新聞及香港科大故事

香港科技大學賽馬會高等研究院（高研院）和美國史拔思科研院發展實驗室（科大高研院─史拔思科研發展實驗室）聯合研究小組與aTyr製藥公司發現一類蛋白合成酶在人類生命活動中具有重要的新功能。這項研究不僅發現了250個全新及可能影響幹細胞以至免疫系統功能的蛋白質，也揭示了生命進化過程中蛋白質演化的重要性，同時也為研發蛋白質藥物製劑提供了新的方向。這一重大研究已於2014年7月18日出版的國際權威雜誌《科學》發表。 領導聯合研究團隊的Paul Schimmel教授指出：「這一研究成果中所發現的全新剪接變體蛋白質揭示了以往於生物研究中從未被發現和觸及的領域，為科學家進一步探討生命和進化過程邁進了一大步。」Paul Schimmel教授為加州及佛羅里達州史拔思科研院的Ernest and Jean Hahn教授，並於2008年出任科大高研院訪問教授。 與Paul Schimmel教授合著此研究報告的科大高研院資深學人、嘉里理學教授及生命科學部教授張明傑表示：「這一項重要發現不但揭示了一系列新的生物學領域，也為進一步研發蛋白質藥物提供新的機遇。」張教授補充：「這次研究成果展示了一個由科大高研院、美國史拔思科研院、及兩間來自美國及香港的生物科技公司成功合作的例子，同時也印證了基礎研究與生物科技發展之間相輔相成的關聯。」 於2013年，可注射蛋白治療劑佔十大藥物中的七種，總銷售額共590億美元。其功能主要可補回原本缺少或調整過高的生物活性，因此愈趨代替傳統的化學藥物。 揭示更高複雜性的生物進化 氨醯tRNA合成酶（AARS）是一類蛋白質翻譯過程中的催化酶，而每種氨基酸均需要指定的AARS來催化，因此AARS的種類與氨基酸的數量同樣爲20種。由於AARS對翻譯遺傳資訊成為蛋白質尤關重要，他們不但存在於地球上所有生命體中，且一直被視為沒有太大變化的蛋白酶。

香港科技大學(科大)最近研發出「小型脈衝電場殺菌裝置」，透過特別設計的小型電極，能於數秒內殺滅水中超過90%細菌，預期有效預防因食水污染引致的致命疾病如退伍軍人症等。 該跨學科研究團隊由兩名環境學部教授領導，他們是工學院副院長、化學工程及生物分子工程學系楊經倫教授，以及健康、安全及環境處處長關繼祖教授。關繼祖教授最近亦獲選為美國工業衞生協會院士，以表揚他在工業安全、衞生及傳染病控制的貢獻。 食水的污染往往來自微生物的感染，常見的水生病原體包括綠膿桿菌、氣單胞菌、分支桿菌和退伍軍人症病菌。本港不時有新落成的建築物，被驗出有退伍軍人症病菌。現時常用的食水消毒方法包括添加化學物如氯氣和臭氧、加熱或者過濾。氯氣消毒最為普及，但高濃度的氯氣會發出刺鼻的氣味，亦有機會與水中其他有機化合物發生化學反應，轉化成有毒物質甚至致癌物；加熱和過濾的方法雖然有效，但耗用大量能源，運作成本亦較高。 研究團隊研發的創新脈衝電場殺菌技術，是一種透過電場破壞細胞膜的純物理性殺菌技術，能有效在短時間內殺滅大部分的水生病原體，更不會令病原體發生基因變異，製造出超級細菌。現有的脈衝電場殺菌技術或需要用上超過十萬伏特的高壓電力，容易引致觸電等安全問題。科大新研發的小型脈衝電場殺菌裝置，透過特別設計的小型電極，成功將所需電壓大大減低至特低電壓類別，只須乾電池便可運作。裝置更可安裝於任何水喉、花灑和水箱等，在食水接觸使用者前已經被徹底消毒。研究人員正於本港的公立醫院實地測試該裝置。

香港科技大學(科大)理學院院長、分子神經科學國家重點實驗室主任、晨興生命科學教授葉玉如教授領導的研究團隊，最近發現了可以治療阿爾茲海默症(俗稱腦退化症)的新分子靶標，有機會進一步開發成為治療該症的新藥。研究團隊針對導致患者認知障礙的EphA4蛋白異常活化，成功從傳統中藥中篩選出一種天然化合物，證實可以抑制EphA4的活性，並改善阿爾茲海默症病徵。這項突破性發現已於上月在國際權威科學期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)上發表。 阿爾茲海默症是一種會嚴重削弱患者認知能力的腦退化病。患者的徵狀包括記憶、推理和判斷能力逐漸喪失，以及活動能力降低。如阿爾茲海默症患者不斷增加，將帶來沉重的社會和經濟負擔，並會為國家醫療設施和公共資源造成壓力。阿爾茲海默症主要影響65歲以上的人士，可能是引致長者死亡的主要原因之一。阿爾茲海默症仍然未有根治的方法，其中一個關鍵障礙，是此症的病理機制仍不明。但研究已經證實，患者在出現認知能力下降等徵狀前就已經患上阿爾茲海默症，所以不但要開發新療法，而且必須儘早治療，才能發揮效用。而澱粉樣蛋白(Aß)被視為導致患者出現認知功能障礙的主因。 葉玉如教授的研究團隊發現，Aß會過度激活EphA4蛋白，從而減低神經細胞之間的通訊能力，造成病人認知功能障礙。研究人員與化學系黃旭輝教授團隊合作，利用電腦篩選和分析，尋找可以作為EphA4抑制劑的小分子，並最終從傳統中藥數據庫找到一種天然化合物，可以彌補導致認知功能障礙的神經突觸損傷。該小分子化合物在動物測試中，證實可減輕阿爾茲海默症的病理症狀﹔科大團隊的嶄新研究將有助開發成為新藥物。 這個研究項目得到創新科技署、香港研究資助局及何善衡慈善基金會的慷慨支持。

香港科技大學(科大)物理學系研究團隊在拓撲超導體的研究取得了突破性進展。研究發現，透過接合兩種新型材料，會出現罕見的二維超導現象，可作為製備超級電腦的材料。這項突破性的科研成果，將有助科學家研發運算快、穩定性及儲存量極高的量子電腦（超級電腦）。研究項目名為「Bi2Te3/FeTe異質結界面的二維超導現象」，近日刊登於國際權威科學雜誌《自然通訊》。 該研究由蘇蔭強教授、王建農教授、Rolf Lortz教授、羅錦團教授，以及他們的研究生負責。研究團隊利用分子束外延技術，成功將兩種新型材料──三維拓撲絕緣體（Bi2Te3）和鐵基碲化物（FeTe）接合。雖然兩種材料本身都不具超導特性，但把它們接合後，界面上出現非常罕見的二維超導現象。 Bi2Te3屬於一種名為「拓撲絕緣體」的新物質，內部絕緣但表面含有類金屬自由電荷。FeTe則是一種鐵基超導體的母體化合物。在某些情況下，拓撲絕緣體會變成「拓撲超導體」，擁有零電阻下導電的性質。理論物理學家曾預測，「拓撲超導體」有望探測和捕獲名為「馬約拉納費米子」的神秘準粒子。 蘇蔭強教授表示，只要能操作與調控「馬約拉納費米子」，將會大大提高量子電腦的數據儲存和計算能力。他解釋，使用半導體元件的傳統電腦，數據儲存和計算能力將達極限。量子電腦的工作原理則基於量子力學中量子態的疊加原理，此模式具有極強的儲存和計算能力。 「馬約拉納費米子」由物理學家根據理論預測存在，於1937年首次被提出，物理學家們至今仍致力在尋找這粒子。理想的量子電腦應由「馬約拉納費米子」構建而成，稱為「拓撲量子電腦」。「馬約拉納費米子」在理論上是一對地出現，因此即使其中一個準粒子的能量態被修改或破壞，另一個準粒子仍然能完好地保存已儲存的訊息。這特性使「拓撲量子電腦」非常穩定，被認為是極具實用價值的量子電腦。由科大團隊研發的拓撲超導體，將可助拓撲量子電腦的實現。 傳媒查詢:

香港科技大學研究團隊成功研發全面的三維地圖繪製技術及平台，對現時美國和中國的互聯網巨頭所爭相研製的新一代三維地圖至為關鍵。 由計算機科學及工程學系權龍教授率領的科大團隊，僅用上照片和電腦程式，便可為任何地方製作完整的三維圖像。權教授的團隊正計劃開展製作首張香港的三維地圖。 權教授表示，互聯網巨頭谷歌（Google）地圖在歐美覆蓋幾個城市。權教授的團隊用超過十年時間開發的演算法，能透過飛機、直升機或無人駕駛飛機在高空拍攝的影像，替建築物及地標製成高解像度的側面圖片，無需再依賴人手接駁電腦圖片，從而避免地圖失真。新技術塑造的三維地圖能夠貼近真實，而高地面解像度可準確至數厘米距離，質素更勝谷歌及蘋果公司的地圖。 權龍教授及其團隊表示這項技術具潛力吸引大量的互聯網使用者、辨識城市景點及分析住宅區的行為活動等，有助城市規劃、物流公司和導航公司的工作。 除與大型互聯網公司合作外，科大最近亦夥拍法國的跨國航天、防衛、運輸和保安公司泰雷茲集團（Thales Group），由無人駕駛飛機繪製地圖用作執行搜索和救援任務。雙方簽訂的協議將有助鼓勵創新、培育年輕的創意工程師，以及促進研究人員之間的積極交流。

燃料電池是一種可將氫氣、天然氣及酒精等燃料的化學能量直接轉換爲電能的清潔能量轉換技術。隨著全球可再生能源使用的不斷加大，燃料電池已經成爲世界各地的重點研究領域。 目前，使用化石燃料爲主的傳統能量轉換技術面臨諸多挑戰，其中包括效率低、供給不足、環境污染以及氣候變化。儘管能源問題如此迫切，産自可再生能源的電量仍不足全球産電總量的百分之三。 創下全球最高功率密度紀錄 兼任科大能源研究院院長的趙教授與其研究團隊大幅度的提升了酒精燃料電池的性能，成爲該領域的全球先導者。在諸多成就當中，趙教授團隊創下直接乙醇燃料電池全球最高功率密度的紀錄。 這些能源研究領域的成就使得趙教授在過去十年當中屢獲殊榮。其中包括∶由國務院頒發、國家科研界最高榮譽之一的國家自然科學獎二等獎(2012及2013年度)，以表彰趙教授在傳熱領域和燃料電池新領域做出的貢獻。另外，趙教授亦榮獲裘槎基金會頒授的「裘槎卓越研究成就獎」。 趙教授自從學生時代就一直致力于能源領域的研究。他說：「由于能源研究具有多學科交叉的特點，使它極具挑戰性；但能源與我們的生活息息相關，因此能源研究具有重要意義。」 創立科研新領域 趙教授最主要的成就是將熱流科學與電化學這兩門獨立的學科結合，創立了一個跨學科的理論框架。該理論框架使燃料電池這種伴隨著電子、離子、品質、熱量傳輸及其電化學反應的複雜物理化學過程當中更有效地産生電力。 趙教授說：「相對于傳統能源技術，燃料電池具有更潔淨、可持續及低成本的特點。所需的燃料可以從常見的植物中獲得，如桔梗或甘蔗。」 展望將來 趙教授預測新的燃料電池能將手機的使用時間延長兩倍，幷改善電子産品的性能，如電腦、電器、電動車等。他認爲進一步的燃料電池研究將集中在提高效率、延長壽命及降低成本等方面，幷希望這項新科技能在七至八年內推出市場。 作爲科大能源研究院院長，趙教授積極推廣能源領域的跨學科研究，主要包括生物能、太陽能、智慧電網、燃料電池、儲能技術及熱管理。

香 港 科 技 大 學 （ 科 大 ） 物 理 學 系 楊 志 豪 博 士 及 王 國 彝 教 授 ， 夥 同 英 國 阿 斯 頓 大 學 ( Aston University ) David Saad 教 授 合 作 ， 應 用 「 聚 合 物 物 理 」 研 發 嶄 新 方 法 協 調 及 分 配 乘 客 的 最 佳 路 線 組 合 。 根 據 倫 敦 地 鐵 的 數 據 模 擬 ， 研 究 團 隊 新 方 法 協 調 的 路 線 可 把 乘 客 感 受 的 擠 迫 程 度 降 低 達 24％ ， 而 新 路 線 亦 只 較 最 短 路 線 平 均 長 5％。 上 述 研 究 結 果 已 在 《 美 國 國 家 科 學 院 院 刊 》 上 發 表 。 這 項 研 究 成 果 除 可 應 用 在 新 一 代 的 導 航 系 統 以 協 調 乘 客 及 駕 駛 者 的 路 徑 外 ， 也 可 應 用 在 物 流 、 航 空 和 通 訊 網 絡 如 互 聯 網 。 這 個 方 法 有 別 於 只 能 識 別 最 短 路 線 的 GPS 導 航 器 及 智 能 手 機 ， 能 協 調 每 個 乘 客 的 路 線 來 避 免 在 繁 忙 時 間 出 現 擠 塞 ， 並 在 非 高 峰 時 段 善 用 資 源 。 同 一 時 間 協 調 多 條 路 線 在 數 學 和 計 算 機 科 學 上 是 一 個 長 期 研 究 課 題 。 最 短 路 線 對 大 部 分 人 來 說 都 是 理 所 當 然 的 選 擇 ， 卻 往 往 帶 來 反 效 果 。 如 在 繁 忙 時 段 ， 當 乘 客 都 選 擇 最 短 路 線 會 引 致 擠 塞 ， 使 最 短 路 線 對 比 較 長 但 不 擠 塞 的 路 徑 還 要 慢 ， 較 適 宜 把 路 線 分 散 。 在 非 繁 忙 時 段 ， 交 通 流 量 少 ， 則 可 以 考 慮 路 線 共 享 ， 重 整 交 通 網 絡 ， 節 省 資 源 。

Prof Kei-May Lau and her team have developed an advanced LED technology which can significantly improve micro-display in mobile electronics, intelligent traffic systems, portable micro-projectors, etc. (From the “HKUST Science-for-Lunch” talk series)