2016年11月22日，由济南大学刘金祥老师为第1作者，张军老师为通讯作者的论文《Formation of Clathrate Cages of sI Methane Hydrate Revealed by Ab Initio Study》被Energy （IF=4.292，一区TOP期刊）录用。笼型水合物研究涉及到能源利用、气候评估、CO₂封存、氢气储存等众多领域，因此已成为当前研究的热点问题之一。目前，开发利用水合物技术的关键是揭示水合物的成核和生长的微观机理。为此，在本文工作中，我们采用从头算的方法研究了sI水合物中水笼的形成机制。研究结果表明，水笼前驱体结构由一个五元水环结构和一个甲烷分子组成，该结构通过水环结构吸引甲烷分子而得到。根据憎水/亲水作用的差异，小尺寸水笼是通过环扩张机制形成，而大尺寸水笼则通过分层机制形成。在水合物成核前期，更利于形成小尺寸水笼，但是一旦形成稳定的水合物结构，大尺寸水笼则表现出更好的热力学稳定性。