新闻及香港科大故事

神盾螺  (图片来源﹕陈充博士) 由香港科技大学海洋科学系系主任及讲座教授暨捷成David von Hansemann 理学教授钱培元领导的研究团队，于《自然· 通讯》期刊发表了有关海底热泉一种无脊椎动物—神盾螺共生体的维持和互作机制的最新研究成果。该研究发现神盾螺食道腺（消化系统）中同时存在硫氧化细菌和甲烷氧化细菌两种共生菌，并首次破译了两种共生菌及宿主神盾螺的基因组，揭示了共生体利用化学能量生产营养物质的过程以及适应极端环境的分子机制，为地球生命的起源提供了新的启示。

香港科技大学(科大)的研究团队研发了一种极薄的聚合物纳米薄膜。这块薄膜不仅较同一质量(mass)的不锈钢坚固二十五倍 ，同时亦具备透明、透气及防水特质，更可调教当中的气孔大小，适用于制造可穿戴式装置、医疗防护产品、海水淡化滤膜、太阳能电池及应用于其他前沿科技上。 自新型冠状病毒病疫情出现以来，由科大化学及生物工程学系教授及科大(广州)先进材料学域署理主任高平教授所带领的团队，便已积极研究如何利用他们的高性能新物料，制造一个既透明亦透气的口罩。经过数月的努力，研究团队终于制成一个原模，并透过进行与NIOSH NaCI (N95呼吸器测试标准) 同等水平的测试，证明口罩对病毒、细菌以及其他粒子的过滤效率高达百分之九十九。 高教授说﹕「这种纳米材料拥有庞大的潜力，但由于疫情肆虐，我们近月集中研究将纳米薄膜应用到制作一款不仅透气度高、且有高效隔菌功能的透明口罩。据我们了解，现时尚未有一款口罩能同时兼备三个条件。虽然市面流行的不透明口罩能保护配戴者减低感染机会，但对透过读唇或面部表情沟通的听障人士，以及依赖面部表情辅助教学的老师、照料小朋友的保育员或演艺人员等，却造成不便和影响。」 除口罩以外，研究团队亦已就纳米薄膜在其他范畴的应用申请了六项专利，当中包括用于海水化淡的纳米滤膜。纳米薄膜可调教气孔大小的特性，令有关产品成为目前全球最强效的膜蒸馏法（membrane distillation）海水淡化聚合物滤膜，化淡效率不仅较市面现存产品高出十倍，亦是世界记录近三倍。 纳米薄膜贴服、防菌、透明而坚韧的特质，令其成为不同生物医学应用的理想材料。例如用作制造无需每天替换、并可在伤口上直接涂药的新一代伤口敷料。高教授指﹕「这种敷料对于大范围烧伤的病人尤其有效，能暂时成为他(她)们皮肤的替代品，医生可于敷料上直接涂药，药物便会渗透至伤口底层。加上敷料具备良好防水性能，病人贴上敷料后即使洗澡亦无须担心伤口会碰到水。」 纳米薄膜也可成为更佳的传感器(motion sensor)，用作感测人体动作或设计机械人动作等。除了生物医学及环境范畴，纳米薄膜亦可用于电子仪器上，例如经纳米薄膜传声的高音质喇叭器材、超薄电池以及高能高储量的电容器等。

崭新阴极设计显著提升电池性能，智能手机、电动车及无人机更长时间使用

Prof. CHEN Kai, Associate Professor of Computer Science and Engineering, is now the brain behind what will become Hong Kong’s ‘brain’ in future – the next-generation artificial intelligence (AI) computing hub for the entire city that encompasses smart bus schedules, taxi dispatch, typhoon warning, medical diagnosis, fintech and others. 

香港科技大学（科大）研究团队设计了一个研究大脑的崭新方法，不但有助评估潜在药物对阿尔茨海默病(AD)患者的作用，更因而发现了治疗AD的新靶标，为阿尔茨海默病的研究及药物开发开辟新路径。 叶玉如教授 (左二)及其研究团队。 阿尔茨海默病的病理机制研究已开展了数十年，但至今仍未有有效的治疗方法。传统的研究方法在判断分子靶标是否可应用于药物开发方面存有一定的局限性。例如在分子和病理研究中，AD患者脑部会被当作一个整体进行分析，但不同类型的脑细胞以及其异变对AD的作用，却往往因此而被忽视，尤其是一些数量较少、例如仅占脑细胞总数5％的小胶质细胞及1％的内皮细胞等。 由科大研究与发展副校长、分子神经科学国家重点实验室主任及生命科学部晨兴教授叶玉如领导的研究团队，近日不仅解决了这个问题，更同时在内皮细胞和小胶质细胞发现了多个潜在的新分子靶标，可用于开发治疗AD的药物。 叶教授的团队利用先进的单细胞转录组分析技术，分析AD患者遗体大脑中特定细胞的功能。这项技术让研究人员在单细胞水平上追踪传统工具无法观测到的大脑分子变化。研究团队对AD患者大脑中特定细胞的转录组变化作了全面分析，找到与AD相关的细胞亚型和病理途径，并发现在大脑血管中内皮细胞亚群的作用。研究首次发现血管自然的增新程序和内皮细胞亚群中的免疫启动与AD的发病机理有关连，显示血管失调与阿尔茨海默病之间存在联系。研究还发现了新型分子靶标，有助恢复AD患者的神经动态平衡。

癌细胞转移是指癌细胞从原发性肿瘤扩散到不同的身体部位，是癌症发展中最致命的阶段。当癌细胞脱离原发性肿瘤并进入血液或淋巴系统时，它们就可以传播到身体各个地方，在新的扩散组织中增殖从而形成继发性肿瘤。百分之九十的癌症死亡是由这一癌细胞转转移导致。 癌细胞在转移过程中会主动与周围的微环境相互作用，而这种作用机理尚未被阐明，这使得转移癌细胞如何应对继发组织中的新环境成为癌症研究中的一个关键问题。最近，香港科技大学（科大）的研究人员及其国际合作者发现了一种转移性癌细胞在不同硬度基质上的新型响应和适应机制，这一研究结果将有助于开发用于转移性癌细胞和癌症的诊断工具。 这项研究发表在2020年9月18日的《物理化学快报》上。  在这项研究中，由香港科技大学物理系和生命科学部助理教授朴孝根教授带领的研究团队采用聚丙烯酰胺（PAA）基质模拟了从脑到骨骼的各种组织的硬度,并利用先进的荧光共振能量转移成像技术和Park教授实验室搭建的磁镊平台对单个转移性乳腺癌细胞（MDA-MB-231）对不同硬度的机械响应进行了研究。

以小型哺乳动物为模型的活体脑成像技术对于研究大脑的功能至关重要。然而大脑由数百亿个神经元组成，每个神经元都与成千上万个神经元通过突触相连。突触是神经元之间的交流位点，具有传递信息的功能。因此，为了真正理解神经元突触的动态相互作用机理，具有高空间分辨率的脑结构和功能成像技术是不可或缺的。 尽管目前已经有许多对大脑进行成像的方法，但它们都有相应的局限性。电子显微镜可以提供高空间分辨率，但不适合活体组织的成像。常见的非侵入性技术，例如CT，MRI / fMRI，PET和超声，其空间分辨率有限，不能对神经元乃至突触进行成像。光学显微镜能提供亚细胞分辨率并且对生物样品没有毒性，但其成像深度受到生物组织和成像系统引起的光学像差和散射的限制。因此，双光子显微镜仅适用于脑皮层区域的成像，而无法对皮层下和深层的大脑结构进行成像。 鉴于生命科学研究有更高成像能力的需求，香港科技大学（HKUST）的一组科学家将目光集中在实现突触分辨率的活体大脑成像上。电子与计算机工程系瞿佳男教授和研究与发展副校长及生命科学系晨兴教授叶玉如教授合作开发了一种新的成像技术——自适应光学双光子内窥镜——可以对深层大脑结构进行高分辨率的活体成像。值得关注的是，这项技术可用于揭示尚未被深入研究的大脑区域的功能。

玻璃是一种隔音材料，但香港科技大学（科大）的研究人员近日却发现新方法，令玻璃也可以传声。有关发现不但為研发可於水底使用的手机及其他电子產品带来新机遇，亦為不同需求的建筑设计提供更大弹性。 绿线、红线和虚线显示了隔声玻璃於不同情况下的传声效果。 新型可传声玻璃的设计示意图。 由科大物理学系温维佳教授领导的研究团队利用共振原理，发现在两片玻璃之间有规律的挖出一个个空腔(见左图)，会改变声波的振动模式，让声音得以穿越。透过调整空腔的大小和形状，便可以传送不同的音频，这个概念类似透过调整笛子孔洞的位置，以发出不同强度的音调。