新聞及香港科大故事

由香港科技大學（科大）領銜的國際跨學科研究團隊提出制定策略性綠氫碳排放標準，能推動製氨工業經濟有效地近100%減碳，同時避免土地資源緊張和電網擁塞等問題。這項開創性研究首次確定了最優成本的製氨工業產氫設施和排放標準。 氨生產主要依賴化石燃料製氫，每年在歐洲產生 3,600萬公噸的二氧化碳排放。通過水電解產生綠氫，可以大幅減少碳排放，因為它只需要電力，而電力可藉由可再生能源產生。 然而向低碳氫能轉型造成經濟和運輸的巨大挑戰，以電網產生綠氫尤甚。地區因素帶來複雜影響，當中包括可再生資源的供應及當地電力生產的碳強度，以致排放標準和生產成本之間的關聯機制尚不明確。

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊首次發現，鈣鈦礦薄膜的晶粒底部廣泛存在表面內凹的結構，並揭示了這種結構對於鈣鈦礦薄膜性能和可靠性的重要影響。基於這項新發現，團隊開創了一種有效消除這些晶粒表面內凹結構的新方法，使鈣鈦礦太陽能電池更加高效和穩定。 鈣鈦礦太陽能電池是一種極巨潛力的光伏技術，被廣泛認為有望在電網供電、便攜電源和太空光伏電池等廣闊的應用場景中取代現有的矽基太陽能電池。鈣鈦礦太陽能電池具有其獨特優勢，它目前不僅具有比商用矽電池更高的功率轉換效率，還在原料和製造成本低廉、可持續製造，並可特製不同透明度和顏色的電池等方面具有優點。然而，鈣鈦礦器件在光、濕、熱致應力下的長期穩定性仍然是其商業化的主要障礙。 為解決這一問題，科大化學及生物工程學系副教授周圓圓帶領的研究團隊，從材料微結構這一獨特方向開展基礎研究工作。研究團隊發現，在鈣鈦礦薄膜的晶粒廣泛存在表面內凹幾何形貌。這種高度隱蔽的內凹結構破壞了鈣鈦礦薄膜界面的結構完整性，是限制鈣鈦礦電池功率轉換效率和穩定性的隱藏因素。 研究團隊採用創新方法，透過利用表面活性劑分子「十三氟己烷-1-磺酸鉀」（tridecafluorohexane-1-sulfonic acid potassium）來操控鈣鈦礦薄膜形成過程中的應變演化和離子擴散過程，成功消除晶粒表面內凹結構。團隊以此製作的鈣鈦礦太陽能電池在熱循環、濕熱和最大功率點跟蹤的標準測試中表現出顯著提升的耐久性。 這項研究的通訊作者周教授說：「單個晶粒的結構和幾何特徵將決定了鈣鈦礦太陽能電池和其他半導體器件的性能。透過揭示晶粒表面內凹結構、研究它們對性能的影響，並利用化學工程定制其幾何形狀，我們正在開拓一種全新的鈣鈦礦太陽能電池製造方法，使其效率和穩定性接近理論極限。」

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊，最近成功研發一種新一代用於鋰金屬電池的固態電解質，能夠大幅提升電池的安全性和性能。這項突破性發現，有助於推動應用於電動車、便攜式電子產品和電網供電等領域的儲能技術發展。 與傳統鋰金屬電池相比，全固態鋰金屬電池以固態電解質取代了易燃的液態電解質，並抑制鋰枝晶生長的有害現象，有效提高電池的安全性和能量密度。這種電池為開發新一代儲能技術帶來前景。然而，全固態鋰金屬電池的廣泛應用受到室溫下的低離子電導率和鋰離子傳遞數的限制。 為解決這項挑戰，由科大化學及生物工程學系助理教授KIM Yoonseob領導的研究團隊，開發了一種新穎的製備方法，結合一種稱為離子型共價有機框架（iCOF）的多孔結晶聚合物與聚離子液體（PIL），製造出無溶劑和無塑化劑添加的高性能固態電解質。 這種新型iCOF/PIL合成固態電解質，在室溫下具有高離子電導率（達1.50 x 10−3 S cm−1）和高鋰離子傳輸性能（大於0.8）。通過結合實驗數據和分子動力學模擬結果分析，團隊發現PIL、雙（三氟甲烷）磺酰亞胺鋰鹽（LiTFSI）和iCOF之間建立的共配位和競爭配位機制能夠加快鋰離子傳輸，並同時限制TFSI離子的移動。 團隊利用這種高性能固態電解質，進一步製造了一款由合成固態電解質與磷酸鐵鋰合成正極 （LiFePO4 composite cathode）組成的完整鋰金屬電池。團隊發現該電池在1C充放電率和室溫下帶有141.5 mAh g−1的初始放電容量，經800次循環充電和放電後，仍然保持顯著的87%容量。 Kim教授表示：「我們提出的突破性方法首次成功展示出運行穩定、具高可逆容量的全固態鋰金屬電池，充分展現了iCOFs於電化學儲能裝置的巨大潛力，為全固態鋰金屬電池於電動車、便攜式電子產品和電網供電等的廣泛應用提供了新路向。」

由香港科技大學（科大）領導的三個研究項目，今日獲研究資助局（研資局）2024/25年度「卓越學科領域計劃」和「主題研究計劃」合共撥款港幣2.125億元資助，金額冠絕本地院校，亦是科大歷來最好的成績。 獲批撥款的三個研究項目涵蓋不同範疇，當中包括開發以人為本的前沿AI及機器人技術，改善長者照顧及護理；創建「香港海岸分身」數碼系統，管理極端天氣對海岸的影響；以及通過技術轉型，提升香港在可持續供應鏈金融中的地位。 科大校長葉玉如教授向研究團隊表達祝賀，她說：「科大今年於卓越學科領域計劃和主題研究計劃再創歷史佳績，不但充分體現大學對推動卓越研究的堅定決心，亦印證了科大學者的研究實力昭著。而當中兩個獲資助項目，由科大與科大（廣州）的研究人員攜手領導，更展現了兩校之間的協同發展。透過日益緊密的研究協作，兩校將繼續引領更多突破性的跨學科研究及科技創新，裨益香港及其他地區。」 科大副校長（研究與發展）鄭光廷教授亦為團隊的成就感到振奮：「是次科大獲研資局兩大重點撥款計劃的認可，意義非凡。獲獎的三個項目分別利用人工智能、機器人和數據科學等尖端科技驅動，彰顯了科大致力結合科技創新與研究，探索新興領域的研究突破。我們預期，隨著更多世界級的科研設施相繼於校園落成，將有助科大的科研人員進一步探尋知識，應對日益複雜的全球挑戰。」 三個獲撥款項目包括：

香港科技大學（科大）一共有五個研究項目獲創新科技署「產學研1+計劃」（RAISe+）的撥款資助，成為首批24個項目之一。撥款將支持各研究團隊加快步伐，早日將研究成果惠及市民大眾，達至產業、學術機構及研究三贏。這些項目分別由科大工學院及理學院教授領導，涵蓋不同範疇，包括：基因治療、癌症腫瘤成像、污水處理、感測晶片和人工智能機械人等。 以下是各獲批項目的詳情（項目排名不分先後）： 項目一：家族性阿爾茲海默症的新型基因治療策略 科大校長、晨興生命科學教授兼香港神經退行性疾病中心主任葉玉如教授領導的研究團隊開發了一種新型的「一對多」基因編輯策略，用於治療家族性阿爾茲海默症（FAD）。FAD是一種嚴重的早發性疾病，目前缺乏有效的治療方法。這種創新的基因編輯方法有潛力發展成為長效、改善病程的臨床療法。 FAD影響著全球約200萬至300萬人，是阿爾茲海默症（AD）的一種，具有發病較早、症狀更嚴重和惡化速度較快的特點，有時早在30歲或 40歲就出現症狀。FAD主要是澱粉樣蛋白前體（APP）、早老素-1（PSEN1）和早老素-2（PSEN2）三個基因之一的遺傳突變引起。這些突變皆導致大腦中澱粉樣蛋白（Aβ）的累積增加，這是AD 的主要病理特徵。 針對FAD，基因編輯是一種有前景的治療策略。但FAD患者中存在400多種致病突變。針對每種致病突變開發對應的基因編輯工具，難以實現臨床轉化。研究團隊並不是直接針對每種致病突變，而是開創了一種通用型「一對多」基因編輯策略。這種新型策略只需使用幾套基因編輯工具，就可消除不同患者中攜帶特定突變的致病基因，並從根源上治療疾病。該策略已在 FAD小鼠模型中有效降低致病蛋白Aβ 的水平，從而從源頭改善病理症狀。 該策略除了可應用於FAD，也可擴大應用於其他遺傳性疾病，讓全球超過1.6億患者受惠。 這項技術將授權予科大的初創公司進行臨床開發和商業化。

今年四月，科大在第49屆日內瓦國際發明展中，有四個項目贏得了評審團嘉許金獎，其中之一是紮鐵機械人項目。此發明品由哲學碩士生李昊臻帶領團隊，在香港智能建造研發中心副主任梁浩博博士的指導下，共同研發而成。而科大亦在本屆發明展中再創高峰，共有多達36個研發項目奪得不同殊榮，成績彪炳。 單看外表，這部紮鐵機械人的設計簡潔俐落，不似科幻巨作中所見的機械人一般引人注目。然而，它卻是科大研究員與大灣區建造業界同心協作的成果。他們的抱負遠大，期望實踐建造工序自動化，從而提升工作效率。 科大跨學科學院一向以其跨學科自選課程見稱，現正修讀此課程最後一年的昊臻也是從中獲得靈感，繼而帶領紮鐵機械人研究項目。他的專攻範疇為智能建造與機械人，透過靈活的課程結構，不但可以活用大學的豐富學習資源，更獲得國際知名的機械人學學者、科大電子及計算機工程學系李澤湘教授的指導。   創業夢想    萌芽結果

由香港科技大學（科大）生命科學部副教授郭玉松教授帶領的研究團隊，最近揭示了一項有關新型冠狀病毒（SARS-CoV-2）的新發現。團隊最新發現的宿主因子會通過與SARS-CoV-2刺突蛋白的受體結合域相互作用，來促進病毒進入細胞。這項發現不但為我們理解SARS-CoV-2感染機制帶來新視角，更為治療新冠提供了新方向。 科學界普遍認為，SARS-CoV-2的侵染過程主要依賴其刺突蛋白的受體結合域（CoV2-RBD）與宿主細胞受體ACE2的相互作用。過往雖然有大量研究圍繞ACE2的過度表達如何促進病毒入侵宿主細胞，但對於缺乏ACE2是否能抑制病毒入侵的探究卻相對較少。就此，由郭玉松副教授帶領的科大團隊，遂與香港大學（港大）和香港理工大學（理大）的研究團隊，展開聯合研究，透過GST pull-down方法，成功篩選出除了ACE2之外、與CoV2-RBD結合的多種宿主表面因子。 實驗結果顯示，在經篩選的眾多宿主表面因子中，宿主因子SH3BP4調節了CoV2-RBD的內吞過程，並以不依賴ACE2，而是依賴整合素和網格蛋白的方式，介導SARS-CoV-2偽病毒進入宿主細胞。這項發現揭示了SH3BP4在病毒透過內吞途徑入侵宿主過程中扮演的重要角色。除了SH3BP4外，部份經篩選的細胞因子，例如ADAM9和TMEM2，相比於感染力相對低的SARS-CoV的RBD，對CoV2-RBD顯示出更強的親和力，表明這些因子於SARS-CoV-2入侵中具有特定作用。此外，研究團隊更發現了偏好與SARS-CoV-2 Delta變異株的RBD結合的因子，有可能進一步增強Delta變異株的入侵能力。 郭玉松教授表示：「本次研究不僅揭示了SARS-CoV-2入侵宿主細胞過程中發揮作用的新宿主細胞表面因子，還發現了整合素在介導病毒內吞中的關鍵作用，為治療新冠奠下新的研究基礎。」

由香港科技大學（科大）工學院領導的一支研究團隊，研發了一種基於液態金屬的仿捕蠅草智能捕食機制的電子邏輯元件。該元件本身具有記憶和計算能力，無需其它輔助電子器件即可如捕蠅草般智能地回應各種刺激序列。這項研究探討的智能策略及邏輯機制為理解自然界中的「智能」帶來嶄新視角，也對「具身智能」的發展提供了啟發。 捕蠅草的獨特捕食機制向來是生物智能領域的一個研究焦點。這個機制令捕蠅草能有效區分各種外部刺激，如單次、雙次刺激，進而區分如雨滴等的環境干擾（單次刺激）及昆蟲（雙次刺激），以確保成功捕獲獵物。此項功能主要是由於捕蠅草的觸毛具有類似記憶和計算的特徵，讓它可以感知刺激和產生動作電位（細胞因受刺激而產生的電信號改變），並在短時間內記著刺激。 由科大電子及計算機工程學系副教授申亞京領導，以及其畢業於香港城市大學的前博士學生楊媛媛博士（現為廈門大學副教授）共同組成的研究團隊，以捕蠅草內部電信號累積/衰減模型為基礎，提出了一種基於液態金屬絲延伸/縮短形變的液態金屬邏輯模組（簡稱LLM）及元件。該元件以氫氧化鈉溶液中的液態金屬絲為導電介質，基於電化學及電毛細效應控制液態金屬絲的長度，進而依據陽極和門極所施加的電刺激調控陰極輸出。研究結果顯示，LLM本身可以記憶電刺激的持續時間和間距，計算多次刺激累積的信號，並表現出類似捕蠅草的超卓邏輯功能。 為展示他們的研究，申教授及楊博士搭建了一套LLM智能決策器件、仿觸毛機械開關、仿葉片柔性電驅動器的人工捕蠅草系統，成功複製並實現了捕蠅草的捕食過程。此外，他們還展示了LLM在功能電路集成、濾波、人工神經等方面的應用前景。這項研究不僅為模擬植物的智能行為提供了見解，也為後續的生物信號模擬器件及具身智能系統研發提供了可靠的參考。 申教授表示：「當提到『人工智能』，一般人想到的都是模擬動物神經系統的智能。然而，在自然界中，很多植物也可以通過特定的材料、結構組合，展示出一定智能。這個研究方向有助我們理解自然界的『智能』，並為構建『類生命智能』提供新的視角和思路。」