高水平科研平台不仅承担着服务前沿科学研究的重要任务，也是培养青年科研人才的重要载体。华南理工大学电子显微中心依托先进电子显微设备、计算资源和专业技术团队，持续向本科生、研究生开放科研平台，引导学生进入真实科研场景，在解决实际科学问题的过程中接受科研训练、提升创新能力。通过将仪器平台、科研项目和专业技术力量转化为育人资源，中心不断推动科研创新与人才培养相互促进、协同发展。
开放先进平台，支撑本科生开展前沿科研
近期，电子显微中心王宇教授课题组依托中心开放科研平台，在支持本科生参与前沿交叉研究、推进科研育人方面取得新进展。团队针对HRTEM 图像智能分析中的关键挑战，探索了物理模拟与人工智能相结合的新路径。
高分辨透射电子显微镜（HRTEM）能够揭示材料在纳米尺度上的精细结构，但由于图像常存在弱衬度、低信噪比和结构边界模糊等问题，晶区、晶界、非晶区域和背景等结构区域的像素级标注难以大规模、稳定获取，进而限制了监督学习方法在实际电镜图像分析中的应用，而面向不同模型架构的通用少样本训练策略仍较为缺乏。
针对这一问题，研究团队构建了 Domain Construction–Relaxation–Imaging（DCRI）模拟数据引擎，通过物理模拟生成具有明确结构标签的合成电镜图像，并进一步提出Synthetic-to-Experimental（Syn-to-Exp）两阶段训练策略，使模型首先从模拟数据中学习基本结构特征，再利用少量真实实验图像完成校准。该策略实现了少样本条件下晶区、晶界、非晶区域和背景四类结构区域的稳定分割，并在不同U-Net系列模型中表现出较好的适用性。进一步研究表明，Syn-to-Exp在 Au STEM图像中同样表现出少样本性能提升趋势，并在 PbSHRTEM 图像中展现出一定的跨材料迁移能力；DCRI 合成数据还可用于通用图像分割模型 SegmentAnything Model（SAM）的进一步微调。
相关成果以 “A Physics-Informed Synthetic-to-ExperimentalFramework for Few-Shot Structural Segmentation of HRTEM Images”为题，发表于 npj Computational Materials（2026，DOI: 10.1038/s41524-026-02306-4）。该刊是计算材料、材料信息学及 AI for Chemistry/Materials等交叉研究领域的高水平期刊，最新影响因子为 13.1，位列 JCR Q1区和中科院一区。前沿软物质学院 2023 级本科生周盛旻为论文独立第一作者，王宇教授为通讯作者。
研究所使用的 Au 纳米颗粒 HRTEM、STEM图像数据及相关计算资源均由电子显微中心平台提供。先进电镜实验平台与计算资源的协同支撑，为本科生参与材料科学、电子显微和人工智能交叉研究提供了重要条件。
图 1：DCRI模拟数据构建流程
图 2：Syn-to-Exp少样本HRTEM结构分割框架
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41524-026-02306-4
多层次科研育人协同推进
本科生以独立第一作者发表高水平科研成果，是电子显微中心持续推进科研育人的最新案例。近年来，中心持续将先进仪器、计算资源、科研项目和专业技术力量向学生开放，引导不同年级学生进入科研一线，在真实科学问题中接受系统科研训练，逐步提升问题意识、研究能力和创新思维。
在研究生培养中，这种科研育人模式得到进一步体现。近年来，多名研究生深度参与中心高水平科研工作，在先进电子显微成像、材料结构解析等前沿方向承担重要科研任务，并以主要作者身份在Nature、Journal of the American Chemical Society等高水平期刊发表研究成果。高水平科研由此成为中心研究生培养的重要载体。
除教师科研团队外，电子显微中心工程师团队也积极参与学生科技创新与科研实践指导。2026年，中心工程师团队联合指导学生作品在“仪速安杯”科研仪器共享短视频竞赛中荣获一等奖，进一步拓展了专业技术人员参与学生创新培养的路径。
与此同时，中心积极举办学术报告、专题讲座和学术交流活动，邀请国内外电子显微及相关领域专家学者分享前沿研究进展，为学生接触学科前沿、拓展学术视野和开展深度学术交流搭建高水平平台。科研项目、开放平台、工程技术支持与学术交流共同构成了中心多层次科研育人的重要资源。
未来，华南理工大学电子显微中心将继续发挥先进科研平台、专业技术团队和开放共享机制优势，在服务高水平科研创新的同时，为本科生、研究生提供更多接触前沿科学问题、参与科研实践和开展学术交流的机会，持续推动科研资源向育人资源转化，促进科研创新与人才培养协同发展。