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理大學者研發超柔軟高透氣度電子設備 卓越認可具應用前途

智能可穿戴科技正改變電子設備的模式，更貼近人體的適應需求。香港理工大學（理大）學者研發出高性能、超柔軟且高透氣度的電子設備，並提高其實用性。  理大軟材料及器件講座教授及應用生物及化學科技學系教授鄭子劍教授榮獲由香港工程科學院頒發的首屆香港工程科技獎，表揚和肯定鄭教授在超柔軟且高透氣度電子設備範疇的卓越研究和貢獻。 鄭教授說:「我們深信近期研發的高透氣度電子設備，將為貼在皮膚上和人體內植入式生物電子裝置帶來深遠影響，尤其是電子裝置的長遠生物相容性和適用性的先進發展。」 穿戴式、人體內植入式和貼在皮膚上的先進柔軟電子設備為監測健康、復康和生物醫學工程帶來前所未有的突破。 柔軟且高透氣度的電子設備增強人體舒適度，，具備實時記錄身體狀況的功能、並可提供適切治療方案，引領個人化的醫療保健設備的進展。 體內植入式裝置 最近，鄭教授領導的一項研究，成功開發出一種晶圓級圖案化方案( wafer-scale patternable strategy)，製造高分辨率的超柔軟、高彈性、透氣度極佳的液態金屬微電極 (μLME)。 纖維氈的高孔隙率令液態金屬微電極，於空氣、濕氣和液體的環境中均能維持極高的透氣效能。由於液態金屬微電極在透氣度、生物相容性、導電性和拉伸性方面均具優勢，適用於體內植入式生物電子裝置，而維持設備高密度和持久舒適度，對於植入式生物電子裝置的應用至關重要。 研究文章「用於具持久生物相容性的可植入生物電子學的超透氣、具拉伸性的晶圓圖案」(Wafer-patterned, permeable, and stretchable liquid metal microelectrodes for implantable bioelectronics with chronic biocompatibility)已於2023年5月在權威期刊《科學進展》(Science Advances)上發表。值得一提的是，成功製備的液態金屬微電極漸漸為大範圍、超透氣、具拉伸性的纖維氈發展鋪路，發展成高密度多功能植入式兼可與生物相容的液態金屬 (LM) 電子設備。這項發明解決了薄膜長期貼在皮膚和組織表面引起的濕冷、濕熱、皮膚發炎等問題。 軟材料和設備的研究，基本上需要跨學科專家和研究人員的通力合作。 鄭教授說:「透過不斷閱讀、討論和思考人類未來需要，啟發科研力量。」 超彈性透氣導體 早前關於新型超彈性且透氣度高的創新導體發明，展示了跨學科研如物理學和生物醫學工程學領域合作的重要性。 由鄭教授領導的研究團隊開發了一種名為液態金屬纖維氈（LMFM）的新型導體，可以製造具有生物相容性和多功能的單片可伸縮導電材料。  研究文章「超透氣彈性液態金屬纖維氈可實現生物相容性兼高彈性電子材料」(Permeable superelastic liquid-metal fibre mat enables biocompatible and monolithic stretchable electronics) 於2021年2月在國際科學期刊《自然-材料科學》(Nature Materials)上發表。透過把液態金屬塗抹或打印於彈性纖維物料，使液態金屬纖維氈保持高透氣度及變得更有彈性。 鄭教授致力創新研究榮獲香港工程科技獎，充分肯定他在生物醫學工程及材料科學領域的貢獻。嶄新研發的液態金屬纖維氈，用途廣泛及簡單易用，使具彈性的單片導電材料集高密度、多功能性和耐用於一身。 應用具彈性的導體用作電極和電流收集器的設備，或互連橋接不同有源組件，使各種具彈性的電子裝備能多方面應用在健康監測、醫療診斷和治療、智能驅動、能量轉換和儲存以及物聯網。  

理大學者膺全球最廣獲徵引研究　國際期刊《自然》（Nature Portfolio） 訪談

香港理工大學（理大）兩位學者，接受國際期刊《自然》（Nature Portfolio）訪問，分享他們在材料科學領域的重大科研成就。 理大電子及資訊工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授，與理大智能可穿戴系統研究院副院長、有機電子學講座教授嚴鋒教授，是其中兩位理大學者榮獲科睿唯安（Clarivate Analytics）選為全球「2022 年最廣獲徵引研究人員」（Highly Cited Researchers 2022）。 在《自然》訪談中，兩位教授分享了他們在先進材料領域的科研突破，包括有機太陽能電池、鈣鈦礦（perovskites）、及有機電晶體感測（organic transistor-based sensors）等，作為引領進步者，以非凡創新影響環球科研發展，充分體現了理大研究人員專注為社會貢獻的科學精神。 矽基太陽能電池（Silicone-based solar cells）普及，但面對生產成本高、缺乏靈活性等侷限，李剛教授聚焦在有機/聚合物光伏技術（ Organic/ Polymer photovoltaics technology），能以低成本製造出柔性薄膜，極具應用前景。 嚴鋒教授在先進材料的新穎研究，涉獵有機半導體和鈣鈦礦材料等，大力推進生物感測器、光電儀器和太陽能電池等技術發展。 理大多位學者被評選為「2022年最廣獲徵引研究人員」，印證了理大追求研究卓越和致力在各個領域積極貢獻社會的願景。 《自然》全文：https://www.nature.com/articles/d42473-023-00143-3

理大兩項能源和新材料科技的創新研究榮獲 TechConnect 全球創新獎

香港理工大學（理大）在即將於美國舉行的世界創新會議暨博覽會 2023（TechConnect）中，榮獲兩項全球創新獎。 TechConnect 是全球最大型跨行業科研盛事，旨在促進技術創新和商品化。理大是本屆唯一獲獎的香港高等學府，至今已連續七年在全球頂尖創新者之中脫穎而出。 理大在「能源、效率和環境」領域上的獲獎項目為全球首創的氨燃料電池電動車，除了可達至零碳排放，能源效益亦較一般電動車高，且儲能方式更為安全。另外，在「醫療儀器和材料」領域上，理大研發的新型可光交聯納米複合植骨材料亦獲獎，該技術有助加速及更全面地修復受損的骨組織。 理大副校長（研究及創新）趙汝恒教授祝賀獲獎團隊，並表示：「理大致力透過卓越的教學、研究和知識轉移培育全球學者。在 TechConnect 上展示的獲獎技術將繼續激勵理大進行具有影響力的科研工作，通過跨學科研究和國際合作應對人類面臨的全球挑戰。」 理大兩項創新發明的獲獎項目詳情如下： 氨燃料電池電動車（電機工程學系教授鄭家偉教授） 氨動力電動車以氨（即阿摩尼亞）作為燃料，車內的氨燃料電池系統在行駛時把以液態形式儲存的氨，透過催化劑分解為氮氣和氫氣，再以氫氣發電，達至零碳排放。同時，本項目中，在車上氫由氨產生供給燃料電池，氫會及時被用盡，不需要大量存儲氫，不存在由氫引起的危險問題。因此，氨氣更安全，而且更容易管理。 新型可光交聯納米複合植骨材料（生物醫學工程系趙昕博士） 這種新型光交聯仿生納米複合植骨材料 ，模仿人體骨骼結構，製造工藝簡單。這種材料可裝載並長效釋放生物活性分子，激活細胞信號傳導通路，促進骨組織和血管再生，同時可為傷患處提供最佳機械支撐，從而加快骨組織修復。我們的產品以創新設計和領先的製造能力為核心優勢，有能力在快速增長的流通市場中脫穎而出，向臨床骨科患者提供優質普惠的醫療解決方案。 理大代表團將於 6 月 19 日至 21 日在美國華盛頓舉行的 TechConnect 上展示一系列創新項目，並與來自世界各地的跨國企業及學術機構交流，探討科研和合作機會，期望進一步推動創新科技的應用。有關 TechConnect 2023 創新獎得獎名單，請瀏覽大會網站： https://www.techconnectworld.com/World2023/participate/innovation/awards.html

PolyU and Red Date Technology Sign MoU to Foster Blockchain Development

On 14 June 2023, The Hong Kong Polytechnic University (PolyU)  and Red Date Technology Limited (Red Date Technology) have signed a Memorandum of Understanding (MoU) to explore opportunities for collaboration in the field of blockchain.  Integrating the strengths of two innovative and forward-thinking organisations, the MoU serves as a framework for further cooperation on blockchain research, application and education, addressing practical needs and popularisation of blockchain. This collaboration will be led by Department of Computing (COMP) and Research Centre for Blockchain Technology at PolyU. Prof. LI Qing, Chair Professor and Head of COMP, and Mr Tim BAILEY, Vice President of Global Sales of Red Date Technology, signed the MoU at the ceremony, witnessed by Dr Miranda LOU, Executive Vice President of PolyU; Ir Prof. Christopher CHAO, Vice President (Research and Innovation) of PolyU; Mr Yifan HE, CEO of Red Date Technology and Dr David Chung, founder of ImpactD.  Prof CHAO said in the welcome remark, “PolyU and Red Date share a commitment to advancing blockchain technology and its applications. This MoU is an excellent opportunity for us to explore potential cooperation between academia and the industry.” In Mr HE’s congratulatory speech, he stated, “Red Date is proud to collaborate with a leading institution such as PolyU to advance important technologies like blockchain and help develop future talent for Hong Kong.”  Prof. LI pointed out in his speech that this partnership would undoubtedly leverage the strengths and expertise of both parties to drive innovation and progress in this field. The MoU signing ceremony concluded with a panel discussion on the BSN (Blockchain-based Service Network) Spartan experience sharing, moderated by Dr Henry CHAN, Associate Professor and Associate Head (Partnership & Collaboration) of COMP. Other panel speakers included Prof. Allen AU, Professor of COMP, Mr Tim BAILEY, and representatives from Prenetics and Fujifilm.  By integrating knowledge and expertise of PolyU and Red Date Technology, this MoU aims to foster the development of blockchain and make a significant contribution to the field.  

理大與天津醫科大學建立科研合作平台 尋找眼病根源 建構臨床數據篩查系統

香港理工大學（理大）與天津醫科大學（天津醫大）建立科研合作平台，將在未來五年於人才培養、學科與團隊建設、科學研究與資源平台共用等方面展開深度合作。雙方將結合研究優勢，共同尋找眼病的致病原因及控制方案，並利用人工智能技術和臨床大數據資料庫，建構出眼病的篩查系統。 今次合作結合兩校的互補優勢，理大眼科視光學院具備世界領先的科研實力，其影響力獲 Clinical and Experimental Optometry 期刊評為亞洲第一；而天津醫大作為中國頂尖醫科大學之一，於全國 85 所醫科院校中排名第六。 雙方於理大校園舉行簽署儀式，由理大常務及學務副校長黃永德教授及天津醫大黨委書記顏華教授代表簽署合作備忘錄。理大醫療及社會科學院院長岑浩强教授和天津醫科大學副校長余鷹教授亦同時簽署戰略合作協議。 黃永德教授表示：「天津醫大是國內知名的醫科大學，教學成果和研究項目屢獲殊榮和國家重點支持。理大很高興能夠與天津醫大於提升科研及學術人才培訓上推進策略性的合作，共同貢獻國家以至全球眼科視光及視覺科學的發展。」 顏華教授說：「很高興天津醫大與理大在學術交流與合作關係上更上一層樓；本著『優勢互補、協同發展、互利共贏』的原則，在眼科醫學和視覺科學領域開展高水準合作、培養高素質科研人才、產出高水準科學研究成果、共同發展創新的醫學教學科研合作平台。」 理大眼科視光學院一直積極與世界各地的院校合作，建立跨學科研究團隊，致力推動高影響力的視覺科學研究。在與天津醫大的戰略合作下，雙方將有更大競爭力。岑浩强教授說：「理大眼科視光學院與天津醫大共建科研合作平台，有助爭取更多研究資助、發展臨床應用系統，為本港乃至全國的眼科護理服務做出貢獻。」 雙方自 2004 年已開展學術及科研合作；兩校更於 2019 共同成立「天津醫大-香港理大眼視光與視覺科學聯合實驗室」通過兩所大學研究人員的跨學科合作，開展高水準研究項目，並培養眼科護理專業人才，以開展具影響力的基礎科學研究和促進知識轉移成果。

理大學者榮獲第三屆「全國創新爭先獎」

香港理工大學（理大）國家鋼結構工程技術研究中心（香港分中心）主任鍾國輝教授榮獲第三屆「全國創新爭先獎個人獎」，鍾教授更是本屆唯一的香港得獎者 。 鋼結構工程專家鍾國輝教授任教理大土木及環境工程學系，多年來致力鋼結構工程基礎理論的創新和實踐。鍾教授是次獲授殊榮，證明了理大科技研發的能力，足為香港發展成國際創科中心作貢獻。 鍾教授專研大型鋼結構的性能表現與成本矛盾、建設碳排放量高等挑戰，對高強度鋼材鋼構進行從材料、焊接、機械特性和結構表現的學科交叉研究，為國家工程建設「雙碳」戰略提供了新的發展方案。 在鋼結構領域上，鍾教授有重要的國際影響力。他曾撰寫多篇高水準學術論文，提出了國產高強鋼結構的系列基礎理論與應用關鍵技術；科研成果也應用於香港將軍澳主跨雙拱鋼橋和澳門澳氹四橋等重大工程，節省了工程造價，增加了顯著的經濟和社會效益。 理大副校長（研究及創新）趙汝恒教授說：「這次獲獎是對理大優秀的科研實力的高度鼓勵和肯定。理大矢志成為一所創新型的世界一流大學，並將繼續推動多個領域的研究，致力在國家科研發展中發揮重要作用，為國家、乃至世界的創新及科技應用給予堅實的支持。」 「全國創新爭先獎」由中國科協、國家人力資源和社會保障部、國家科技部、國務院國資委共同設立，旨在表彰在基礎研究和前沿探索、重大裝備和工程攻關、成果轉化和創新創業、科普及社會服務等方面有卓越貢獻的優秀科技工作者和優秀團隊。獎項每三年評選表彰一次，每次表彰不超過300名科技工作者。

PolyU showcases at BIO International Convention

PolyU joined as an exhibitor at the BIO International Convention (BIO2023) held in Boston on 5-8 June to showcase our research expertise in Life Sciences and explore new opportunities for global partnerships. This year’s event attracted more than 15,000 attendees from 7,000 companies and 84 countries for a variety of business meetings and conferences over the past week. As the only University in Hong Kong exhibiting at this annual largest biotechnology meeting, we showcased PolyU’s capabilities in drug discovery and development, biomedical engineering, diagnostics, material science etc. The delegation was joined by three academics including Prof. Pei LI (ABCT), Dr. Xin ZHAO (BME) and Dr. Gilman SIU (HTI) to connect with industry leaders and learn best practices. It has been an inspiring experience to meet with great minds of the biotech industry across the world, and we are committed to further facilitate opportunities for international collaborations and partnerships. Looking forward to seeing you again at BIO2024 in San Diego!

理大學者研發光電梯級神經元　提升動態感知

香港理工大學（理大）最新一項研究，從飛行昆蟲的微小視覺系統得到啟發，制備了光電梯級神經元（optoelectronic graded neurons），成功提升視覺感知動態識別率，從而增強視覺傳感器的功能。 人類視覺系統可以處理較複雜的動態視覺信息。飛行昆蟲視覺系統則具有較強的閃爍融合頻率（FFF – flicker function frequency ），能夠感知高速運動的物體。傳統圖像傳感器偵測動作，須處理包含時間和空間的動態信息（合稱「時空信息」），涉及複雜的神經網絡和計算過程。今次受自然啟發的研究，能以較少的硬件資源，實現更敏捷的視覺感知。 理大理學院副院長、應用物理學系柴揚教授帶領的研究團隊，制備仿生昆蟲視覺系統的光電梯級神經元，可以在感知終端 （sensory terminals）執行高信息傳輸速率（1000bit/s），並融合「時空信息」。重要的是，這項研究成果拓展了傳統視覺傳感器前所未有的功能。 柴揚教授表示︰「這項研究從根本上加深了我們對生物啟發計算的理解，所衍生的技術亦極具應用潛力。例如自動駕駛車輛需要識別交通道路中的高速運動，監測系統亦適用。」 仿生感知計算 要識別迅速的動態，需要融合「時空信息」並傳輸到處理器，這對計算資源要求具極大的挑戰。人工視覺系統通常由圖像傳感器和處理器組成。目前大多數傳感器只能輸出含「空間信息」的「幀」（frame，即紀錄動態影像畫面的單位）而無法融合「時間信息」。 理大研究以「光電梯級神經元實現動態視覺信息的仿生感知和計算」為題，已刊登於《自然-納米技術 》（Nature Nanotechnology），聚焦融合感知計算（in-sensor computing）。研究團隊此前，實現了針對靜態圖像的對比度增強及不同光強背景的視覺適應。 柴揚教授提到︰「我們多年來潛心研究人工視覺。以往傳感器陣列只用於感知不同環境中的靜態圖像並增強其特徵，我們現希望研究可否進一步利用作動態感知。然而傳感終端無法負擔複雜的硬件，於是我們的研究方向另闢新徑，聚焦能夠敏捷感知動態的微小視覺系統，借鑑了飛行昆蟲。」 飛行昆蟲（例如果蠅）僅依賴微小的視覺系統，可以比人類更快及敏捷地感知移動中的物體。具體而言，在昆蟲的視覺系統中，視網膜（傳感器）和大腦（計算器）之間的信號傳輸距離比較短，而且昆蟲視覺系統是由非尖峰梯級神經元（non-spiking graded neurons）組成，其信息傳輸速率比人類視覺系統中的尖峰神經元（spiking neurons）高得多。 基本上，梯級神經元能有效地編碼時間信息，從而減少了計算器中融合「時空信息」所需的大量視覺數據傳輸。研究團隊從中得到啟發，研發了仿生的光電梯級神經元。 精準的動態感知識別 精準的動態識別對於自動駕駛系統和監視系統等應用至關重要。研究發現，利用含淺缺陷能級的二硫化鉬光電晶體管（MoS2 phototransistors），模仿飛行昆蟲視覺系統中梯級神經元的響應特性，在光照刺激下，可以實現高達1200 bit/s （1,200 bit s−1） 的傳遞速率。 通過融合及編碼「時空信息」並壓縮圖像到人工神經網絡，動作識別準確率達到99.2%，遠高於傳統圖像傳感器的50%準確率。 這項研究克服了動態感知信息計算消耗難題，研發出最新的光電梯級神經元，實現了視覺感知系統的時空資訊融合，並有效檢測到視野中的運動輪廓及軌跡。即使硬體資源有限，也能夠基於該仿生神經元感知動態。從昆蟲視覺系統的敏捷運動感知中汲取靈感，這項研究以創新智能的方式實現了集成靜態和動態運動的傳輸速率和處理，帶來顯著進展，在機器視覺系統領域創建了里程碑。

理大與晉江市成立技術創新研究院

香港理工大學（理大）與福建省晉江市人民政府達成協議，成立「香港理工大學晉江技術創新研究院」，加強和促進兩地產學研合作。 理大副校長（研究及創新）趙汝恒教授及晉江市市長王明元先生在6月2日泉州南翼國家高新區舉行的活動中簽署相關協議。研究院將連繫理大的研究實力和成果，以及晉江的工業需求，賦能晉江產業升級。 理大與晉江市將在新紡織材料、服裝設計、智能穿戴系統、微電子、未來食品及公共政策等多個領域上合作，推動核心技術的轉化研究。雙方亦將攜手培養具備創新科技知識和全球視野的創業人才。 憑藉理大卓越的研究優勢，以及晉江的產業實力和資源，雙方的合作將支持晉江發展成一流的科技創新基地，共同推進產業鏈和創新鏈的雙向融合，為當地的高新技術產業發展注入新動能。

理大研究創新紀錄：有機太陽能電池功率轉換效率達創紀錄19.31%

香港理工大學（理大）的科研團隊近日在有機太陽能電池（OSC）取得重大突破，首次在二元OSC（即光活化層中只有供體和受體）的條件下，成功提高功率轉換效率至19.31%，創下紀錄新高。 功率轉換效率是衡量光伏或太陽能電池板性能的重要指標，用來測量太陽輻射產生的能量。理大團隊的非凡發現將進一步提升先進太陽能光伏器件的應用價值，推動可再生能源技術發展。 由理大電子及資訊工程學系能源轉換技術講座教授、鍾士元爵士可再生能源教授李剛教授帶領的研究團隊， 發明了一種嶄新的OSC形貌調控技術，採用「1,3,5-三氯苯」（1,3,5-trichlorobenzene） 作為有機光伏體異質結「结晶調節劑」（crystallisation regulator），從而提高OSC的效率和穩定性。 研究顯示「结晶調節劑」可達成新穎的非單調的中間態調控（ISM -intermediated state manipulation）策略，以控制體異質結的OSC形貌，優化了非富勒烯受體OSC的結晶動力學過程，有效降低光電轉換能量損失。 有別於傳統上使用溶劑添加劑時所致的薄膜分子過度聚集，非單調中間態調控策略有助形成更有序的分子堆疊和合適的分子聚集。這項研究透過減少非輻射複合的損失令效率明顯提升，特別是非輻射複合過程會降低光的生成效率和增加熱能損失。 研究成果已於國際科學期刊《自然通訊》（Nature Communications）發表，題為「以非單調中間態轉化實現效率達19.31%的二元有機太陽能電池及低非輻射複合」（19.3% binary organic solar cell and low non-radiative recombination enabled by non-monotonic intermediate state transition）。把太陽能轉化為電能是實現可持續發展環境的重要解決方案。OSC作為太陽能器件的最大優勢是成本效益。不過，抑制非輻射複合損失和提高性能是現時OSC研究的核心問題。要達致廣泛實際應用，提高其轉能效率至關重要。 李剛教授說：「過往研究的挑戰源於既有的基準形貌控制（即添加劑）方法，會因過度聚集而出現非輻射複合損失，致令開路電壓降低。」 研究團隊花了約兩年時間發掘出新型「結晶調節劑」，並清晰顯示非單調中間態調控這種新穎策略的科學機理，既能降低非輻射複合損失，也可提高OSC效率。團隊並已成功發表成果，相關發現將為未來的OSC研究帶來重大啟示和希望。 李剛教授補充說：「新的研究成果將可在OSC領域持續發展，拓展各種實際應用，例如可穿戴電子產品，甚或是光伏建築一體化。」理大的單結光伏OSC已實現近20％的功率轉換效率，不但令性能更穩定，而且兼具靈活、透明、可延伸、輕巧和可定制顏色等獨特優點，其應用前景相比傳統太陽能電池廣泛。 李剛教授自2014年以來一直被認可為最廣獲徵引研究人員，其OSC研究對可印刷太陽能發展貢獻良多。作為有機太陽能電池領域的專家，李教授一次又一次在科研上突破。他分享道︰「我們最新的研究結果顯示，在超過19％的二元OSC中，非輻射組合損失可低至0.168eV，創下了新紀錄。我過去十餘年專注不懈研究OSC，這次獲得令人鼓舞的成果，開發出更高效率的OSC，有助加強太陽能的實際應用。」