本篇研究来自香港大学林彦民课题组。本研究提出色散编码4D特征学习（3D空间+1D光谱）方法，用于水中微颗粒实时监测。三角棱镜将全息与光谱压缩至单帧，经光学模型与深度学习，无需重建即可从快照同步恢复空间坐标和类别。六类水体颗粒分类宏F1达98.10%；无监督F1较纯全息提升约15%，减轻标注依赖，为微塑料原位监测提供新手段。 文章介绍 Snapshot HoloSpec: Dispersion-Coded 4D Feature Learning for Waterborne Particle Monitoring Jingyan Chen（陈静妍）, Yaping Zhao, Yuxing Li, Yanmin Zhu, Yuqing Cao and Edmund Y Lam（林彦民） 通讯作者： 林彦民，电气与计算机工程系，香港大学   研究背景： 塑料污染已成为全球最严峻的环境挑战之一。2019年全球塑料消费量达4.6亿吨，预计2060年将增至13.1亿吨。塑料碎片持续破碎形成尺寸1 µm至5 mm的微塑料，因降解慢、迁移性强、吸附性显著，已广布于陆、水、气生态系统，并经食物链威胁人类健康。 精准识别水中微塑料的种类、形态、尺寸与丰度，是研究其来源与生态影响的基础。然而现有手段局限明显：传统光谱方法（FTIR、Raman）昂贵耗时；常规光谱成像依赖复杂光学元件，成本高且分辨率受损；强度成像丢失相位信息；数字全息与单一模态结合则精度与便携性不足。 因此，需要一种低成本、高通量、可同时获取形态、空间与光谱信息的多维成像系统，以实现水中微塑料的原位监测。   研究内容： 研究团队设计了一种基于色散编码的快照式全息光谱成像系统。系统采用两路光源：532 nm单纵模激光提供无透镜在线数字全息通道，编码样品的3D形态与折射率信息；350–800 nm宽带白光LED提供透射光谱维度。两路光经合束后照射样品，再由一个12.7 × 12.7 mm的棱镜进行色散，最终由单色CMOS传感器记录压缩后的4D信号（3D空间 + 1D光谱）。针对图像处理建立了”物理反向传播 + 深度学习”双路径联合表征框架：通过角谱传播算法对色散全息图反向传播，得到样品的复光场Γ(x,y,z)，恢复振幅与相位分布；同时通过监督与无监督两条学习路径，直接对快照图像进行分类。 实验对六类水体颗粒（PC、PMMA、PP、PVC、水蚤、环境杂质）进行了系统验证： HoloSpec提取的特征类内更紧凑、类间更可分；在四类视觉差异极小的微塑料中仍保持优异的识别性能。 Snapshot HoloSpec 方法： 硬件极简：仅用单只普通玻璃棱镜即实现全息与光谱信息的同孔径压缩采集； 免预处理、免标定：直接对原水样品进行4D监测； 降低标注依赖：无监督路径下F1提升约15%，特别适合动态水体场景；…

特刊详情 客座编辑 José Guadalupe Quiñones Galvan，墨西哥瓜达拉哈拉大学 Laura Patricia Rivera Reséndiz，墨西哥瓜达拉哈拉大学   主题范围 Schematic illustration of a hybrid magnetic-plasmonic core-shell nanoparticle, showing a magnetic iron oxide core and a gold plasmonic shell. *Image generated using the generative artificial intelligence tool DALL·E (OpenAI) and reviewed by the guest editors for scientific accuracy. Hybrid magnetic-plasmonic materials combine magnetic…

Materials Research Express (MRX）采用快速出版的模式，发表各类功能材料在设计、制造、性能和应用方面的最新研究。近日，我们采访了MRX期刊编委之一，来自新加坡南洋理工大学的王世强研究员，让我们一起来看看他对期刊以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 您为何选择能源材料作为您的研究领域？ 化学与材料科学的核心魅力在于创造全新的物质体系，并不断探索其潜在性能与应用价值。在众多研究方向中，能源材料因其突出的科学意义与现实需求而尤为重要。一方面，它推动基础科学的发展；另一方面，也直接回应能源与环境等全球性挑战。这种基础研究与应用价值的紧密结合，是我选择从事该领域的重要原因。  2. 您目前从事材料学领域哪一部分的研究？ 我目前主要从事多孔材料领域的研究，特别是金属有机框架材料(MOFs)在吸附与分离领域的应用研究。研究重点包括材料中主客体相互作用的调控机制，以及如何利用结构柔性实现对客体分子的高选择性吸附与分离。同时，也致力于推动材料的绿色合成与规模化制备。 3. 您认为在未来五年内材料领域的主要研究会是什么？ 过去三十余年，MOFs领域经历了三个重要阶段：从新结构的不断发现，到新性质的系统探索，再到多领域应用的快速拓展。MOFs在2025年获得诺贝尔化学奖，也标志着该领域已进入成熟且具有深远影响的阶段。展望未来五年，该领域的研究重点预计将逐步从发现驱动转向应用驱动与工程化发展。绿色可规模化合成路线将成为关键方向，同时材料的可重复性、成本控制、工艺放大以及人工智能的应用将受到更多关注。在此基础上，推动多孔材料真正走向工业应用，如气体分离、碳捕集与能源高效净化等实际场景，将成为重要发展趋势。   4. 是什么吸引您加入Materials Research Express期刊的编委会? Materials Research Express作为英国物理学会（IOP）旗下期刊，在材料科学领域具有良好的学术影响力。其运营收入用于支持学术共同体的发展，这种回馈科研社区的模式具有积极意义，也体现了开放与可持续的学术生态。因此，我非常愿意参与其中，为期刊发展贡献力量，并服务更广泛的科研群体。 5. 您认为像Materials Research Express这样的期刊存在的主要理由是什么？ 像Materials Research Express这样的期刊，在材料科学的发展中起到了重要的支撑作用。它们为全球研究者提供了一个开放、包容且高效的发表与交流平台，使不同方向、不同层次的研究成果都能够被及时传播与共享。这不仅促进了学术思想的交流，也加速了跨学科合作与创新，从而推动整个材料科学领域的持续发展。 编委介绍 王世强  研究员 新加坡南洋理工大学 王世强博士，美国化学会(ACS)及英国皇家化学会(RSC)会员，中国化学会高级会员，现为新加坡南洋理工大学研究员及项目负责人。2020年博士毕业于爱尔兰利莫瑞克大学，师从 Michael Zaworotko 教授。2020-2022年先后于爱尔兰利莫瑞克大学及新加坡国立大学从事博士后研究工作。2022-2025年于新加坡科技研究局(A*STAR)材料与工程研究所(IMRE)任Scientist。主要研究方向为金属有机材料 (MOFs/PCNs/PCPs) 的设计合成及其在气体储存、碳氢化合物分离、水蒸气吸附等方面的应用。迄今已发表学术论文55篇，申请国际专利两项。王博士多次参加国际会议并获学术奖励，包括欧洲晶体学会(ECA)“青年科学家”奖（2018年）、国际晶体学联合会 (IUCr) “青年科学家”奖（2019年）、国家优秀自费留学生奖学金（2020年）、英国皇家化学会“青年学者”奖学金及科研发展与差旅资助（2024年）。2025年获新加坡国家级青年个人研究项目(YIRG)资助。2023及2024年两次接受英国皇家化学会旗下期刊ChemComm专访，并受邀担任ACS, RSC, Wiley, Elsevier, Springer Nature等出版社旗下多种期刊的客座编辑或审稿人。入选ACS Applied Engineering Materials首届青年编委，并担任Nature Portfolio旗下Scientific Reports编委及英国物理学会(IOP)旗下Materials Research Express编委。 期刊介绍 Materials Research…

特刊详情 客座编辑 丁大军，吉林大学 陆培祥，华中科技大学 史保森，中国科学技术大学 吴健，华东师范大学 徐淮良，吉林大学   主题范围 This Focus Collection, organised by the Editorial Board of JPhysB, aims to showcase the progress made in China in atomic, molecular and optical physics, while also promoting the translation of fundamental science into practical applications. The collection of articles aims to inspire, inform, and provide guidance…