新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）研究團隊在生物學 RNA 沉默機制研究中取得突破性發現，發現人類體內關鍵核酸酶DICER能精準調控微小核糖核酸（microRNAs, miRNA）的機理。這一科研突破將有助推動基因調控研究的發展，為深入了解癌症、免疫系統疾病及遺傳疾病機制提供全新角度。這項研究由科大生命科學部副教授阮俊英教授（Tuan Anh NGUYEN）領導，並由博士生Minh Khoa NGO與Cong Truc LE共同完成，並以《DICER cleavage fidelity is governed by 5′-end binding pockets》為題撰寫論文刊登於國際級學術期刊Nature。人類生命的訊息由DNA基因組負責編碼，並透過信使RNA（核醣核酸）傳遞與執行 DNA的遺傳訊息。RNA通常是單股，由核醣與 A（腺嘌呤）、U（尿嘧啶）、G（鳥嘌呤）、C（胞嘧啶）四種核糖核苷酸組成。RNA參與許多細胞的重要功能，包括製造蛋白質、調控基因表現，甚至在某些病毒中充當遺傳物質。在RNA的世界中，DICER 核酸酶扮演關鍵的「精密剪刀」角色，它會將雙股RNA切割成極短的小片段，使這些小RNA能進入細胞的沉默系統，用來辨識並關閉錯誤或不需要的基因訊息，猶如在文章中標記與刪除錯字。

香港科技大學（科大）研究團隊成功開發人工智能（AI）工具GrainBot，能從顯微圖像中自動提取並量化多種材料的微結構特徵。GrainBot旨在應對材料科學領域對數據驅動及自主研究流程日益增長的需求，提供系統化的方法將複雜圖像信息轉化為可量化數據，從而加速新一代材料的研發進程。微結構的定量分析一直是材料科學多個領域的關鍵難題。儘管先進顯微技術能夠獲取高質量的材料圖像，但其中蘊含的信息往往難以通過可靠且高效的方式進行分析。現有方法多聚焦於識別簡單特徵或進行圖像分類，難以揭示不同微結構參數之間的互動關係，阻礙了研究人員深入理解材料結構與性能的關聯，減緩新材料的設計與優化。為突破此瓶頸，由科大化學及生物工程學系副教授周圓圓教授領導的團隊設計出GrainBot，為分割、特徵測量和結構相關性分析提供一體化解決方案。研究團隊利用卷積神經網絡實現精確的晶粒分割，並結合自研算法測量晶粒面積、晶界溝槽以及表面起伏凹陷等特徵。GrainBot能將顯微圖像轉化為多維度的豐富的數值指標，有助研究人員建立大型及標準化微結構數據庫，擺脫僅依賴定性觀察的限制。研究團隊將GrainBot應用於一款高效太陽能電池關鍵材料——金屬鹵化物鈣鈦礦薄膜，以驗證工具的效能。透過分析不同底部表面形貌樣本的原子力顯微鏡圖像，GrainBot成功建構涵蓋數千顆獨立晶粒的數據庫，每顆晶粒均標註多項微結構參數。配合統計分析，便能找出晶粒普遍分佈的規律，以及不同特徵之間過往難以量化的關係，例如晶粒尺寸、溝槽幾何形狀與表面粗糙度等的隱藏關聯性。除分析統計外，研究更結合可解釋的機器學習模型，以揭示微結構特徵的相互影響機制。團隊以選定的晶粒測量參數為目標，訓練基於梯度提升的決策模型，並運用特徵重要性分析與特徵影響關係圖等解析工具，便能探討晶粒表面積與晶界溝槽等參數如何共同影響表面凹深或凸脊高度。

香港科技大學（科大）化學系助理教授黃敬皓教授領導的研究團隊近日透過生物工程技術取得重大突破，研發出新型的聚糖靶向系統，稱為「凝集素定向蛋白聚集療法（LPAT）」。透過這項技術，研究團隊成功在小鼠模型中開發出能夠預防轉移性乳腺癌形成及生長的治療方法。靶向抗癌療法具有難以替代的臨床價值，其通過更嚴格篩選、更精準的方式消除癌細胞，可避免傳統化療常有的嚴重副作用。現時，癌症靶向療法主要採用單克隆抗體技術，該技術通常被設計用於識別癌細胞表面過度表達的特定生物標誌物。儘管抗體在靶向治療領域的影響無可比擬，但其亦存在一項眾所周知的局限——無法有效區分癌細胞相關的聚糖與正常健康組織中的聚糖。因此，眾多靶向聚糖的抗體藥物均未能通過臨床試驗。許多癌組織在生長和轉移至身體其他部位時，其細胞表面聚糖水平會顯著升高，然而目前針對該靶點的有效干預策略仍屬空白，未能充分實現靶向糖基化治療的潛力。為攻克此難題，黃教授的研究團隊近期於《Biomaterials》期刊發表一項研究，提出一種新策略：透過生物工程設計的蛋白質療法，選擇性地結合富含唾液酸（即高唾液酸化）的乳腺癌細胞。該治療劑利用高轉移性癌細胞分泌的天然蛋白酶釋放活化蛋白，隨後該活化蛋白可自組成六聚體蛋白複合物，從而強力結合高唾液酸化乳腺癌細胞。反之，當遇到正常細胞如紅血細胞時，治療劑因無法滿足激活條件而結合能力極弱。研究顯示，該技術能顯著抑制高轉移性乳腺癌細胞的黏附、侵襲及遷移活性。此外，研究團隊還證明該療法能完全抑制轉移性肺腫瘤在小鼠體內形成。回顧這項成果，黃教授表示：「我們在這項研究中觀察到的聚糖識別精度，是抗體技術難以輕易實現的。鑒於目前僅觸及該技術的表層，我們非常期待進一步探索轉移預防療法的可能性。」

香港科技大學（科大）研究團隊透過分析香港、北京、紐約等全球29個大城市的廚餘數據，建立了一套創新的城市廚餘管理框架。研究指出，在廚餘含水量較高的「濕廚餘城市」如香港，將廚餘攪碎並導入污水系統進行處理，比單靠依靠堆填更具效益，此舉更可令整體溫室氣體排放量降低約 47%，同時減少約 11%的廢物處理成本。該研究為全球城市的廚餘管理提供全新的量化依據。研究由科大土木及環境工程學系講座教授陳光浩教授領導，團隊成員包括博士後研究員郭洪驍博士及博士生鄒旭等，並與華中科技大學研究團隊合作。研究成果以〈Redefining separate or integrated food waste and wastewater streams for 29 large cities〉為題，在國際學術期刊《Nature Cities》上發表。隨着全球都市人口上升，廚餘量亦不斷增加。目前，大部分城市仍採用堆填或焚化的方式處理廚餘，然而高含水量的廚餘顯著增加運輸成本及能源消耗。例如在美國，堆填區中的廚餘產生的甲烷佔整體堆填區排放量的58%，已成為主要的溫室氣體污染來源之一。研究團隊通過收集全球29個大城市的廚餘組成、污水量、能源消耗與處理成本等數據進行科學分析，發現影響廚餘處理效益的關鍵因素並非廚餘重量及種類，而是其含水量（moisture load）。含水量愈高，固體廢物處理系統的負荷愈大，相應的處理成本和排放量也會隨之增加。

香港科技大學（科大）研究團隊研發出一項突破性的污水處理技術。該技術結合了基於生物沉積形成的生物膜濾網與超音波空蝕清洗技術，能在厭氧條件下於3.8秒內完成濾網清洗，其處理污水量較現行傳統生物膜反應器（MBR）高出10至20倍。新技術不僅在極低能源消耗下維持高效運作，經處理後的水質亦高於國際及本地標準，每立方米污水的處理成本亦更低至傳統MBR的50%。這項創新技術為處理生活和工業污水帶來可持續性的嶄新方案。研究團隊由科大土木及環境工程學系講座教授陳光浩教授領導，團隊成員包括土木及環境工程學系博士後研究員郭洪驍博士及博士生羅宇等人，研究以「瞬態空化實現濾網式生物反應器中濾餅層的超快速去除，從而高效完成污水處理過程中的泥-液分離」為題於《自然 – 水》期刊發表。MBR為現時全球最普遍應用的二級污水處理技術之一，利用微生物經好氧或厭氧方式，分解污水中的有機物。以香港渠務署所制訂的標準為例，經二級處理污水的總懸浮固體（TSS）須符合每升30毫克或以下的排放標準。雖然MBR技術在分離水與懸浮生物方面表現出色，但膜污染（fouling）問題嚴重，需要定期清洗和更換，導致營運成本相對高昂。科大團隊設計的生物膜網狀濾網（Mesh bioreactors, MeBRs），採用10至200微米的網狀結構，利用微生物自然沉積形成的薄膜進行固液分離，並使用壓電式超聲波換能器（piezoelectric ultrasound transducers），透過超聲波產生氣泡並瞬間破裂所造成的空蝕現象（cavitation），迅速剝離網面上的污染物（biocake）。在好氧情況下能在10秒內完成清理程序，至於在處理家用污水的厭氧情況下，清洗時間更縮短至 3.8 秒。

香港科技大學（科大）理學院開設的「國際科研課程」（International Research Enrichment，簡稱IRE），專為懷抱科學夢想、渴望探索未知的學生而設。自2014年創立以來，IRE為理科學生提供了一條系統化的科研進階之路，使他們在本科早期已能接觸和參與科學研究，並於二年級甚或更早之前，便獲得導師指導並確立研究方向。課程最大特色是著重培養學生的國際經驗和視野，通過專設獎學金資助必修的海外科研實習科（SCIE3900），並靈活結合交流學期，讓學生能投入更長時間於國際研究實習，累積更豐富經驗。這項課程已為眾多優秀學生開啟寶貴機遇，塑造其學術之路。校友黃德軒和林嘉聰正是其中的傑出例子。黃德軒——化學界的創新先鋒 黃德軒在2025年香港桂冠論壇上分享其化學研究成果。  

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊率先研發出一款運用機械鍵來製備用於鋰電池的準固態電解質，首次將機械互鎖分子（MIM）應用於共價有機框架（COF）中，可實現高性能電池運行，並利用互鎖體系獨特的化學性質，以打造出安全、穩定且電能容量更高的鋰電池。傳統液態電解質存在諸多風險，包括易燃、鋰負極不穩定、枝晶生長以及不穩定界面層的形成。固態電解質提供了更安全的替代方案，其中醚類聚環氧乙烷（PEO）常用於鋰離子的配位和傳導。然而，由於其複雜的網絡結構和不明確的傳輸路徑，這些聚合物的離子導電率一般較低，因此需要進一步優化設計。機械互鎖分子已廣泛應用於分子機器如分子梭等，但在儲能領域的研究仍有不足。冠醚作爲機械互鎖分子的關鍵大環化合物，與鋰離子結合時能展現出強烈的主客體作用和良好的離子遷移性。若能將這些互鎖分子整合到高結晶度、多孔的COF中，研究人員便可以利用其特性實現高效的鋰離子傳導，並有效提高負極的穩定性。有見及此，在科大化學及生物工程學系副教授金允燮教授帶領下，研究團隊設計了一種MIM-COF準固態電解質。該電解質能利用可響應力學作用或配位變化的機械鍵作為功能單元，而COF則將其動態特性放大至宏觀層面，從而推進了MIM在能源器件多孔框架中的集成應用。團隊所製備的MIM-COF準固態電解質具有優異的室溫離子電導率（3.20 × 10⁻³ S cm⁻1）和鋰離子遷移數（0.60）。根據電腦計算的研究發現，冠醚的動力學和Li⁺結合位點，與實驗結果相互印證，並爲未來電解質設計提供指引。在實際測試中，採用該準固態電解質和磷酸鐵鋰複合正極（LiFePO₄ composite cathode）的全鋰電池在室溫和0.5C倍率下初始放電容量為113 mAh g⁻¹，充電和放電過程循環600次後容量維持在95%左右。在60℃和2C倍率下，循環300次後容量則維持在85%左右，庫侖效率達到99.99%，結果反映此準固態電解質在提升鋰電池穩定性與壽命方面極具應用潛力。金教授指出：「我們基於已有的MIM研究，對電池中自鎖冠醚的運動進行了分析，可望啟發更廣泛的自鎖組分應用。我們的目標是進一步優化這些大環化合物，以開發先進的電池材料。」

香港科技大學（科大）今日隆重舉行「諾貝爾英雄＠科大」學術盛會，邀得四位諾貝爾獎得主親臨科大，與逾400名師生及公眾人士近距離交流。是次盛會為科大創校35周年誌慶重點活動之一。活動充分彰顯科大致力連繫全球頂尖學者與本地社群，作為知識搖籃與人才培育基地的重要角色。四位分別榮獲諾貝爾生理學或醫學獎、經濟學獎、化學獎及物理學獎的學界泰斗，分享其科研歷程及在浩瀚的科學世界中探索的心得。在科大校董會成員兼管理學系客座教授羅寶文教授的主持下，一眾諾貝爾奬得主與參加者進行了互動問答環節，其間師生踴躍發問，氣氛熱烈，共同探討了多項影響世界未來發展的重要議題，四位諾貝爾奬得主包括：發現細胞周期的關鍵調控因子的蒂姆·亨特教授（2001年諾貝爾生理學或醫學獎得主）發現一氧化氮作為心血管系統中信號分子的路易斯·路伊格納洛教授（1998年諾貝爾生理學或醫學獎得主）提出確定衍生品價值新方法的羅伯特·默頓教授（1997年諾貝爾經濟學獎得主）在二維材料石墨烯領域進行開創性實驗的康斯坦丁·諾沃肖洛夫教授（2010年諾貝爾物理學獎得主）亨特教授講述其團隊發現細胞周期調節因子的歷程時提到，這一發現由最初被學界認為「在理論上不可能」。然而，經過多年努力不懈的研究和反覆驗證，最終成功證實了該因子的存在和作用。他主張科研人員應致力於探索具影響力的基礎科學問題，而不必拘泥於其即時的應用價值。