新闻及香港科大故事
2015

新闻
香港科技大学突破性科研发现 有望治疗慢性脊髓损伤
香港科技大学(科大)生命科学部助理教授刘凯领导的研究团队,成功发现可令皮质脊髓束再生的方法,有望治疗慢性脊髓损伤。皮质脊髓束是控制身体自主运动功能的重要神经组织。这项突破性发现已刊登于国际权威学术期刊《The Journal of Neuroscience》。
脊髓受损的病人一般会失去活动能力,身理及心理承受极大压力,严重影响日常生活。现时全球有数以百万计的瘫痪病人,而在香港、台湾、欧洲及美国,每一百万人中,每年便有二十个脊髓受损的新个案。患者一般只能透过物理治疗及复康护理作为长期治疗,若要受损的脊髓神经,包括皮质脊髓束再生,继而恢复活动能力,被视为非常困难,特别是对于慢性脊髓损伤的患者(受伤超过一年)。
刘凯教授的研究团队发现,透过剔除PTEN基因,会令另一种基因mTOR的活性增加,从而使受损的神经轴突(Axon)再生及形成突触连接。研究结果更发现,即使在严重受损长达一年的脊髓,仍有轴突再生的情况,为治疗慢性脊髓损伤带来希望。
研究团队分别在皮质脊髓束亚急性受损、脊髓已严重受损1个月及12个月的三组小鼠进行实验,发现三组小鼠的皮质脊髓束均有再生,表明透过剔除基因PTEN可令皮质脊髓束再生。研究结果显示,即使在严重受损长达一年的脊髓,仍然可以有神经再生的情况。
神经轴突负责传递讯息到不同的神经元、肌肉及腺体,是连接神经系统的桥梁。神经轴突再生是患有脊髓损伤病人迈向康复的首要一步。刘凯教授表示,皮质脊髓束再生一直是该领域的一个重大挑战,尤其是对慢性脊髓损伤。他补充,到目前为止,类似的实验都是在急性或亚急性损伤的模型上进行,这项研究是首次在慢性损伤的伤口上发现皮质脊髓束再生。
刘凯教授毕业于北京大学,于罗格斯大学(Rutgers University)取得神经科学博士学位,曾于哈佛大学波士顿儿童医院从事科研,2011年加入科大。
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科大学者研发新物料 高效太阳能电池有望面世
智能手机功能日趋多样化,社会上渐有以手机取代电脑趋势。长时间使用手机加重电池负荷,令便携式充电器大行其道。不少用家外出除了要找电源为手机充电,还需要为充电器充电,若能利用太阳能作能源供应,必可省却不少功夫。科大化学系颜河教授的研究团队早前成功研发新物料,提升高分子物料的光电转化率,制成的高分子太阳能电池,大大加快了便式太阳能充电设备的商业化进程。
颜教授指研究团队成功研发出三种新的高分子材料以及超过十种高分子富勒烯材料组合,能够实现高达10.8%的光电转化效率,是迄今世界上最高效的单节高分子太阳能电池。
采用 制造的传统太阳能电池,缺点是较重、不易弯曲、成本高及生产复杂。高分子太阳能电池相对上是成本低且环保的太阳能技术,制成的太阳能电池板不但轻巧灵活,更可透过类似报章印刷的技术大量生产。颜教技指出∶「日後印制高分子太阳能电池就像印刷报章一样。」
虽然是项研究尚在初步发展阶段,新的高分子太阳能电池目前可为激光笔等小型电器充电。颜教授预期,十年内将可以实现高分子太阳能电池商业化,使之成为覆盖面最大的清洁可再生能源之一。

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科大开发首个视像系统分析网路学习行为 夺最佳创新奖
香港科技大学(科大)就大规模线上学习(MOOC)开发首个视像分析系统,为网路学习行为提供互动、深入及方便使用的分析工具,不但有利提高教学质素,亦有助于制作切合同学需要的课程,让网路教育进一步发展。由科大计算机科学及工程学系屈华民教授领导开发的「大型开放式网路课程在线可视分析系统」(MOOC视像分析系统),刚获颁香港资讯及通讯科技奖旗下最佳创新(科技创新)银奖。屈教授称﹕「坊间有各类有关网路学习行为的分析,但由于当中欠缺很多重要数据,课堂导师一般难于从中理出头绪,但近年来,MOOC平台提供的数据,尤其有关课程视频的点撃流数据越来越多,令我们得以开发出一个易于理解及查察的分析系统,配以崭新的视像技术如跳转图等,成功让导师理解大量课堂数据背后的学习行为。」MOOC视像分析系统将视频点撃流与学习论坛上的讨论数据以及学生的成绩数据结合,学生跳过或重看任何一段视频,课堂导师都可马上知悉其性别、国籍、年龄、学习表现及其他特征,并能选择对个别或某一群学生进行分析。这有助导师了解学生的兴趣与困难所在,从而改善教学材料。屈教授表示﹕「未来,我们甚至可以将服务拓展至学生,为他们的网上学习经验提供个人化分析。」该系统自去年五月推出以来,获课堂老师、教研专家以及主要网上教育平台一致好评,两大在线教育组织Coursera和edX计划将系统纳入其平台之中。作为首个为MOOC视频而设的视像分析系统,屈教授指有关技术不只适用于线上学习,亦能套用到娱乐影片或网上广告等,市场潜力庞大。科大乃大规模在线学习的先驱,自2012年及2013年先后成为亚洲首批加入Coursera及edX平台的院校,大学一直致力推动此创新教学模式。科大为全港首间推出学分制MOOC课程的大学,将线上学习与传统面对面的授课模式融合。传媒查询:鲁桂欣电话﹕2358 6317电邮﹕sherryno@ust.hk

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创新铝合物应用广泛 为建筑界带来曙光
起初只为研究铝的广泛应用,为建筑界带来新技术,谁不知最后却成就了更耀眼的结果。
2011年,土木及环境工程学系陈锐斌教授获全球领先铝生产商UC RUSAL(俄铝)资助,研究如何扩阔铝于建造业方面的应用。由于铝质地较软,无法承受重力,于建筑方面一向只被应用到如窗框等较轻便的结构上。三年以来,研究期即将完结之际,陈教授发现一种新技术,可产生一种称之为复合铝的新铝合物,为研究带来突破。
陈教授表示﹕「一直以来,工程界将碳纤维黏贴到铝的表面以提升铝的硬度,但如今透过纳米科技,我们成功改变碳纤维的构造,首次令它可于结构层面与铝完全融合,这种复合铝的应用范围比传统铝更为广泛,不但可用于制造电子产品、汽车、飞机,亦能运用到更多建筑物的结构部分。」
陈教授正为新物料申请专利,而研究将进行至明年六月,以便陈教授团队进一步研究大量生产这种新铝合物的可行性。复合铝不单比传统铝强韧,传导性能亦更强。虽然它不及钢铁坚韧,但其质轻及防锈特性,适合应用作建筑物天花、飞机外壳、汽车外壳以及框架等结构。若与陈教授团队另一种发明相变物料一同使用,复合铝更可用于建造大厦的外墙。这种新式建筑外围结构比由钢筋水泥建成的较为便宜及环保。
陈教授续称﹕「虽然很多大厦都装有隔热层,但由恒温系统产生的冷暖空气仍会透过大厦幕墙与大厦结构之间的罅隙溜走,可引致高达百分之四十的能源损耗,但由我们发明的智能建筑围护结构则可大量减省这种损耗。」
该新式结构由复合铝、相变物料、石膏板以及聚异氰脲酸酯泡沫塑料组合而成,已通过香港、上海、北京以及莫斯科的楼宇安全测试。
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5-G无线系统的精彩世界
目前,全球正采用第四代(4-G)无线系统,但研究人员正日以继夜研发新一代5-G无线系统,预计将于2020年面世。未来的5-G系统如何领先当今的4-G技术?据称新系统的数据容量将会扩大1000倍,并能连接多达1000倍以上数量的设备,能源效率比现在优胜1000倍,届时即享有更快速的比特率(bit rate)及明显改善时延问题。此外,5-G系统将支持新的应用场景,例如机器间通讯(machine-to-machine communications)。要达到上述目标并非易事。在早前的科大 “Science-for-Lunch” 午餐座谈会上,刘坚能教授分享了他的最新观点和系统应用的情况,以及面对的技术性挑战和其中的机遇。
现可于此收看有关讲座的分享。