新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）工學院研究團隊成功研發出一款高強度薄膜，能顯著提升鈣鈦礦太陽能電池的耐久性。科大電子及計算機工程學系的研究團隊在模擬攝氏85度正午日照高溫環境下進行的測試顯示，該薄膜使太陽能電池連續運作逾1,100小時後仍能維持95%以上的初始效率，展現戶外應用的強大潛力，為高效、耐用且低成本的太陽能發電技術鋪路。鈣鈦礦太陽能電池雖以高效率和低製造成本見稱，但因欠缺長期穩定性，其應用一直未能普及。現有技術常以「低維鈣鈦礦薄膜」覆蓋三維鈣鈦礦吸收層，以修復器件表面缺陷並提高電壓。然而，傳統薄膜普遍由單價銨鹽構成，與晶格的結合較弱，在高溫熱和光照下易分解，導致性能迅速下降。為解決此問題，研究團隊成員之一的科大電子及計算機工程學系博士後研究員常曉明博士成功研發出一種新型多價脒陽離子配體，能夠透過脒基的兩個含氮位點，在鈣鈦礦表面實現多點錨定，如同「分子魔術貼」般固定位置，確保薄膜在運作期間保持穩定。常博士解釋：「常用的銨–鹵鹽分子在高溫下會擴散至鈣鈦礦體，導致結構分解或與有機陽離子甲脒產生反應，削弱薄膜保護層，加速器件退化。相比之下，我們的多價脒陽離子配體具有近乎平面的分子構型和穩定的電荷分布，能與鹵素陰離子形成更強的氫鍵，從而抵抗分解。」研究論文共同作者、科大電子及計算機工程學系助理教授林彥宏教授補充說：「我們利用原位高光譜成像技術進行分析。該專用儀器獲科大副校長（研究及發展）辦公室轄下的設備基金計劃資助，讓我們能夠在開路、最大功率點及短路等不同操作條件下，逐像素地繪製電荷萃取效率的空間分布。在加速老化測試中，採用『分子魔術貼』介面的器件，其光致發光分布與光譜幾乎不變，顯示該介面具有高度穩定性，而鈣鈦礦層的化學組成亦能長時間維持完整。」研究的關鍵突破在於能夠更精細調控吡啶基中氮原子的鹼性。團隊亦發現，在低維鈣鈦礦薄膜結構中，三維連通的晶體網絡會被脒基配體分子打斷，改變金屬鹵化物八面體排列成一維鏈狀或二維片層狀。透過調節脒基配體的鹼性和分子構象，成功將表面鈣鈦礦從鏈狀的一維堆疊，轉換為氫鍵連結的片狀二維網絡，形成更連貫、更均勻的保護層。

香港科技大學（科大）工學院團隊成功開發全球首台能實現低至-12℃的零下彈卡冷凍裝置。是次突破標誌着綠色彈卡冷凍技術應用進一步擴展至全球冷凍業的重大里程碑，更實現了零排放的綠色冷凍，為促進冷凍業的低碳轉型提供切實可行的方案，為應對日趨嚴峻的氣候變化作出貢獻。研究成果已於國際期刊《自然》發表，論文題為「低溫相變合金實現零下彈卡製冷」。隨着全球暖化問題加劇，製冷需求急速增加，冷凍技術佔全球電力消耗量比例相當高。其中，主流蒸氣壓縮製冷系統極度依賴氫氟烴等具有高全球變暖潛能值的製冷劑。基於形狀記憶合金的彈卡冷凍技術是廣獲學界及業界關注的環保替代方案，具零排放、高能效的特點，毋須使用傳統製冷劑，而是利用形狀記憶合金在循環應力作用下相變潛熱的釋放與吸收來製冷。這項技術不但為冷凍業脫碳提供新路徑，同時減少碳排放，加強全球應對氣候變化的能力。冷凍業的市場規模與空調業相若，然而，現有彈卡裝置僅可應用於室內空調製冷，因此將技術擴展至冷凍業的應用至關重要。由科大機械及航空航天工程學系講座教授孫慶平教授帶領的團隊，在彈卡冷凍技術取得新突破。新技術特點體現於材料、傳熱流體及製冷結構的精心設計：（一）低相變溫度合金：團隊選用高鎳含量（51.2 at%）的二元鎳鈦合金，通過成分調控將奧氏體結束溫度（Af）溫度降至-20.8℃。該合金在低至-20℃環境下仍能表現出優異超彈性和顯著相變潛熱，其絕熱溫變峰值在0℃時可以達到16.3℃，有效工作溫窗寬達48.5℃。（二）抗凍結傳熱流體：採用30 wt%的氯化鈣水溶液作為傳熱物質。該溶液凝固點低，低溫運行時仍能保持流動性，避免冰晶堵塞，同時與鎳鈦合金表面保持良好濕潤性，降低接觸熱阻，提升傳熱效率。

線粒體功能障礙與神經退行性疾病、代謝綜合症等多種慢性疾病及癌症息息相關。然而，要在不損害細胞，且毋須使用螢光染劑的情況下，從細胞內精準提取線粒體，一直是科學界面對的重大挑戰。香港科技大學（科大）跨學科學院綜合系統與設計學部助理教授顧紅日教授帶領的團隊，與機械工程及生物醫藥專家合作，成功開發全球首款整合傳感器和執行器的細胞操作儀器——自動化機械人納米探針。該款探針能在活細胞中自主導航，整個過程毋須使用螢光染劑，即可精準提取單個線粒體作研究和移植之用，未來有望用於改良慢性疾病及癌症治療策略。從看見到感知線粒體的大小僅比細菌略大，存在於每一個活細胞中，並負責維持生命所需的核心化學反應。傳統細胞顯微手術在提取線粒體時，需要先注射螢光染劑標記目標，再以強光照射樣本並根據發光位置導航，整個過程高度依賴人手操作。然而，強光會導致細胞出現「光漂白」現象，照射產生的熱效應及光化學反應亦可能對細胞造成損傷，螢光染劑更可能干擾後續分析。因此，研究團隊將技術由過往的「看見」線粒體，轉變為開發一種能夠「感知」線粒體的新方法。團隊研發的玻璃納米探針，其尖端裝有兩個納米電極，能捕捉線粒體代謝的副產物——活性氧和活性氮訊號。結合自動化操作平台，探針可在細胞內即時追蹤這些訊號。一旦訊號強度超過特定閾值，探針的微型介電泳「納米鑷子」便會產生非均勻電場，將百納米範圍內的線粒體鎖定，使探針在干擾性最低的情況下提取亞微米級的線粒體。技術的關鍵在於「共定位」機制，當探針的感測器在某個位置檢測到代謝訊號，執行器就能在同一位置提取細胞線粒體。提高細胞操作精確度系統操作流程的精準度同樣重要。研究團隊將納米探針整合到機械人操作系統，並記錄每個步驟的標準化操作，包括靠近目標細胞、檢測細胞表面、穿透細胞膜、追蹤電化學電流、啟動介電泳捕獲，以及安全撤出。此流程能有效降低侵入性，並對同一細胞進行多次採樣。由於系統具備自動定位能，能提供清晰和標準化操作，毋需依賴人手微調即可提升準確度。

香港科技大學（科大）在2025/26年度大學教育資助委員會（教資會）轄下研究資助局（研資局）的「協作研究金」及「研究影響基金」項目遴選中，展現出卓越的科研領導力。科大共有13項研究項目成功獲得「協作研究金」及「研究影響基金」撥款，資助總額逾港幣7,700萬元；無論在項目數量和金額方面，均位列全港所有教資會資助大學的榜首。此佳績不僅彰顯科大致力推動跨學科及跨院校研究，在將前沿研究成果轉化為具社會實效的解決方案以提升社會福祉方面，亦實力雄厚。是次獲研資局資助的研究項目涵蓋多個對未來發展至關重要的前沿領域，包括人工智能（AI）、量子材料科學、微電子與自動化系統等尖端科技。這些研究旨在應對當前迫切的挑戰與機遇，例如提升城市抵禦氣候災害的能力、加速低碳經濟轉型、提升金融數據分析的精準度、開拓精準醫療技術的應用，以及構建低空經濟產業生態系統。科大副校長（研究及發展）鄭光廷教授祝賀各研究團隊，並強調研資局的撥款對科大科研發展具有深遠意義。他表示：「科大衷心感謝研資局對我們的跨學科研究工作予以充分肯定。科大始終秉持『創新為民、科研為用』的理念，致力將前沿科研成果轉化為對社會帶來切實價值與效益的創新方案。今年獲資助的項目極具發展潛力，涵蓋能源、災害應對、醫療健康、金融發展等關鍵領域。展望未來，科大將繼續加強與政府、產業界、學術及科研機構，以及投資界的緊密合作，共同推動新質生產力發展，以科技創新貢獻香港、國家及全球社會。」獲資助項目簡介：研究項目協調項目之科大學者協作研究項目補助金浸沒式冷卻和通用碳估算的可持續人工智能中心環境及可持續發展學部教授王丹教授

香港科技大學（科大）生命科學部副教授郭玉松教授領導的研究團隊在理解細胞如何管理蛋白質內部運輸的機制上取得重大突破。此運輸過程不僅對維持生命至關重要，還與多種遺傳性疾病關係密切。通過利用創新的囊泡蛋白質組學平台進行分析，研究團隊有系統地識別與兩種關鍵細胞運輸複合體AP-1和AP-4相關的新型運送蛋白及其關鍵輔助因子。該項研究成果已於國際知名期刊《美國國家科學院院刊》（PNAS）上發表，研究團隊將創新的體外囊泡重組技術及定量質譜基質蛋白組學相結合，成功繪製出前所未見運送蛋白與調控因子的完整圖譜。分泌運輸路徑如同細胞的「郵政服務」，確保蛋白質能夠準確地送到正確的目的地，以維持細胞的正常功能。這個系統一旦出現錯誤，便可能導致嚴重的生理缺陷。郭教授表示：「長久以來，科學界一直致力於全面繪製適配複合體如AP-1及AP-4的運送蛋白組，這些複合體的功能失常與MEDNIK綜合症、X染色體相關智力障礙及AP-4缺陷綜合症等嚴重遺傳疾病有直接關係。」郭教授進一步解釋：「我們的研究透過在體外重構運輸過程，並應用定量蛋白組學，開闢了全新的研究領域。這方法讓我們能夠直接識別出需要依賴AP-1或AP-4將其包裝到囊泡中的蛋白質，從分散和零碎的認知轉向對其運輸全貌的整體性掌握。這揭示了新的客戶蛋白，以及AP-4所依賴的、意想不到的細胞機制。」該團隊的創新方法將體外囊泡重組與定量質譜分析技術相結合，讓研究人員能夠在受控的環境中建立運輸囊泡，並對其蛋白質組成進行全面分析。此項研究與香港理工大學姚鍾平教授團隊合作完成。透過此方法，研究人員識別出依賴AP-1或AP-4運輸的特定運送蛋白，這些蛋白從細胞內的中央分選樞紐——高爾基體的反面網絡運輸。他們確認，蛋白質CAB45為依賴AP-1的貨物，而ATRAP（一種I型血管緊張素II受體相關蛋白）則是AP-4的一種新型貨物。

由香港科技大學（科大）海洋科學系講座教授錢培元教授領導的研究團隊和南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）及中國水產科學研究院黃海水產研究所展開合作，在揭示深海黑珊瑚（Bathypathes pseudoalternata）與其共生菌的適應機制方面取得重大突破。研究成果已於國際權威期刊《 Cell Host & Microbe》發表。研究首次針對這種深海黑珊瑚進行從基因組到功能層面的全面分析，深入剖析其如何透過營養互補、代謝合作、抗氧化防禦、病毒抵禦與免疫穩態，在極端環境中存活。研究更提出一個嶄新的概念模型，顯示深海珊瑚維持一套簡約、高效且功能互補的共生系統，為探索深海生物功能基因資源提供重要的參考。為探究深海珊瑚如何維持高度簡化卻高效的共生體系，研究團隊開發了一套綜合分析框架，涵蓋宿主基因組、共生菌群落結構、共生菌基因組、空間分佈及轉錄組功能。透過多層次整合方法，研究團隊系統性地分析了深海黑珊瑚的共生穩定性、營養互補和免疫調控機制。團隊成功組裝出一套由16條染色體構成的高品質染色體級基因組。基因家族分析顯示，與營養攝取、內吞與溶酶體功能及免疫反應相關的代謝途徑顯著增加，反映珊瑚在營養匱乏的深海環境中，透過強化物質吸收和細胞消化能力而生存。此外，該基因組缺乏多種氨基酸和部分維生素的完整合成途徑，這從遺傳層面證實珊瑚必須依賴共生菌提供所需的營養素。

香港科技大學（科大）學者領導的研究團隊發現，北極海冰的融化速度自2012年起放緩，由以往每十年融化11.3%急劇下降至每十年0.4%，其主因與北大西洋濤動（North Atlantic Oscillation, 下稱NAO）的氣壓形勢變化轉為正位相有關，北極區冷空氣因而受限制在北極圈內。然而，NAO正位相將在2030-2040年間達至頂峰，其後料進入負位相周期，北極海冰將進入新一輪加速融化階段。若溫室氣體排放量持續高企，有可能會在未來數十年內引發一系列嚴重的氣候和環境危機。該項研究由科大土木及環境工程學系講座教授、「傑出創科學人」蘇慧教授、新興跨學科領域學部副教授翟成興教授及土木及環境工程學系博士後研究員王岑博士領導，以Recent slowing of Arctic sea ice melt tied to multidecadal NAO variability為題，已於《自然通訊》期刊上發表。科大團隊觀察到北極海冰融化速度放緩，遂運用多組北極海冰密集度[Arctic sea ice concentration (SIC)]數據作對比，成功揭示出近數十年來的變化。結果顯示，北極海冰密集度自1970年代開始下降，其融化速度更於1990年代起明顯加劇，並於2012年9月達至歷史新低。同時，全球在2014年起十年錄得破紀錄以來的高溫，惟北極海冰融化速度卻大幅放緩，北極海冰在1996年至2011年間的融化速度為每十年11.3%，但在2012年之後，速度卻大幅放緩至每十年僅0.4%。

香港科技大學（科大）與南方海洋科學與工程廣東省實驗室（廣州）合作推出全球首個深海組學數據庫（https://DeepOceanOmics.org/）。作為同類中規模最大的平台，數據庫一站式整合及分析極端海洋環境中生物的多組學數據，並提供個人化分析工具，支持跨物種比較與演化研究。平台旨在善用深海生物資源、加深科學界對深海生物多樣性及生態系統的理解，從而推動極端環境生物適應機制的全球研究與應用。深海，即海面以下逾1,000 米深的區域，是地球上最龐大且極少被探索的生態系統之一，其生物多樣性在高壓、缺氧、黑暗、低溫及營養匱乏等極端環境下孕育而成。雖然近年研發的高通量測序技術已有助取得大量深海物種的多組學數據，揭示它們在基因、代謝和共生機制等方面的獨特適應性，但科學家缺乏統整資源、標準化數據及專用分析工具，阻礙了這些多組學數據的有效整合與探索。為填補這關鍵的缺口，由科大海洋科學系講座教授錢培元教授、助理教授吳龍君教授及博士後研究員佘加傑博士領導的研究團隊，人工收集並整合了68種深海動物的多組學數據，包含72個基因組、950個轉錄組、1,112個巨集基因組及15個單細胞轉錄組。數據庫涵蓋來自冷泉、熱液噴口及海山等深海棲息地的七大門類物種，包括軟體動物、環節動物、節肢動物、脊索動物、刺胞動物、棘皮動物及多孔動物，並結集了1,413份化石紀錄，支援深海生物環境適應策略的演化分析，成為目前物種覆蓋最廣、數據最全面的深海多組學平台。