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相信不少人都試過手機用久了,電池愈來愈不耐用。這個問題,其實源自電池內部一場看不見的「壓力戰」。
隨着電動車和各類電子產品的普及,對高能量鋰離子電池的需求急速增加。近年,工程師積極研究高鎳三元正極物料,因為它能儲存更多電量。不過,這種材料也有一個弱點:電池每次充電和放電時,物料都會反覆膨脹和收縮,材料內部累積承受壓力。
久而久之,這些壓力會令電池顆粒出現開裂,電解液內浸,電極表面變化,因而縮短電池壽命。要進一步提升電池的儲能,科學家必須尋找方法減少這些從細微而擴大的損傷。
由科大化學及生物工程學系講座教授陳國華教授帶領的研究團隊,從人體軟骨的緩衝特性獲得啟發,提出了一個創新的解決方案。
團隊最新研發出一種超薄的記憶聚合物納米塗層,可充當電池顆粒的「避震器」。研究人員利用化學氣相沉積技術(Chemical Vapour Deposition,CVD),製造出一種韌性和彈性適中的聚合物,為電池脆弱的內部晶界形成保護層。
這項設計的原理與人體軟骨十分相似。軟骨能透過變形來吸收和分散外來壓力,保護關節和骨骼不受損傷;而這層仿軟骨納米塗層,則能在電池運作時分散內部應力,減少晶間開裂的情況。
試想像這樣一幅畫面︰數以百萬計的自動駕駛車輛、醫療監測設備及工業用感測器在智慧城市中互聯互通,無時無刻交換數據,共同維繫城市運作。今天的無線網絡雖然足以支撐這些數據傳輸,但面對如此海量的資訊,在可見將來會出現嚴重傳輸瓶頸。
為應對這項挑戰,科大研究團隊提出一套突破性的架構,讓機器在傳遞資訊前先進行思考和判斷。
這套名為「推理賦能任務導向通訊」的框架已在《npj Wireless Technology》上發表。該框架可以賦予AI智能體(AI agents)自主推理能力,判斷應分享哪些資訊、何時需要通訊,以及為何需要交換資訊。
這項技術勾畫出未來7G無線系統的發展願景,但其真正價值更在於實際應用。新框架將通訊模式由傳輸原始數據轉向具明確目的的資訊交換,有助釋放AI智能體的集體智慧潛能。
以自動駕駛為例,車輛毋須再向路側系統傳送海量、未經篩選的感測數據,只需要交換安全駕駛所需的關鍵資訊。在醫療領域,臨床 AI智能體可過濾雜訊,優先傳遞能協助醫護人員更快作出決策的重要訊號。在製造業中,數碼分身則可及早預測故障和協調維護工作,避免停產帶來的損失。
這項研究亦呼應香港特別行政區行政長官近期發表的《施政報告》和香港首份《五年規劃》中所提出的AI發展策略重點,體現科大以科研創新支持香港AI發展策略的承擔。
盛夏酷熱,很多人回到家第一件事便是打開冷氣。涼風送爽固然令人舒暢,但當中的環境代價卻由地球承擔。傳統的蒸汽壓縮製冷方法不但消耗大量能源,製冷劑更會造成環境污染。
那麼,有沒有一種冷氣既清涼又減少對地球的傷害?科學家一直尋找更環保的製冷方案,其中固態「彈卡」製冷技術被視為極具潛力的替代方案。這項技術利用形狀記憶合金(SMA)的相變潛熱來製冷,無需使用傳統製冷劑。不過,其發展一直受制於「功能疲勞」的難題。隨着製冷循環次數增加,傳統彈卡製冷材料的性能會逐漸衰退,製冷效果亦隨之下降。
科大的研究團隊成功突破技術瓶頸,研發出全球首台零衰減彈卡製冷裝置,即使經過100萬次以上的操作循環,裝置依然未見疲態,製冷功能保持在高峰值水平。
全力支持本港首份五年規劃
這項突破可謂恰逢其時。香港特區政府於2026年9月公布了《香港第一個五年規劃(2026-2030)》,把綠色轉型列為香港的重要發展策略,並就減低能源消耗、加速本地綠色科技成果轉化,訂下積極進取的目標。
科大一直走在綠色轉型的前線,今次研究團隊將先進材料轉化為切實可行的零衰減製冷原型,為香港推動綠色轉型及實現可持續發展目標提供新動能。
世界各地城市經常把減排視為個別地區的議題,然而大氣污染物和溫室氣體又怎會遵循地圖上的界線呢?面對氣候變化這項全球共同挑戰,單靠每個城市各自努力,已不足以應對其複雜性。
科大最新研究指出,全球城市實際上正處於一個高度互聯的碳排放網絡之中。一個城市的環境表現,既受自身政策影響,也與周邊以至遠方城市的減排行動息息相關。
這項研究由科大土木及環境工程學系陸萌茜教授領銜,成果已發表於國際學術期刊《自然·通訊》。研究發現,城市之間若能開展深度協同減排,可將整體可持續發展表現提升逾一成。
為全面分析城市之間的環境互動關係,研究團隊利用2010年至2020年間的衛星觀測數據,評估全球103個國家、4,116個城市的環境表現。這些城市合共貢獻全球超過九成國內生產總值,對全球減碳進程具有舉足輕重的影響。
傳統上,城市的環境治理屬於地方事務,但數據顯示了各城市之間的互依互存:高達 93.5% 城市的環境指標均受到周邊城市影響。 當鄰近城市的空氣質素和碳排放每改善10% 時,相關城市在聯合國可持續發展目標表現亦會隨之提升高達 0.45%。
這種跨城域影響會在城市間引發漣漪效應,並衍生兩種不同的結果。
長久以來,醫療人工智能模型一直面對兩難困境︰能力較全面的通用模型靈活度高,但未必具備最精準的診斷能力;而專科模型雖然在特定範疇表現出色,但功能較單一,開發及部署成本亦較高,限制了大規模應用的可能性。
科大團隊團隊近日成功研發一套人工智能「通用—專科協作」框架(Generalist-Specialist Collaboration,GSCo),結合兩者優勢聯手會診,為人工智能融入臨床診療流程開闢新方向,也為實現AI輔助臨床決策邁進重要一步。
這項研究由科大計算機科學及工程學系兼化學及生物工程學系助理教授、醫工交叉聯合創新中心主任陳浩教授帶領,並聯同哈佛醫學院、威爾康奈爾醫學院等,以及本港多所大學的研究團隊共同完成。研究成果已發表於國際權威期刊《自然—生物醫學工程》。
研究核心建基於科大研發的開源醫學通用模型 MedDr。該模型利用超過200萬份多元醫療數據進行訓練,具備廣泛的醫學知識基礎。在GSCo框架下,研究團隊並非依賴單一模型處理所有任務,而是結合多個輕量化專科模型,建立協作機制。
全球工廠與城鎮每天都排放大量污水,當中含有難以降解的有機污染物,對生態環境及公眾健康造成威脅。然而,業界一貫常用的「高級氧化程序」,本質上是以無差別破壞的方式處理廢水。這種方法不僅需消耗大量氧化劑、總有機碳清除率有限,過程中往往還會衍生出具毒性的化學副產物。
面對這個需要精準治理的環保難題,科大的研究團隊找到了一個截然不同的全新路徑。
團隊由土木及環境工程學系講座教授勞敏慈教授帶領,最新研究成果已刊登於權威期刊《自然·通訊》。他們發現了一種嶄新的無氧化劑電催化機制,能把有害的可溶性污染物精準地轉化為不溶於水、具附加價值的聚合物,讓污水處理從破壞降解邁向資源回收的新境界。
勞敏慈教授解釋:「我們要充分發揮聚合反應處理廢水的潛力,必須突破傳統框架,克服動力學失衡的限制,並提升對目標污染物的選擇性。這項研究的核心突破,在於發現了一種嶄新的機制,能夠精準鎖定有害的可溶性污染物並進行選擇性聚合,將其轉化為不溶於水且具附加價值的產物。這不僅能提升廢水處理效能,更為環境資源回收開闢了新方向。」
海洋覆蓋地球表面積逾七成,不僅調節全球氣候,也孕育豐富的海洋生態,維繫地球萬物的生命系統。然而,浩瀚深海的壯闊複雜因隱沒於水面下,難以為大眾所見。
科大海洋科學系主任兼講座教授甘劍平教授及其研究團隊,多年來深耕海洋系統研究,致力推動公眾認識海洋、關注保育。如今,隨着新一代互動海洋數位孿生平台 WavyOcean 3.0 的推出,這份願景邁出了重要一步。
這個平台早前曾在「第51屆日內瓦國際發明展」中榮獲金獎。透過數位孿生技術,它帶用戶進入一個沉浸式的動態海洋世界,讓用戶能跨越時空限制,探索壯闊的海洋奧秘。最新版本更首次開放予公眾網上使用,進一步拉近海洋科學與大眾之間的距離。
甘教授表示:「海洋是地球最龐大的生命支持系統,卻常常因為隱藏於人們視線之外而容易被忽略。WavyOcean希望透過數位孿生技術架起一座橋樑,讓每個人都有機會觀察海洋、了解海洋,並進一步主動地參與海洋保育。」
他期望把這扇認識海洋的窗口開得更寬闊,帶來公眾細看從河口到大洋、從區域生態系統到海盆尺度的氣候驅動機制,了解海洋背後的精彩故事。
在微重力環境下,香港首位載荷專家黎家盈博士與神舟二十三號的航天員默契合作,將科大研發的「天韻相機」順利組裝在中國天宮太空站外。
這台儀器是全球首款輕小型、高分辨率、高精度二氧化碳與甲烷點源協同探測儀。隨着其順利發射與投入運作,香港航空航天史迎來了雙重突破——這不僅是香港首位航天員親赴太空執行任務,更是香港首項登上國家太空站的科研載荷,標誌着本港的頂尖科研與優秀人才均踏上新台階。
天韻相機又被稱為「太空之眼」,重量不足80 公斤,體積僅相當於一台家用洗衣機。如今,這雙太空之眼已在距離地面數百公里的軌道上正式「甦醒」。它以每秒 7.7 公里的超高速環繞地球運行,速度接近中國高速鐵路的百倍,並實時拍攝高清影像,將關鍵的溫室氣體信號傳回地面。
項目負責人、科大土木及環境工程學系講座教授蘇慧教授表示︰「要在如此高速運動的狀態下捕捉清晰而精準的影像,難度相當高。現時儀器運作正常穩定,對整個科研團隊是一大鼓舞,亦充分反映香港具備研製高端航天科研載荷的實力,有能力承擔國家太空站的長期科學任務。」