五號(hào)月球樣品！深圳大學(xué)團(tuán)隊(duì)助力嫦娥七號(hào)探測(cè)月球水冰

7月，國(guó)家航天局探月與航天工程中心組織召開了第九批月球科研樣品借用申請(qǐng)?jiān)u審會(huì)。經(jīng)專家評(píng)審和國(guó)家航天局批準(zhǔn)，共有來自全國(guó)25家科研機(jī)構(gòu)的67份申請(qǐng)獲得通過，累計(jì)發(fā)放樣品30881.8毫克。其中，深圳大學(xué)高等研究院空間科學(xué)中心丁春雨研究員團(tuán)隊(duì)牽頭，在四川大學(xué)謝亞辰教授團(tuán)隊(duì)與深圳市氣象局天文臺(tái)梅林副研究員團(tuán)隊(duì)的聯(lián)合協(xié)作下，成功獲批413.9毫克嫦娥五號(hào)月壤樣品（如圖1所示）。該團(tuán)隊(duì)也成為深圳市首個(gè)專注于月壤介電特性實(shí)驗(yàn)測(cè)量與月球水冰探測(cè)研究的科研團(tuán)隊(duì)。

（擬申請(qǐng)的第九批月球科研樣品）

團(tuán)隊(duì)將依托此次獲批的珍貴月壤樣品，聚焦月球探測(cè)中的關(guān)鍵科學(xué)問題。月球極區(qū)水冰被認(rèn)為是未來月球基地建設(shè)和深空探測(cè)的重要戰(zhàn)略資源。然而，利用雷達(dá)手段識(shí)別水冰仍面臨挑戰(zhàn)：月壤介電損耗特性是否會(huì)受到含水狀態(tài)影響？傳統(tǒng)的阿波羅月球樣品模型認(rèn)為，月壤電磁損耗主要由鈦鐵礦物主導(dǎo)。然而，我國(guó)月球雷達(dá)觀測(cè)結(jié)果顯示，其損耗水平顯著高于典型月壤，暗示可能存在新的物理機(jī)制亟待揭示。該研究有望破解水冰探測(cè)中的關(guān)鍵難題，為即將實(shí)施的嫦娥七號(hào)任務(wù)，特別是極區(qū)水冰識(shí)別，提供堅(jiān)實(shí)的科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支撐。

為推動(dòng)深圳市積極參與國(guó)家深空探測(cè)前沿研究，深圳市發(fā)展和改革委員會(huì)在深圳大學(xué)立項(xiàng)建設(shè)了具備月表環(huán)境模擬、輻射與光譜定標(biāo)等功能的國(guó)際先進(jìn)月基探測(cè)平臺(tái)。未來，該團(tuán)隊(duì)將依托該平臺(tái)及天都－深圳大學(xué)深空探測(cè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，對(duì)獲批的珍貴月壤樣品開展系統(tǒng)研究與科學(xué)管理，為我國(guó)月球與深空探測(cè)事業(yè)注入深圳力量。

深大首位參加IODP3航次的科學(xué)家 參與近海海底鉆探取樣工作

6月20日至7月30日，高等研究院助理教授張新旭赴美國(guó)東北海岸參加國(guó)際大洋鉆探計(jì)劃（IODP3）第501航次的采樣工作。該航次在美國(guó)馬薩諸塞州的近海海底進(jìn)行鉆探取樣，相關(guān)研究結(jié)果有望填補(bǔ)近海水文系統(tǒng)形成機(jī)制的多項(xiàng)空白，對(duì)于可持續(xù)管理與保護(hù)全球淡水資源，以及理解大陸架環(huán)境中的生物地球化學(xué)元素循環(huán)具有重要意義。

張新旭助理教授作為首位依托深圳大學(xué)參加IODP3航次的科學(xué)家，共采集沉積物樣品54份、地下水樣品31升，主要采用宏組學(xué)手段研究沉積物中活躍的微生物類群及其環(huán)境適應(yīng)機(jī)制。

團(tuán)隊(duì)利用L/B Robert鉆探船在93天內(nèi)共完成了4次鉆探作業(yè)，成功獲得了長(zhǎng)度達(dá)393米的深海沉積巖芯，并首次在全球近海海域采集到超過1萬升地下淡水樣品。此外，團(tuán)隊(duì)在其中的2個(gè)鉆孔中布設(shè)了SCIMPI原位觀測(cè)系統(tǒng)，為連續(xù)監(jiān)測(cè)該地區(qū)未來3～5年的地下水循環(huán)模式提供了關(guān)鍵平臺(tái)。

本次科考吸引了來自中國(guó)、英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、日本、印度等多個(gè)國(guó)家的61位國(guó)際科學(xué)家參與，研究領(lǐng)域涵蓋微生物學(xué)、地球化學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)、沉積學(xué)、古生物學(xué)等多個(gè)學(xué)科。所有采樣數(shù)據(jù)將于近期通過IODP3網(wǎng)站實(shí)時(shí)向公眾開放。

（本文由深大供圖）