新闻及香港科大故事

A high-level delegation led by James M. McKelvey Prof. Aaron BOPICK, Dean of McKelvey School of Engineering (McKelvey Engineering) of Washington University in St Louis (WashU), visited the Hong Kong Universtiy of Science and Technology (HKUST) on September 20, 2019 to sign a memorandum of understanding (MoU) to establish a framework within which cooperation may develop between the two leading universities in the world.

中学时期的黄嘉钱立志行医，但公开考试成绩不如预期，粉碎了他悬壶济世的梦想。不过，俗言有云：塞翁失马，焉知非福！当年试场失意，反而为小伙子带来意想不到的宝贵机遇。 嘉钱最后获科大录取，攻读生物化学及细胞生物学，其后继续深造，刚于今年完成科技领导及创业哲学硕士课程。修读硕士期间，他偶然读到化学及生物工程学系孙飞教授一篇有关智慧水凝胶的论文。在医学界，智能水凝胶又名「软物质」，通常用于药物递送、干细胞治疗等生物医学范畴。 传统水凝胶以合成聚合物或生物提取物（如动物胶原）制造，或会引致敏感；由孙教授团队研发的新型水凝胶，成份却与人体组织极为相似，可盛载活细胞进入人体，尽量减低敏感和人体免疫排斥的反应，令问题得以解决。 嘉钱深信这项科技大有潜力转变成商品，于是毛遂自荐，直接与孙教授商谈合作，结果双方一拍即合。 这次合作，不仅助嘉钱踏上企业家之路，亦使他终于得偿心愿，贡献医学界。孙教授把他介绍给自己的学生王日和杨中光。两人分别为生物工程学博士与化学及生物分子工程学博士，现时同为化学及生物工程学系的博士后研究员。今年初，他们共同创办了取名SPES Tech的生物工程初创企业，利用其水凝胶产品 「LitGel」研发新一代疗法，并由孙教授担任公司主席及首席科学顾问。 团队不仅在今年5月赢得第5届香港大学生创新及创业大赛的「创新项目特等奖」，也在4月份入选「默克中国加速器计划」（ Merck Accelerator China Program）的六强初创公司之一。最近，他们更获得为期4年的香港科技园「生物医药科技培育计划」批出暂准资助许可，符合所有条件后，公司将可获最多600万港元产品研发拨款。 一切成就得来不易。像他们这类初尝营商滋味的新手企业家，纵使拥有杰出发明，但从创业到成长阶段，却往往缺乏必需的硬件和软件支持。  嘉钱说：「科研上，科大对我帮助很大，这对确立公司的发展方向非常重要。」 为扶持像他们这类初创企业家，科大提供了所需的实验室及尖端设备让他们进行实验和测试。大学或学院亦不时举办合作项目，尽量为团队开拓产品应用的机会。

全球暖化以及温室气体排放让海洋中的含氧量在过去数十年间持续下降1 ，污染并破坏我们的生态系统。为了遏止这个趋势，香港科技大学（科大）的研究团队发现一种机制，有望提升一种环保水生细菌清除二氧化碳的能力，为海洋生产更多氧气。 俨如陆地上的树木，蓝绿藻(又名蓝细菌)于海洋进行光合作用，为海洋生物提供氧氧，地球逾20%的二氧化碳都是经由它们所吸取。可是，全球每天有近半的蓝绿藻，因被捕食或受病毒感染而死亡，当中单是一种名为噬藻体的病毒，每日便杀死达全球总量五分之一的蓝绿藻。 科大海洋科学系副教授曾庆璐领导的研究团队历时五年，最近终于揭示噬藻体杀死这环保细菌，亦即其宿主(host)的规律，所倚赖的是宿主进行光合作用时所产生的能量。团队利用实验室培植的噬藻体进行研究，发现牠们于黑暗环境中，并不能完全发挥感染宿主的功能，但蓝绿藻却偏偏在晚上被牠们杀死。原来在日照时份，蓝绿藻透过光合作用所生产的能量，会成为噬藻体用作感染其宿主的燃料－令噬藻体在日间完成所有足以破坏蓝绿藻细胞结构的感染过程，使其终在晚上分崩离析。很多生物，包括日出而作、日入而息的人类，都具有昼夜节律，但今次研究首次发现，原来病毒亦具有昼夜节律。  曾教授表示：「透过了解日夜循环如何控制噬菌藻的感染过程，不但能帮助降低蓝绿藻被感染的风险，由此增加其吸收二氧化碳的能力，减轻全球暖化；亦有助日后研究对抗病毒的药物。很多人类疾病都是由病毒引致，现在我们知道病毒感染会受生理节律和昼夜循环影响，这可能为研发相关药物对抗人类病毒提供新见解。」 是次研究成果已于科学期刊《美国国家科学院院刊》中发表。 1根据一份于2017年刊登在《自然》的科学研究文章，海洋在过去50年已减少逾2%氧气，此步伐将在接下来的80年加快至最多7%，对渔业和沿海经济造成潜在損害。  

香港科技大学（科大）日前获国家教育部批准进行香港科技大学（广州）（港科大（广州）)的筹建工作，为科大揭开新一页。新校园将与科大保持同等质量和水平，与清水湾校园优势互补，致力培育人才及推动香港与大湾区、以及大湾区与世界各主要城市在教学产研上的合作，加强知识转移，以弥补本港创科产业的不足。动工仪式今天在港科大（广州）位于广州市南沙区庆盛的校址举行。香港特区政府行政长官林郑月娥女士、广东省委书记李希先生、广东省委副书记兼省长马兴瑞先生、中央人民政府驻香港特别行政区联络办公室主任王志民先生、国务院港澳办副主任黄柳权先生、广州市委书记张硕辅先生、广州市市长温国辉先生、广州市南沙区委书记蔡朝林先生、科大校董会主席廖长城先生、科大校长史维教授和广州大学党委书记屈哨兵教授等为活动主礼嘉宾。特首林郑月娥女士致辞时表示，香港正全面增强自身科创能力，特区政府过去两年先后投放超过1000亿港元，并推出相关政策措施，希望香港可以为大湾区科创作出贡献。她相信港科大（广州）将为穗港两地高等教育的交流合作开展新的局面，培育具创新能力的国际化高端人才，并通过深化两地在教研、科技成果转化及学生交流等多方面合作，为两地提供高水平的教研支持。科大校董会主席廖长城先生感谢内地及香港特区政府对科大在广州办学计划的大力支持。他指：「港科大（广州）获批筹建，是科大开展广州办学的一个重要里程碑，不仅推动科大为粤港澳大湾区培养具国际视野及创新能力的高端人才，也期望为内地以至整个亚洲的科技创新和产业升级带来深远影响。广州校园将秉承科大追求卓越、创新及创业精神，以及科大的先进办学理念、优质教育资源与教学质量，力争成为世界一流湾区大学。」科大校长史维教授称：「我谨代表科大同仁，对合作各方考虑周详和不懈的努力，以及审批部门的迅速批核与大力支持表示深切谢意。若非她们坚定支持，港科大（广州）的筹备进度不会如此理想。未来，科大将凭借广州和清水湾校园互相补足的学位课程和学术架构，以及共享的实验室、课堂和教研设施，更有效的培育人才，并为社会、尤其在创新及全球合作方面，作出积极贡献。」

香港科技大学(科大)一个跨学科研究团队发现，人体肠道中大肠杆菌所释出的一种毒素，与大肠癌有关。研究不但为大肠杆菌对人类健康的影响带来新见解，更有助推动预防全球第三常见癌症「大肠癌」 的研究*。 人体肠道中的大肠杆菌虽然可以帮助我们消化食物及调节免疫系统，但它们亦含有毒性，可以导致细胞周期停滞(arrest cell cycle)甚至死亡。科学家早已发现大肠杆菌所产生的大肠杆菌素(Colibactin)是一种基因毒性(genotoxin)化合物，可以破坏真核细胞中脱氧核醣核酸(DNA)的双螺旋结构(double-strand breaks)，增加患上大肠癌的风险。不过，由于这种化合物浓度低、状态不稳定及生物合成反应路径(biosynthetic pathway)过于复杂，难以复制作研究用途，所以它到底如何导致DNA受损，至今仍是一个谜。 由科大捷成David von Hansemann理学教授、海洋科学系及生命科学部讲座教授钱培元带领的研究团队，利用崭新的生物合成方式，解开这个谜团。团队不仅成功复制大肠杆菌素基因簇，更发现可以大量培植相关基因的方法，以进行测试及验证。经过反复分析及化验多种大肠杆菌素前体化合物(Colibactin precursors)，团队最终确定「大肠杆菌素-645」是引致DNA双螺旋结构受损的元凶，并发现其生物合成反应路径和损害DNA双螺旋结构的机制。 钱教授表示﹕「虽然部分大肠杆菌素会透过交叉连接的方式损害DNA，但一直以来未有数据显示它们会直接破坏DNA。我们的研究确认了大肠杆菌素-645会直接破坏DNA的双螺旋结构，进一步解释大肠杆菌素对健康的影响，补上长久以来缺失的一块拼图。」 硏究团队中的李忠瑞指，重组大肠杆菌素的分子骨架，可以为设计及合成有效的DNA分解试剂(DNA cleaving agent)，例如合成限制性内切酶或癌症化疗药物提供基础。

香港科技大学(科大)的科研人员成功研发全球首个可用作深度机器学习(machine learning)的全光学神经网络，不但能让人工智能在处理较复杂的问题上﹕例如辨识事物之间的关系或风险评估等范畴，进一步追近人类，更可在能耗大幅度降低的情况下，以光速进行运算。一直以来，光学网络操作仅限于线性*运算，但只靠线性运算并不能让神经网络模拟人类大脑运作而达至「深度学习」(Deep Learning)。人工智能要掌握深度学习，需具有「非线性启动函数」(non-linear activation functions) 的多层神经网络。然而，在现存的光电混合神经网络中，模拟人类大脑响应方式的「非线性启动函数」乃透过电来实现，这限制了光学网络的指令周期及能力。现在，由科大物理学系教授杜胜望及助理教授刘军伟所带领的研究团队，实现了首个全光学多层神经网络，为构建大规模的光学神经网络推进一步。为突破限制，研究团队利用冷原子介质内只需极低激光功率便能运作的「电磁波引发透明效应」(electromagnetically induced transparency, EIT)，来实现非线性启用函式，并制作了一个双层全光学的神经网络。为测试成效，团队利用这个网络，对凝聚态物理学易辛模型(Ising model)中的有序相和无序相进行分类，发现与高性能电脑神经网络运算的结果一样准确。杜教授表示﹕「虽然我们现在的成果只是一个概念验证(proof-of-principle)的测试，但它表明新一代的光学人工智能—即在低能耗的情况下进行快速运算，是有可能的。」刘教授补充谓:「未来，我们希望扩大此技术的规模，构建一个更大型、更复杂的全光学神经网络，以作图像识别等实际应用。」研究结果近日刊登于权威期刊《Optica》，并获美国光学学会撰写新闻稿介绍。

数理科技(STEM)是近年香港教育界的流行语，不少学校增拨资源添置科技配件，但在生命科学部的周敬流教授眼中，却有偏离本质之虞。香港以填鸭式教育闻名，学生缺少通过整合不同学科知识解决问题的训练，然而，这种能力却是STEM教育的要素之一。主次失焦，不仅会令科学教育走进死胡同，也难以培育香港需要的发明家或科学家。 周教授说：「STEM 的真谛，在于让学生学习探索事情的方法、态度、原则和应用规则。可惜在香港不少高中和大学，学生学习的只是信息，忽视了背后的逻辑和分析。」 要从课本或互联网取得信息，可说轻而易举，但周教授建议同学专注于探索事情的态度和方法。「举例说，认识大自然并没有固定的方法。教育制度应让学生有多些机会走出课室，观察他们感兴趣的事物，而不是只训练他们应付一式一样的公开考试。」 周教授说自己少时极为好奇，因此选择在大学修读生物学；而负笈美国德州贝勒医学院攻读细胞生物学博士学位，则与家族里多人患癌有关。加入科大前，他是美国纽约爱因斯坦医学院的分子遗传学Belfer院士。  周教授钻研身体形态的分子遗传学、神经发展，以及合成和演化生物学。不论在大学校园或日常生活的各个层面，他都在努力培育新一代以科学解决问题，迎接二十一世纪的种种挑战。 身为在香港致力提倡STEM教育的先驱，他着重训练学生培养分析和解读数据 、进而自行归结原则的能力。训练越早，效果越佳。为了达致两大目标，他将国际生物奥林匹克(IBO)高中生国际比赛引入香港，一则希望为公众学习生物学提供广阔平台，但更重要的是 — 藉此改变本地学校对这门科学的看法和授课方法。 IBO香港区赛事于2018年首办。在前一年，筹委会特别举办香港联校生物奥林匹克比赛作为热身。周教授说：「学生从中找到很多乐趣，非常兴奋。这种学习生物学的模式，是他们从没想过的！」  传统教育制度下，生物学不外乎背诵和关键词，做好这两点，就可以拿取高分。事实证明，IBO香港区赛事改变了一贯的游戏规则，因为它开拓了学生的视野，让他们体验不同的学习方法。

由香港科技大学（科大）领导的跨学府研究团队，成功研制了一种环保充电液体燃料。计划全面成功后，将对全世界产生革命性的影响，包括把电动车的充电时间由数小时缩短至数分钟。 电燃料如果以太阳能或风能充电，就会具 「碳中和」的优点；像化石燃料一样，它可以很方便地输入电网，或输入车辆内。 这研究名为「用于可再生能源供电站及电动汽车的电燃料储能技术基础研究」，由科大的赵天寿教授领导；其他团队成员来自香港大学、香港中文大学及香港理工大学。 赵天寿教授为张英灿工程学及环境学教授、机械及航空航天工程学系讲座教授、以及科大能源研究院院长。这为期五年的研究计划（2018 至2022）由研究资助局的主题研究计划资助，资助额为5000万港元。 赵教授解释说：「我们成功研发了一个稳定的锂硫电池，因为它的高能量密度和低成本，它既可以为电动车供电，也可以为电网储存来自太阳能和风能的电力。」 「最让我们兴奋的是我们能够将锂硫电池转化为液态系统，或称为电燃料。」 用传统充电方式为汽车充电，通常需要几小时，但使用电燃料则只需几分钟。由于它可再充电，电燃料不会像化石燃料那样越用越少。在充电站，耗尽能源的燃料从燃料缸移走，然后补充载有能源的燃料。  电燃料系统的运作是基于锂硫电池的化学原理 – 利用锂金属的高容量以及硫阴极的廉宜价钱。虽然研究团队已取得重要成果，但仍有挑战要克服。首先，在锂表面形成的枝晶可能会缩短电池寿命。其次，释出的硫会溶解，并且破坏锂阳极。 「一个解决方案是形成有表面保护的多孔锂阳极，而此类方案以前都是通过不切实际、繁杂的方式实现，」 科大团队另一成员 – 机械及航空航天工程学系助理教授陈擎解释道。「我们让热力学为我们服务。利用两个自发反应，我们在一个碳支架上形成一个多孔锂阳极，并在上面形成复合保护层。」 这简单而有效的方法，让一个高负载锂硫电池发挥前所未见的表现。负载 – 即装置上每面积单位的活性材料 – 必须维持高水平，才能将理论上的高性能最终可以转化为一个实用高效的储能技术。