上新啦！复旦大学科技工作者近期又取得了一系列瞩目的成果与突破，小编整理了1月部分科研成果，速速一睹为快！
科研进展
数学物理领域
1.提出利用零喷注度实现质子三维结构重建
理解质子、中子等核子的内部三维结构，是强相互作用与非微扰量子色动力学研究的核心前沿，但在高能对撞实验中精确提取横动量依赖部分子分布函数仍面临显著的微扰背景干扰挑战。面对这一难题，复旦大学物理学系邵鼎煜课题组与合作者提出了一项创新的理论方案。其核心在于引入并利用“零喷注度”这一形状变量作为精密的“噪声抑制器”。通过对该变量设定上限，能够有效抑制中心快度区域产生初态辐射，从而凸显出与质子自旋结构相关的相干量子信息。相关成果以“Nucleon Tomography with Zero Jettiness”为题，于1月14日发表于Physical Review Letters。
这项工作为在复杂对撞环境中，清晰地检验西弗斯函数符号改变这一量子色动力学重要现象，提供了切实可行的理论工具。该理论方案可自然推广至未来电子-离子对撞机的深度非弹性散射过程，以及大型强子对撞机的研究中，为全面开启核子三维结构的精密测量时代奠定了理论基础。
图 RHIC上极化质子对撞产物末态构型与零喷注度示意图
新闻链接：https://phys.fudan.edu.cn/b5/21/c7609a767265/page.htm
原文链接：https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/rvgc-sgv7
2.设计狄拉克电磁超表面实现超对称朗道能级
狄拉克简并及相关拓扑物态已在电子体系和光子晶体中得到广泛研究，但其实现平台却始终受限于系统的特征尺度。针对上述挑战，复旦大学物理学系/应用表面物理全国重点实验室周磊教授与复旦大学未来信息创新学院马少杰青年研究员和孙树林研究员合作，成功构建了一类（Type-I）狄拉克超表面，基于全新设计，在实验上以前所未有的精度观测到超对称朗道能级，并证实了其对表面波的拓扑操控能力。1月15日，相关成果以“Supersymmetric Landau Levels in Subwavelength Type-I Dirac Metasurfaces”为题发表于Physical Review Letters。
该工作提出并验证了一种通过亚波长超表面实现一类狄拉克简并点的方法。通过非均匀超表面引入人工规范场，在深亚波长尺度下实现了对超对称朗道能级模式的精确表征,同时得益于系统的高度可控性，实现了对表面波传播行为的拓扑调控。该方法突破了传统六角光子晶体的尺度限制，为二维光子体系中的拓扑物理研究与器件应用开辟了新路径。未来，通过结合磁光材料或米共振设计，该方法可拓展为光学陈绝缘体，并延伸至更高频段。
新闻链接：https://phys.fudan.edu.cn/b8/a9/c7609a768169/page.htm
3.理论预言一类亚铁磁序量子反常霍尔绝缘体材料
量子反常霍尔效应能够在无需外加强磁场的条件下实现量子化、无耗散的霍尔电导，但其目前仅能在极低温下实现，这使得寻找具有更高相变温度和更大体能隙的新型量子反常霍尔绝缘体成为拓扑材料研究中的核心挑战。近日，物理学系王靖教授课题组首次提出一类全新的二维本征量子反常霍尔绝缘体材料: FeTaX2 (X = S, Se, Te) 家族。相关成果以“FeTaX2: A Ferrimagnetic Quantum Anomalous Hall Insulator”为题，于1月21日发表于Physical Review Letters。
该工作通过第一性原理计算预测该材料体系在无需外加磁场的条件下即可实现量子化的霍尔电导，同时具备大能隙（0.2-0.4 eV）、高陈数（C = 2）以及高居里温度（550 K以上）等关键优势，并进一步结合对称性指标和紧束缚模型等方法分析和阐明了这些优势背后的物理机制。该研究组揭示，FeTaX2的优秀表现来源于一种全新的材料设计原则：即完全基于d轨道电子的拓扑与磁性协同机制。研究进一步指出，FeTaX2本身可视作用Ta对铁基超导FeX家族中Fe进行半替换得到，与 FeSe 等铁基超导体在晶格上高度匹配，这一结构上的天然联系，为构筑拓扑-超导异质结、探索手性拓扑超导与马约拉纳准粒子提供了理想平台。该工作不仅为高温量子反常霍尔绝缘体的材料设计提供了普适性的设计原则，也为未来低功耗电子学、量子器件和自旋电子学的发展奠定了重要的材料基础。
图 (a,c)单层FeTaX2体系的结构；(b) 主要对称性；(d) 晶格场劈裂与电子填充
新闻链接：https://phys.fudan.edu.cn/b8/a5/c7609a768165/page.htm
原文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/5k34-4zyh
4.揭示低维层间反铁磁体系的磁翻转动力学现象与机制
反铁磁体因杂散场弱和快速动力学特性在磁存储领域展现出重要潜力，尤其是二维范德华反铁磁体系。但如何在保持反铁磁态的基础上实现奈尔序方向的切换，成为目前核心挑战。复旦大学物理学系吴施伟教授团队与理论物理与信息科学交叉中心袁喆教授团队合作，在低维层间反铁磁体系中报道了一类“Stoner-Wohlfarth反铁磁体”，相关成果以“Ferromagnet-like binary switching of a Stoner-Wohlfarth antiferromagnet”为题，于1月28日发表在Nature。
这类材料在外磁场下能够像铁磁体一样展现出确定性的双稳态整体切换。团队利用自主开发的多模态磁光显微技术成功捕捉到这一现象，并完善经典的磁学理论框架用以描述其背后的物理机制。该工作揭示了低维层间反铁磁体磁化翻转的关键因素与独特效应，为开发新一代低功耗、高速运算芯片提供了全新路径。
新闻链接：https://phys.fudan.edu.cn/b9/9e/c7609a768414/page.htm
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-10019-9
化学材料领域
1.提出拓扑膜界面新维度，实现神经信号“物理重编码”
神经信号的编码与调控长期依赖分子或外源刺激手段，而作为神经信号物理载体的细胞膜，其结构与电学特性如何直接影响神经编码，尚未得到系统性揭示与利用。复旦大学智能材料与未来能源创新学院/聚合物分子工程全国重点实验室步文博教授、刘艳颜青年研究员与合作者，突破传统思路，创新性地提出“细胞膜界面拓扑工程”新策略，成功实现对神经信号的“物理重编码”。研究成果以“Topology of the Cell Membrane Interface for the Physical Re-Encoding of Neural Signals”为题，于1月7日发表于Journal of the American Chemical Society。
研究人员巧妙设计了Au@PDA纳米棒作为“膜结构编辑工具”，该特殊结构可利用化学键紧密贴合在神经元膜表面，形成稳定的拓扑复合界面，相当于在神经元电路中“嵌入”耦合电容和串联电阻，显著改变膜的电学特性，并诱导神经元发生与可塑性相关的适应性调整，从物理层面持续降低神经元的兴奋性。该技术在动物模型中展现出显著的治疗潜力。这项创新工作不仅验证了通过拓扑界面工程直接“物理重编码”神经信号的可行性，更提供了神经调控策略从 “离子通道靶向” 迈向 “膜结构工程” 拓展的新维度，为发展新一代神经调控工具、高性能脑机接口及神经疾病治疗技术开辟了全新的物理干预路径。
图 Au@PDA与神经元之间的拓扑膜界面实现神经信号物理重编码
新闻链接：https://icome.fudan.edu.cn/b3/b9/c49277a766905/page.htm
原文链接：https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.5c17879
2.精密神经修复的无线自卷曲生物可吸收神经接口
在体内实现无线操控、形态自适应并在完成治疗后自然降解的新型神经接口，成为神经精准治疗领域的重要发展方向。然而，如何在保证器件力学顺应性的同时，实现对局灶性神经区域的稳定包覆及多模态治疗功能，仍是亟待解决的关键科学与工程问题。针对上述挑战，光电研究院宋恩名课题组提出并实现了自卷曲、生物可吸收的双稳态神经接口（self-wrapping bistable, SWB neural interface），用于精密神经损伤的无线多模态治疗。相关成果以“A self-wrapping, bioresorbable neural interface for wireless multimodal therapy of localized peripheral nerve injury”为题，于1月9日发表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America。
该器件基于应力梯度驱动的超薄SiNx双层结构，在触发后可由平面状态自发转变为三维卷曲结构，从而对不同直径的外周神经实现温和而稳定的包覆。在功能集成方面，该神经接口引入MXene光热层与药物负载模块，构建了无线近红外触发的光热治疗与药物释放相结合的多模态治疗体系，实现了对神经修复过程的时空精准调控。该工作在结构设计、力学机制及治疗策略层面实现了有机融合，为下一代微创、智能神经接口的发展奠定了重要基础。
图 自卷曲双稳态神经接口的结构设计与工作原理
新闻链接：https://ioe.fudan.edu.cn/b3/a0/c25384a766880/page.htm
原文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2521817123
3.突破传统芯片硅基研究范式、率先提出并制备“纤维芯片”
长期以来，纤维系统的集成普遍依赖连接硬质芯片电路板，穿戴舒适性差、连接不稳定、体内植入安全性风险大。针对这一科学问题，复旦大学纤维电子材料与器件研究院、高分子科学系、先进材料实验室、聚合物分子工程全国重点实验室彭慧胜、陈培宁团队突破传统芯片硅基研究范式率先提出并制备“纤维芯片”。在弹性的高分子纤维内实现大规模集成电路，成功将供电、传感、显示、信号处理等多功能集成于一根纤维之内，为纤维电子系统开辟全新的集成路径。该成果以“Fibre integrated circuits by multilayered spiral architecture”为题，于1月22日发表于Nature。
研究团队先后攻克了高分子表面平整化、耐溶剂侵蚀、形变下电路稳定等多个技术难题，最终成功制备出具有信息处理功能的“纤维芯片”。其不仅保持了纤维柔软、可编织的本征特性，更实现了电阻、电容、二极管、晶体管等电子元件的高精度互连，光刻精度达到了实验室级光刻机最高水平。这意味着，基于“纤维芯片”，未来可将发光、传感等模块直接集成在一根纤维上，形成无需外接设备的全闭环系统，甚至实现自供能，有望为脑机接口、电子织物、虚拟现实等新兴产业提供强有力的技术支撑。
图 在单根纤维上实现多功能一体化集成的示意图和实物照片
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/5mQ833bojmp7EpS9xHkafw
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09974-0
地球科学领域
1.大气观测为全球氢氟碳化物差异化减排策略制定提供关键依据
针对强效温室气体氢氟碳化物（HFC）排放缺乏准确的长时间排放结果及全球HFCs排放增长的区域贡献划分不清等问题，大气与海洋科学系姚波教授团队联合浙江大学方雪坤教授团队及多所国内外科研单位，利用中国10个站点十余年连续观测数据，结合FLEXPART粒子扩散模型与贝叶斯反演框架，获得了2011-2021年中国九种主要HFCs的逐年排放量及空间分布，发现中国不同HFCs排放呈现显著差异化趋势，且2017年以后反演得出的HFCs排放量比国家清单低1.2亿吨二氧化碳当量/年，相当于反演排放估算值的78.3%。相关研究成果以“Estimation of hydrofluorocarbon emissions from China and other non-Annex I countries”为题，于1月28日发表于Nature Geoscience。
该研究成果为《蒙特利尔议定书》履约评估提供了重要科学支撑，为全球差异化减排策略制定提供了关键依据。
图 中国HFCs的CO₂当量排放的清单对比，包含本研究、国家清单和 EDGAR v8.0清单在2012、2014及2017、2018、2020、2021年的估算结果
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/TbJRHQlaca65yPSN6xVPZA?scene=1&click_id=15
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41561-025-01908-9
信息领域
1.复旦×创智孵化创业团队「模思智能」，语音模型上新了
多人说话场景的语音转录是语音识别领域的落地痛点问题。1月1日，由复旦大学计算与智能创新学院、上海创智学院教授邱锡鹏担任首席科学家的模思智能发布了多说话人自动语音识别（ASR）模型 MOSS-Transcribe-Diarize，不但可以语音转文字，还可以将音频片段与对话中不同的说话者关联起来，性能超过了 GPT-4o、Gemini、豆包等一众模型。
语音处理目前面临一个经典且极具挑战的问题：SATS，即「带说话人归属和时间戳的转录」。MOSS-Transcribe-Diarize 一扫现有 SATS 方案的不足，一举解决了三大核心瓶颈，即长上下文窗口受限、长时记忆脆弱和缺乏原生时间戳。其支持 128K 的长上下文窗口，可以一次性输入并处理长达 90 分钟的音频，突出了复杂场景下的抗干扰能力。在 AISHELL-4、Podcast、Movies 等多个语音基准测试中，模型均取得了业界最优（SOTA）的整体表现。
图 影视剧背景下该模型实现了最低的 CER（字错误率）与 cpCER（最优排列字错误率）、最佳的 Δcp 指标（说话人分离性能）
2.实现0.64nm等效电容厚度栅介质集成
原子层半导体因原子级厚度和高迁移率被视为延续摩尔定律的关键候选材料，但其惰性范德华界面难以生长高质量超薄高介电常数介质，使得将其整合进现有的CMOS工艺面临严峻阻碍。针对这一重大关键技术问题，复旦大学集成电路与微纳电子创新学院周鹏-刘春森团队提出了一种面向CMOS兼容的单原子层半导体与超薄介质集成策略，相关成果以“Wafer-scale monolayer dielectric integration on atomically thin semiconductors”为题，于1月12日发表于Nature Materials。
通过原位诱导单层半导体均匀氧化，与本征氧化的Si/SiO2类似，将惰性的单原子层材料构筑为晶圆级超薄介质，实现了半导体与高介电常数栅介质的高良率集成，并成功将电容等效厚度（CET）降至0.64 nm，显著低于国际器件与系统路线图2 nm节点对栅介质CET的要求（< 1 nm），为未来先进制程下的器件微缩预留了充足的性能空间。该成果为在原子层半导体上原位集成超低CET介质提供了一种极具潜力的技术路径。
图（a）晶圆级单层MoS2向MoO3转化的光学图片；（b）单层MoO3的CET统计数据；（c）单层MoO3与超薄HfO2集成的TEM图；（d）不同CET下MoO3/HfO2叠层的漏电流密度统计。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/Kd99Qk49H0Il-fvinxYh1g?click_id=5
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-025-02445-x
3.首次实现二维电子器件的太空在轨验证
增加屏蔽层或采用冗余加固电路是目前太空通信中主流的抗辐射方案，但这也会带来系统体积增大、重量上升、功耗攀升等代价。复旦大学集成芯片与系统全国重点实验室集成电路与微纳电子创新学院周鹏、马顺利研究团队研制“青鸟”原子层半导体抗辐射射频通信系统，原子层级薄的二维半导体材料会积累最小的辐射诱导损伤，进而实现空间辐射免疫。依托“复旦一号”（澜湄未来星）卫星平台，团队在国际上首次实现基于二维电子器件与系统的在轨验证，系统在轨运行9个月后，其传输数据的误码率仍低于10-8，展现出优异的抗辐射性和长期稳定性。相关成果以“Radiation-tolerant atomic-layer-scale RF system for spaceborne communication”为题，于1月29日，发表于Nature。
“超长寿命”与“超低功耗”的双重优势，为二维电子系统在深空探测、高轨卫星等空间任务中带来了独特竞争力。新一代抗辐射电子系统，不仅有望支撑下一代卫星互联网、深空探测等重大工程，也将为我国在新一代空间信息基础设施中赢得先机。
图 空间辐射免疫概念图
新闻链接：https://news.fudan.edu.cn/2026/0129/c1247a148163/page.htm
科学智能领域
1.提出3D数字器官重构新算法
理解组织结构的3D复杂性是解析生物功能的关键，但现有空间转录组学技术主要受限于二维观测与Z轴稀疏采样，难以连续、完整地重建器官尺度的三维基因表达与细胞互作结构。复旦大学类脑智能科学与技术研究院冯建峰/原致远团队联合中国科学院计算技术研究所赵屹团队，发展了一种全新的计算框架SpatialZ。相关成果以“Bridging the Dimensional Gap from Planar Spatial Transcriptomics to 3D Cell Atlases”为题，于2025年12月31日，发表于Nature Methods。
该框架基于细胞微环境连续性假设，融合最优传输理论，在稀疏的真实切片间生成虚拟切片（Virtual Slices），实现了从离散2D切片到密集3D图谱的重构。同时，基于该突破性框架，研究团队收集公开数据集，利用稀疏采样的实验数据，成功构建了包含超3800万个细胞基因表达和三维坐标的数字鼠脑。这是首个具有单细胞分辨率的空间三维大脑参考系（3D Reference Atlas），为生命科学领域提供了一个标准化的组学数字器官模型，为解析大脑的复杂空间组织提供了统一的参考系统。
新闻链接：https://mp.weixin.qq.com/s/QtdDIwV4RPKtDXXzw_KFwg?click_id=7
生命医学领域
1.揭示SIRT3-SARM1信号轴通过轴突变性调控糖尿病神经病变的新机制
糖尿病周围神经病变的核心病理特征是SARM1介导的轴突变性，但在高血糖微环境下其被精准激活背后的翻译后修饰机制尚不明晰。 复旦大学生命科学学院余巍课题组首次揭示了高血糖环境下，线粒体去乙酰化酶SIRT3通过去除SARM1 K641位点的乙酰化修饰，从而激活其NADase活性，加剧神经变性的新机制，为DPN的干预提供了潜在的分子靶点。其研究成果以“Hyperglycemia Promotes SIRT3-Mediated Deacetylation of SARM1 to Exacerbate Diabetic Peripheral Neuropathy in Mice”为题，于1月9日发表于Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America。
本研究不仅深入阐明了SIRT3-SARM1轴在糖尿病神经损伤中的分子调控逻辑，还鉴定了调控SARM1功能的全新翻译后修饰位点。这一发现提示，开发针对SIRT3-SARM1相互作用的抑制剂，或通过药理手段维持K641位点的乙酰化水平，可能成为治疗糖尿病周围神经病变的新策略。
新闻链接：https://life.fudan.edu.cn/b4/85/c28140a767109/page.htm
2.联合开发无标记、非接触肿瘤边界实时可视化技术助力肝肿瘤术中精准导航
在外科手术中实现术中实时、准确判断肿瘤边界至关重要，但现有依赖医生肉眼判断或术中病理检查的方法在速度、覆盖范围和实时性方面均存在显著局限。近日，复旦大学化学系张凡教授、药学院何海生青年副研究员团队联合复旦大学附属华山医院副院长钦伦秀教授/朱文伟主任医师团队，成功研发了一种无需注射任何造影剂的术中实时肿瘤边界可视化新技术，即组织自发荧光近红外成像技术（Tissue Autofluorescence NIR-II Imaging，TANI）。相关研究成果以“Label-free tissue NIR-II autofluorescence imaging for visualization of human liver malignancy”为题，于1月20日发表于Nature Biomedical Engineering。
该技术通过利用组织内源性荧光物质在近红外二区（NIR-II，1000-1700 nm）的信号差异，实现了多种肝脏恶性肿瘤边界的清晰、高对比度可视化，并有效避免了血液和胆汁污染、肝硬化背景以及良性病灶带来的干扰。研究团队进一步于多例患者体内验证了该技术在外科手术导航中的应用潜力，为肝脏恶性肿瘤的精准切除提供了全新的临床辅助手段。
新闻链接：https://shmc.fudan.edu.cn/news/2026/0128/c1892a148145/page.htm
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41551-025-01593-4
