新聞及香港科大故事

香港科技大學(科大)的研究團隊近日發現了一個新的材料體系，將有望改寫有機太陽能電池的未來發展。利用該材料造成的有機太陽能電池，能於接近零的電荷分離驅動力下，達到高效及高速的電荷分離。這意味著較環保的有機太陽能電池，可望媲美無機太陽能電池的效能水平。 這項突破性的成果由科大化學系顏河教授領導的團隊發現，並於6月在Nature Energy雜誌上發表。 有機太陽能電池是一項重要的第三代太陽能電池技術。然而，它需要0.3eV或以上的驅動力，才能進行發電的必須步驟，即電荷分離。這大大限制了有機太陽能電池的發展，因為對驅動力的需求，令有機太陽能電池無可避免地產生了較大的電壓流失，因而限制了它的光電轉換效率。 這個科學界研究逾廿載的難題，如今可能被顏教授的團隊破解。科大團隊與瑞典林雪平大學的高峰教授、以及美國北卡羅來納州立大學的Kenan Gundogdu教授合作，於驅動力接近零的情況下，利用由新材料體系造成的有機太陽能電池，實現了於0.1-3皮秒間發生、超快速的電荷分離。 這項突破將對有機太陽能電池產生革命性的影響。現時，即使是表現最佳的有機太陽能電池，也只能達到百分之12至13的光電轉換效率。若電荷分離所需要的驅動力被減至接近零，電池的最高轉換效率將可提升至百分之20至25，足以媲美當今最先進的無機太陽能電池。而相關成果亦引發了一系列包括有機太陽能電池中的電荷分離和複合是如何發生等問題，並將引起新一輪有關有機半導體材料中光物理過程的研究。

科大研究團隊與浙江大學和英國格拉斯哥大學研究人員攜手合作，發現白介素33（IL-33）有助減低喪失記憶，以及其他與阿爾茲海默症（AD）症狀相若的認知能力下降。現時全球有4,680萬人患有阿爾茲海默症，病者數目更是有增無減。憑藉這項發現，阿爾茲海默症病者、其照顧者及醫療體系的沉重負擔在不久將來可望紓緩。 阿爾茲海默症主要影響年長人士，病者會喪失記憶、推理和判斷以至活動能力。是項研究團隊由科大理學院院長、分子神經科學國家重點實驗室主任、晨興生命科學教授葉玉如教授領導。葉教授形容阿爾茲海默症為當今「迫在眉睫的健康威脅」，尤其是在人口急速老化的香港社會。 葉教授早前的研究發現，大腦清除澱粉樣（Aβ）蛋白的功能下降是阿爾茲海默症的主因。在這項發現的基礎上，研究團隊於小鼠身上進行實驗。團隊發現小鼠在連續兩天注射白介素33後Aβ水平減低，而腦部整體炎症反應水平亦受到限制。 葉教授指出︰「下一步是將小鼠研究的成果轉化到人類的臨床治療。」 團隊的研究結果近日於美國權威期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）發表。 請按此獲取研究詳情。

香港科技大學（科大）率領由不同大學和機構組成，包括工程師、計算機科學家、環境學家及生態學家的跨界別跨學科研究團隊，研究泥石流的流動機理，以減低香港山泥傾瀉的風險與損壞。 有關研究乃香港研究資助局於2015-16年度五個獲選主題研究計劃之一，它亦得到中國科學院水利部成都山地災害與環境研究所，以及社會熱心人士的資助，興建領先全球、世界首個長達120米的測試設施，用以測試防護網阻擋泥石流的能力。研究所將投放1,000萬元人民幣興建該測試設施，而科正建築有限公司董事總經理兼香港工程師學會岩土分部前主席余錫萬先生，早前亦捐贈了100萬港元支持此研究計劃，並獲科大提供配對資助。 負責此研究計劃的科大協理副校長（研發及研究生教育）兼土木及環境工程學系講座教授吳宏偉表示，由於城市不斷向山坡擴展，而氣候轉變又令極端天氣日益頻繁，香港山泥傾瀉的風險正與日俱增。 他說﹕「由於香港的山坡陡峭、降雨量大、人口稠密和地價昂貴，傳統的山泥傾瀉防護措施不太適用。如果要防止2008年大嶼山那種大型山泥崩塌，導致往來機場唯一一條公路癱瘓達16小時的事故再度發生，我們便需開發安全和經濟的嶄新技術，以應對香港的問題。」 有關研究旨在全方位解決香港的獨特情況，大致涵蓋三個範疇﹕1) 利用無人機所拍攝的高解像度照片，構建嶄新的三維地形測量系統，以研究泥石流的流動機理及其對防護網的衝擊; 2)利用先進的土工離心機、大型的泥石流試驗槽以及新型的多尺度泥石流數值模型，模擬泥石流，調查其流動機理及對防護網的衝擊;以及３）開發具彈性的多層次新型防護網，減低山泥傾瀉帶來的風險。 此研究不但會為山泥傾瀉帶來新的解決辦法，亦會提升經濟效益、令斜坡保護及維修的工作更加安全及環保。新技術將可應用於香港，以至世界各地受山泥傾瀉威脅的地方。研究中有關提升對顆粒流動機理認知的部分，亦能有助減輕雪崩、海底滑坡以及礦山滑坡帶來的風險，更有助提升對食品加工過程的認識和研究。 傳媒查詢:

睡眠是維持身心健康的重要一環。睡眠質素受多項因素影響，打鼾是其中之一。打鼾不但有損個人睡眠質素，亦會影響家人與室友的睡眠質素。有見及此，一名本校教授近日發明了自動調節高度的智能枕頭以監察睡眠質素，使人可輕易酣睡入夢。 科大騰訊工程學教授兼計算機科學及工程學系講座教授張黔指出，打鼾可能是患有睡眠窒息症的徵狀。在全球，每日有3,000宗死亡個案與睡眠窒息症有關。 現時，超過九成打鼾者於晚上睡眠時有呼吸問題，並可能發展成睡眠窒息症。睡眠窒息症是睡眠障礙的一種，患者在熟睡時會出現一次或多次呼吸停頓，或呼吸微弱。 憑著張教授研發的便攜型感應儀器，用者只需將其戴上手指，即可監察睡眠狀態，包括快速動眼睡眠（REM）（做夢時的睡眠）、輕度睡眠及深度睡眠等睡眠階段，並可量度其血氧濃度（濃度低反映呼吸次數不足）。若用者呼吸次數不足，儀器便會自動調校枕頭的高低及形狀，從而改變用者睡姿，令其呼吸道恢復暢通。 張教授表示，智能枕頭是非入侵性（non-invasive）的產品，其價格低廉及輕巧便攜，家居或旅行使用皆宜。此外，智能枕頭調節高度時亦不會打擾用者睡眠。 張教授補充，研究團隊邀請廣東省不同醫院約300名初期及中度睡眠窒息症患者作臨床測試，發現患者使用智能枕頭後，血氧量下跌次數由平均每晚25次銳減60%至11次，而血氧量下跌的時間亦由25秒縮短至少達7秒。 張教授於2013年開始與一家深圳公司合作研發這項技術。有關技術正申請中國國家食品藥品監督管理總局認可，預計將於2017年在香港開售。

HKUST scientists along with colleagues from the Institute of Neuroscience in Shanghai and Sun Yat-Sen University in Guangzhou have discovered a strategy for repairing injured neurons through the regeneration of axons, a normally rare occurrence. This raises the exciting possibility of reversing injuries to the central nervous system. Led by Dr. Kai Liu, Assistant Professor at HKUST’s Division of Life Science, the team recently demonstrated that damaged optic nerves that transmit visual information from neurons in the eye to other neurons in brain could regenerate when treated with either an optical or a chemical stimulant. In mouse experiments they achieved this through the overexpression of both the light-sensing molecule melanopsin and that of Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drugs (DREADD), a tool normally used to enhance neuronal activity.

香港科技大學(科大) 的研究團隊發現人體自身的一種蛋白質，有機會發展成為有效治療阿爾茲海默症（AD）的新藥物。 這項突破性的研究由科大理學院院長、分子神經科學國家重點實驗室主任、晨興生命科學教授葉玉如帶領。她領導的研究小組，與英國格拉斯哥大學的劉富友教授及浙江大學的張寶榮教授合作，發現一種稱為白介素-33 (IL-33) 的蛋白質，能有效改善模擬阿爾茲海默症轉基因小鼠的認知障礙和病理徵狀。是項突破性研究於香港科技大學進行，研究結果剛於本月在國際權威科學期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發表。 阿爾茲海默症是一種會嚴重削弱患者認知能力的漸進性腦退化病，至今仍然未有有效的治療方法。患者的徵狀包括逐漸喪失記憶、推理和判斷能力，以及降低活動能力。病理學標誌包括在患者腦中有累積的澱粉樣(Aβ)蛋白斑和神經纖維纏結。 IL-33是調節人體免疫系統功能的一種蛋白質。科大的研究團隊首先研究罹患阿爾茲海默症風險較高的輕度認知障礙患者，發現這些患者體內的IL-33功能異常。研究更發現注射IL-33對APP/PS1小鼠（即具有阿爾茲海默症病理徵狀的轉基因小鼠）的認知功能產生了顯著而快速的恢復效果。在短短一周內能夠成功逆轉APP/PS1小鼠的神經細胞通訊缺陷和記憶力衰退情況。值得注意的是，連續兩天注射 IL-33可以減少這些轉基因小鼠腦中Aβ水平，從而降低澱粉樣蛋白斑的沉積。 大腦清除Aβ蛋白的功能下降是導致阿爾茲海默症的主要病因之一。在病變條件下，IL-33會驅動小膠質細胞（腦內的免疫細胞）移向澱粉樣蛋白斑，並促進對蛋白斑的清除。同時，IL-33也能夠改變小膠質細胞的活性狀態，降低腦中整體炎症反應的水平。炎症正是引致疾病惡化的重要因素。 葉教授說：「這項令人振奮的發現使我們對阿爾茲海默症這個既複雜又多病因的疾病有了更進一步的了解，並為開發治療這病症提供了一種新途徑。我們下一步的計劃是將小鼠的研究成果轉化為臨床治療。」

中樞神經系統中，神經軸突（Axon）一旦受損，往往會導致永久性喪失功能。如果受損的神經元（Neuron）能夠令神經軸突再生，中樞神經系統的功能有望恢復。香港科技大學（科大）生命科學部助理教授劉凱領導的研究團隊，最近發現一個促進受損神經元的神經軸突再生的嶄新方法，為包括脊髓損傷在內的中樞神經系統修復研究提出一個新方向。這項研究發現已於2016年2月16日刊登於《美國國家科學院院刊》（Proceedings of the National Academy of Science）。 早於2015年，劉教授曾發現在慢性脊髓損傷後，透過抑制PTEN基因可以激活mTOR信號， 從而使受損的神經軸突再生，並形成突觸連接。在最新的研究中，劉教授提出了一項增強神經元活動的機制，以促進軸突再生，而這個發現會有助研發促進神經修復的臨床方法。 劉教授的研究團隊發現，可以通過光遺傳學或化學遺傳學的方法調節神經元活動，以加強軸突的再生能力。研究團隊發現當小鼠視網膜過量表達於一種感光分子－黑視蛋白（melanopsin），會增強視網膜神經節細胞的神經反應，從而激活mTOR信號，促進損傷的視神經再生。研究團隊隨後採取了一種名為DREADD （Designer Receptor Exclusively Activated by Designer Drugs）的化學遺傳學方法，來激活黑視蛋白的下游Gq蛋白信​​號。DREADD是一種廣泛應用於增強神經元活動的工具。在合成配體Clozapine-n-oxide激活DREADD的情況下，軸突再生活動顯著增加。 研究結果表明，黑視蛋白通過調節神經元活性來增強mTOR信號，令神經軸突再生。黑視蛋白激活下游Gq信號，以致神經元活性和鈣的流入增加，維持了視網膜神經節細胞中的mTOR信號。 劉教授說：「我們的研究發現顯示，增強神經元的活動可以促進軸突再生。我們目前正在研究將類似的方法，應用於脊髓損傷這類更具挑戰性的情況中，以促進軸突再生。」 劉凱教授本科畢業於北京大學，並從羅格斯大學獲得博士學位。他曾在哈佛醫學院的波士頓兒童醫院從事研究工作，並於2011年加入科大。

香港科技大學(科大)的研究團隊成功以環保方式，研製出一種高效有機太陽能電池，輸出效率創新紀錄。有關發現已被美國國家再生能源實驗室收錄於「最佳科研電池圖表」。這是首次有香港的研究成果，被收錄於這份記錄全球過去四十年太陽能電池發展史的重要圖表當中。 「最佳科研電池圖表」自1976年開始，記載史上轉換功率最高的各種太陽能電池類別。由科大化學系顏河教授團隊研發、輸出功率達百分之11.5的有機太陽能電池，近日刷新該圖表「新興有機太陽能電池」類別的最新世界紀錄。有關成果近日亦於自然科研期刊《自然·能源》(Nature Energy)中發表。 由科大團隊研發的太陽能電池，最重要的特點在於它既不含有毒物料，亦無需利用有害溶劑生產，是首個真正環保的太陽能電池。一般有機太陽能電池雖然不含有毒材料，但製作高效能電池則需用到對環境有害的溶劑，令高效太陽能電池的發展一直受到限制。 顏教授團隊與西安交通大學馬偉教授合作，發現通過結合低成本的碳氫化合物溶劑和具有精確設計側鏈的聚合物，可以造出形貌接近完美的有機太陽能電池，其產出的功率比利用有害溶劑所生產的傳統電池更佳。研究為未來發展高效又環保的太陽能電池提供指導性的方向。 顏教授表示﹕「太陽能電池必須做到廉價、環保及高效。然而，現在許多高效太陽能電池仍需於生產過程中使用有害溶劑。我們的研究證明廉價又環保的碳氫化合物，能製作出性能更優秀的太陽能電池，此發現對所有太陽能電池的研究皆有深遠影響。」 顏教授本科畢業於北京大學，2004年於西北大學獲得博士學位。2012年加入香港科技大學之前，曾於著名有機電子公司Polyera帶領科研團隊進行研究。過去兩年，顏教授於科大的團隊在有機太陽能電池上取得重要進展，有關研究於該領域處於領先地位。 傳媒查詢: