近日，深圳大學在科研方面喜訊頻傳。3篇論文成果登上頂刊，其中化學與環境工程學院2項成果亮相《自然》（Nature），經濟學院1項成果發表於管理學國際頂刊Management Science。

　深大化院連發2篇Nature

　8月，深圳大學化學與環境工程學院特聘副教授范海龍聯合日本北海道大學龔劍萍教授等人在水凝膠領域取得重要突破：他們基於蛋白質數據庫，創新性地提出了一種融合數據挖掘、仿生實驗設計與機器學習的「三位一體」設計策略，成功預測並開發了水下粘附強度達到兆帕（MPa）級的超粘水凝膠。這一成果展示了一個從「仿生經驗」走向「數據驅動」的完整材料設計路徑。成果於2025年8月6日發表在Nature上，並選為封面。范海龍副教授為通訊作者之一。

　設計凝膠與彈性體等軟材料是一項複雜任務。這需要篩選合適的結構單元類型與用量（如單體），並確定其在材料中的排布方式，由此產生的設計空間包含近乎無限的可能組合。更複雜的是，由於弱分子相互作用與熱漲落的共同影響，軟材料會呈現出精細的多尺度行為——其結構-性能關係跨越多個時空尺度，其中介觀尺度結構起着關鍵作用。數據驅動方法通過標準化數據集改變了具有明確原子結構的硬質材料的發現與預測範式，實現了精確的性能預測並促進設計空間的高效探索。然而由於軟材料存在複雜的多尺度結構-性能關係，相關應用仍面臨挑戰。

　本研究提出一種融合數據挖掘、實驗驗證與機器學習的數據驅動策略，從頭設計適用於嚴苛水下環境的高性能粘附水凝膠。通過挖掘蛋白質數據庫，本文開發出描述符策略，利用理想共聚在聚合物鏈中統計復現蛋白質序列模式，從而實現了水凝膠的定向設計與數據集構建。基於180種仿生水凝膠的初始數據集，採用機器學習優化配方後獲得粘附強度的顯著提升，最高值突破1兆帕。這類超強粘附水凝膠在生物醫學工程至深海探測等領域展現出巨大應用潛力，標誌着軟材料數據驅動創新的重要突破。

　同樣來自深圳大學化學與環境工程學院的王丹特聘教授團隊，近日也發布重磅成果：鐵基納米HoMS突破非貴H2-02燃料電池性能天花板。相關成果以「Acidic oxygen reduction by single-atom Fe catalysts on curved supports」為題發表於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。

　據了解，目前PEMFC的催化劑多為鉑（Pt）等貴金屬，儲量有限、價格高昂，嚴重製約了PEMFC的規模化生產；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；吸附強則活化能力強，但含氧中間體難以脫附；吸附弱含氧中間體易於脫附，但活化能力弱；Fe物種在H2O2/自由基環境中易發生Fenton反應，導致Fe/NC出現脫金屬和耐久性下降等問題。此外，現有Fe/N-C多以堆疊石墨烯或塊體碳為載體，活性位點暴露受限，影響了Fe/N-C材料的市場化應用。

　針對上述問題，王丹教授與其合作者基於納米級中空多殼層結構（HoMS），創新性地開發出「高曲率內殼層活化位點+帶負電外殼層防護促脫」的曲面鐵單原子催化劑（CS Fe/N-C）。該結構將Fe單原子主要鑲嵌在納米Fe/N-C HoMS的內殼層，鐵原子缺失的外殼層既不妨礙氧氣在內殼層的吸附活化，又可促進中間體脫附，還可抑制羥基自由基侵蝕，構建出獨特的「外護內催」微環境。

　實驗結果表明，該催化劑在PEMFC中實現了0.75 W cm⁻²（H₂–air, 1 bar）峰值功率密度，並在300小時連續運行後保持86%活性，實現了非貴金屬體系PEMFC前所未有的最優綜合性能。

　深大經院發首篇MS 為應用經濟學科建設重大突破

　近日，經濟學院副教授陳博與合作者奧地利維也納大學助理教授Dmitriy Knyazev的合作論文「Optimal Discrimination-Free Auctions」在管理學國際頂級期刊Management Science在線發表，深圳大學為第一署名單位。這是深圳大學經濟學院建院以來發表的首篇MS期刊論文，標誌着深圳大學應用經濟學科建設取得重大突破。

　Myerson (1981)構建了最優拍賣機制，證明當競標者存在先驗異質性時，期望收益最大化必然要求對不同競標者實施歧視性待遇。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，其機制仍可達成Myerson確立的最大期望收益。

　本文提出了一種全新的次高價拍賣機制，其特色在於採用靈活保留價：最高競價者的保留價並非固定，而是由所有未中標者的競價共同決定。研究表明，當靈活保留價被設定為最優水平時，該機制確立了在完全規避 Myerson 歧視性定價下的收益上限。這為上述理論難題提供了一個極為簡約的解決方案。（記者 林麗青）