新聞及香港科大故事

香港科技大學（科大）今日宣布，正式獲得中國載人航天工程空間應用系統的總體單位中國科學院空間應用工程與技術中心（空間應用中心）委託，領軍研製全球首款輕小型高分辨率高精度二氧化碳（CO₂）和甲烷（CH₄）點源協同探測儀載荷。此項目有望成為香港特區首項跟隨天舟貨運飛船登上中國「天宮」太空站，展開研究與應用的載荷。該儀器能更精準地監測特定範圍溫室氣體的排放濃度，識別溫室氣體排放源，為制訂和評估減碳政策提供關鍵數據，響應國家「碳達峰、碳中和」的雙碳戰略政策。 為應對全球氣候變化的挑戰，國家力爭在 2030 年前碳排放量達峰， 並在2060 年前實現碳中和的戰略目標。全面且準確的溫室氣體排放監測工作，對實現此目標至關重要。科大發起主導項目，研發輕小型高分辨率高精度溫室氣體點源探測儀，以準確地從太空獲取地球主要溫室氣體排放數據。該項目已於去年正式通過空間應用中心的遴選和審核，預計將安裝於中國太空站，並以其為核心平台，實時獲取二氧化碳和甲烷的濃度數據。此儀器將是全球首款能同時監測該兩種溫室氣體的既有高解析度又有高精準度的太空探測儀。 該探測儀將重點監測發電廠、堆填區、油田、煤礦及天然氣廠等重點碳排放設施，涵蓋範圍包括香港在內的低至中緯地區。儀器不僅能記錄相關溫室氣體的排放濃度數據，還能同時監測潛在的煤氣洩漏，從而減少資源浪費。科大研究團隊計劃建立溫室氣體點源排放數據庫，利用相關數據推算實時碳排放量，識別溫室氣體排放源，並在碳監測、報告和核查工作中，提供可靠、準確且高頻次的數據，協助決策者制訂更有效的減排政策及評估措施成效。科大團隊計劃透過合作方式，將數據分享予不同科研機構，服務粵港澳大灣區以至「一帶一路」沿線國家和地區，助力國際社會共同應對和緩解全球氣候變化。

香港科技大學（科大）工學院成功研發出一款全球最小的多功能手術機械人，體積較現有同類型機械人小60%，集拍攝及精準導航能力，可協助醫療人員在人體內取樣、傳送藥物及進行激光熱療手術，其障礙物檢測距離表現更有十倍提升，有助將微創手術應用於人體內支氣管末端、輸卵管等微小腔道分支，擴大其應用範圍。 這款微型醫療手術機械人的直徑僅為0.95毫米，較現有的機械人小60%，突破了現有技術限制的「不可能三角」，使機械人能集三大功能於一身。它具備高清拍攝功能，有助延伸障礙物檢測距離至約9.4毫米，與理論極限相比，這是十倍提升。其移動精確度亦提升至小於30微米，達至更細小、更靈巧，並能大幅擴展其成像區域，超越中心傳像束的固有成像比例約25倍。 此機械人由電子及計算機工程學系副教授申亞京領導開發。機械人主要由四部分組成，包括由光纖組成的光學拍攝系统，切合特定診療目標的工具，並由空心骨架包裹固定上述組件，配以用於控制的功能化外膜。其中，空心骨架採用微尺度3D打印技術製造，而功能化皮膚則由磁噴塗技術製作而成，有助令微型機械人的體積保持細小，易於手術中使用。此外，機械人外層表面會塗上一層水凝膠，用以減少它在人體內移動的摩擦力。團隊已將機械人用於肺部支氣管模型及離體豬肺內進行測試，證實機械人能夠在受限環境中保持優秀的介入導航能力，並拍攝清晰的掃描成像，同時能在困難部位實踐多種治療功能。

由香港科技大學（科大）領導的科研團隊，近日通過使用超冷費米子在二維空間中進行了有關非厄米趨膚效應的量子模擬，並取得了突破性進展，標誌着量子物理研究的重要進步。 量子力學通常考慮一個與其環境良好隔離的系統，可以描述從固體中的電子行為到量子設備中的信息處理等普遍現象。這種描述通常需要一個實值可觀察量，具體來說，就是一個厄米模型（哈密頓量）。然而，當量子系統與其環境交換粒子和能量時，可以保證具有實特徵值和能量守恆的模型的厄米性質就會被破壞。這樣的開放量子系統可以通過非厄米哈密頓量有效描述，並提供了對量子信息處理、曲面空間、非平凡拓撲相位甚至黑洞等領域的關鍵見解。然而，關於非厄米量子動力學，尤其是在高維度情況下，仍有許多問題尚未解答。 與北京大學（北大）合作，來自兩所大學的物理學家們摸擬了一個引人入勝的現象——非厄米趨膚效應（NHSE），該效應涉及將特徵態積聚在開放系統的邊界。這一成功的演示標誌着關鍵的進展，因為先前對非厄米趨膚效應的實驗實現僅限於較低維度或經典系統，而不是量子系統。 這一發現於2025年1月8日發表在《自然》期刊上。該研究由科大物理學系曹圭鵬教授領導，在自旋軌道耦合的光晶格中為超冷費米子創建了一個具有可調耗散的二維非厄米拓撲帶，揭示了非厄米趨膚效應。 曹教授表示：「我們的工作揭示了一個引人入勝的系統，使我們可以探索非厄米性如何與對稱性和拓撲相互作用。」曹教授說：「我們的實驗自然地成為了一個量子多體系統而非經典系統，從而開闢了使用帶有耗散的超冷費米子進行非厄米量子動力學研究的途徑。」

香港科技大學（科大）工學院成功研發一款全球首創的深紫外microLED顯示陣列晶元，此高光效晶元可配合無掩模紫外光光刻技術，提升其光輸出功率密度準確性，並以較低成本及更速效的方法推動半導體晶片生產的技術發展。 這項研究由科大先進顯示與光電子技術國家重點實驗室創始主任郭海成教授指導，並與南方科技大學和中國科學院蘇州納米所合作。  光刻機是用以製造半導體的重要設備，它利用短波長的紫外光構成不同圖案，從而生產出各種集成電路晶片。然而，這種運用傳統汞燈和深紫外LED光源的製作有不足之處，例如器件尺寸大、解析度低、能源消耗高、輸出的光效低且功率密度不足，不利於晶片製作。  為了解決上述難題，研究團隊製造了一個無掩模光刻原型機平台，利用它製作了首個由深紫外microLED無掩模曝光的microLED顯示陣列晶元。過程中提高了紫外光萃取效率、增強其熱分佈效能，並改善了晶體外延的應力釋放。  郭教授特別提到：「團隊製作的microLED顯示陣列晶元成功實現了多項關鍵性技術突破，包括提高了光源的功率及效能、圖案顯示解析度、提升螢幕性能及快速曝光能力。此microLED顯示晶元有效地將紫外光源和掩模版上的圖案融為一體，迅速地提供足夠的輻照劑量為光阻劑進行光學曝光，推進半導體生產技術發展。」 郭教授進一步指出：「近年來，低成本、高精度的無掩模光刻技術已成為半導體行業的新興研發熱點。由於這種技術能夠更靈活調整曝光圖案，從而提供更多樣化的定製選項，並節省製造光刻掩模版的成本。因此，對於自主開發半導體設備而言，有助提高光阻劑敏感度的短波長microLED技術顯得尤為關鍵。」 科大電子及計算機工程學系博士後研究員馮鋒博士總結道：「與其他具代表性的研究相比，我們實現了更小的器件尺寸、更低的驅動電壓、更高的外量子效率、更高的光功率密度、更大規模的陣列尺寸，以及更高的顯示解析度。這些都是關鍵的性能提升，各項指標均顯示，本研究的成果領先全球。」

香港科技大學（科大）工學院的研究團隊開發了一種熱電氣溶膠（TEA）生物印表機，顯著提高了壓電生物薄膜的生產效率。與現有方法比較，這項創新技術能將製膜速度提升數以百倍。憑著這項突破，生物相容和生物可降解電子設備中的壓電部件將得以實現工業規模生產。特別在醫療領域，此技術展現出極大的應用潛力，例如製作術後臨時心臟起搏器中的超聲能量收集器。 壓電生物材料是能夠在機械應變作用下，產生電能的生物材料。有見於其卓越的電機特性、生物相容性和生物可吸收性，科學界越來越關注它在生物醫學微機電系統、可穿戴和植入式電子設備以及生物組織治療中的應用潛力。 然而，這種材料亦有其難以克服的缺點，就是巨集觀壓電性較弱、機械性能差，以及難以大規模生產，這些因素一直窒礙其應用發展。近期，由科大機械及航空航天工程學系的楊徵保教授領導的團隊，聯同香港城市大學（城大）和洛桑聯邦理工學院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne）的共同研究項目，取得重大突破。團隊利用熱電複合場誘導的氣溶膠形成，成功開發了一台TEA生物印表機，實現了壓電生物薄膜的一步、高通量、卷對卷製造。 楊教授表示：「傳統的生物分子組裝方法通常需要較長的疇對準時間，一般可長達48小時。另一個問題是，現行技術無法同時實現高速和多功能製造，對列印尺寸、結構和功能的控制也顯得不足，往往導致製成品出現不必要的材料結構缺陷。」 楊教授進一步指出，傳統的製造方法過程複雜，而且成本高昂，令大規模生產不可行。為了突破這些限制，研究團隊採用了電場力操控氣溶膠，並藉助靜電斥力實現同質成核，以確保氣溶膠高通量地沉積到基材上。 在本實驗中，研究人員使用一塊配備九個噴嘴的列印面板，構建了一台三維卷對卷TEA印表機。當熱電耦合場達到足夠強度時，微墨水流便會被拉拽、霧化並氣溶膠化，沉積到卷對卷平台上，形成連續的薄膜或微圖案。楊教授解釋：「研究結果顯示，我們的TEA方法透過電動氣溶膠化和原位電極化，能夠實現每日約8,600毫米的列印長度，速度比現有技術快兩個數量級，換句話說，即是數以百倍計的提速。」

隨著AI技術發展一日千里，香港科技大學（科大）繼早前首創亞洲第一批「AI講師」後，再創新猷「聘請」獲學生票選為「最受歡迎AI講師」的Fiona出任科大首位AI主播，肩負報導大學發展、科研成就及重大活動的重任。  這位「AI主播」已於校園電視上亮相，為師生提供一種新穎的方式來了解大學的最新資訊，其他講師亦已陸續加盟主播行列，務求為師生締造新鮮感，並體驗AI科技的威力。  此項計劃由科大環球事務及傳訊處牽頭推動，自AI講師面世以來，團隊便與科大（廣州）計算媒體與藝術學域講座教授及科大新興跨領域講座教授許彬及其學生展開合作，了解「AI講師」的技術及學生反饋，並探索「招攬」他們出任校園主播的可行性。 

香港科技大學（科大）今日公布，正式通過國家航天局遴選，獲委任領導「嫦娥八號」多功能月面作業機械人暨可移動充電站國際合作項目。科大將領軍海內外航天專家團隊，研製具靈巧操作及移動充電設備的多功能月面機械人，為國家探月任務作出貢獻。   嫦娥八號為國家探月工程四期的重要項目，計劃於2028年前後實施發射，是由中國牽頭建立國際月球科研站的先行計劃之一，為未來在月球極區長期維持無人月球站建立基礎。作為是次「嫦娥八號」國際合作操作機械人項目的主導機構，科大將聯同多個香港本地、內地以及國際單位，包括香港理工大學（理大）、香港大學（港大）、香港中文大學（中大）、香港城市大學（城大）、上海航天技術研究院（航天八院）、大連理工大學、深圳大學以及南非國家航天局等，攜手實現從概念、研製、生產、測試到系統的前沿航天技術創新。項目已獲香港創新科技署資助，透過InnoHK研發平台成立「香港太空機械人與能源中心」負責此任務，進一步推進跨院校與地域間之合作。   科大校長葉玉如教授表示：「科大衷心感謝國家航天局的信任以及特區政府的支持，對於能牽頭參與國家探月工程感到極為鼓舞。航空航天工程學是科大重點發展領域之一，繼去年八月成功發射了香港高教界首顆高分辨光學衛星，科大專家團隊正研發的『高分辨率全球溫室氣體探測』項目，未來亦有望於中國空間站應用。我們對參與嫦娥八號國際合作項目亦引以為傲, 這個項目標誌著科大在航天深空探索領域踏上重要里程。我們將繼續發揮在航天領域的領先科研優勢，為國家航天事業作出貢獻。」   港方領軍的機械人總重量達100公斤，能在月球極端環境下進行科學探測，儀器佈置和安裝等任務，並將配備移動無線充電功能，為不同月面設備充電，以提升月球探測和協同作業能力，推動深空探測領域的技術發展，助力未來月面建設國際月球科研站拓展科學研究。  

不少人常會選擇逗留在自己熟悉的專業領域內發展，即使已經取得顯著成就，也未必敢於衝出舒適圈。然而，周圓圓教授拒絕固步自封，為拓展他的研究領域永不停息，更不畏困難，積極推動新型太陽能技術走向商業化。 周教授透過「30周年策略招聘計劃」加入科大，現為化學及生物工程學系副教授。他在親自設計的新實驗室中，帶領研究團隊研發嶄新材料，期望可逐步將可持續能源融入日常生活。 在周教授實驗室內，研究人員正忙於操作不同精密儀器，全神貫注地研究和仔細分析一種名為「鈣鈦礦」的先進材料。這種新材料可用於製造如紙般輕薄的薄膜太陽能電池，其生產成本較現時市場常用的矽電池更低，更有潛質展現更高的能量轉換效率。 周教授解釋：「製造矽電池的實際工藝成本依然高昂且工序繁複，而鈣鈦礦太陽能電池作為一種薄膜光伏技術，能通過極低成本的溶液塗層技術製備，擁有龐大商機。」   現時可利用低成本的溶液塗層技術，製成鈣鈦礦太陽能電池。圖為鈣鈦礦薄膜的溶液形成過程。