新闻及香港科大故事

香港科技大学赛马会高等研究院（高研院）和美国史拔思科研院发展实验室（科大高研院─史拔思科研发展实验室）联合研究小组与aTyr制药公司发现一类蛋白合成酶在人类生命活动中具有重要的新功能。这项研究不仅发现了250个全新及可能影响干细胞以至免疫系统功能的蛋白质，也揭示了生命进化过程中蛋白质演化的重要性，同时也为研发蛋白质药物制剂提供了新的方向。这一重大研究已于2014年7月18日出版的国际权威杂志《科学》发表。 领导联合研究团队的Paul Schimmel教授指出：「这一研究成果中所发现的全新剪接变体蛋白质揭示了以往于生物研究中从未被发现和触及的领域，为科学家进一步探讨生命和进化过程迈进了一大步。」Paul Schimmel教授为加州及佛罗里达州史拔思科研院的Ernest and Jean Hahn教授，并于2008年出任科大高研院访问教授。 与Paul Schimmel教授合著此研究报告的科大高研院资深学人、嘉里理学教授及生命科学部教授张明杰表示：「这一项重要发现不但揭示了一系列新的生物学领域，也为进一步研发蛋白质药物提供新的机遇。」张教授补充：「这次研究成果展示了一个由科大高研院、美国史拔思科研院、及两间来自美国及香港的生物科技公司成功合作的例子，同时也印证了基础研究与生物科技发展之间相辅相成的关联。」 于2013年，可注射蛋白治疗剂占十大药物中的七种，总销售额共590亿美元。其功能主要可补回原本缺少或调整过高的生物活性，因此愈趋代替传统的化学药物。 揭示更高复杂性的生物进化 氨酰tRNA合成酶（AARS）是一类蛋白质翻译过程中的催化酶，而每种氨基酸均需要指定的AARS来催化，因此AARS的种类与氨基酸的数量同样为20种。由于AARS对翻译遗传资讯成为蛋白质尤关重要，他们不但存在于地球上所有生命体中，且一直被视为没有太大变化的蛋白酶。

香港科技大学(科大)最近研发出「小型脉冲电场杀菌装置」，透过特别设计的小型电极，能于数秒内杀灭水中超过90%细菌，预期有效预防因食水污染引致的致命疾病如退伍军人症等。 该跨学科研究团队由两名环境学部教授领导，他们是工学院副院长、化学工程及生物分子工程学系杨经伦教授，以及健康、安全及环境处处长关继祖教授。关继祖教授最近亦获选为美国工业卫生协会院士，以表扬他在工业安全、卫生及传染病控制的贡献。 食水的污染往往来自微生物的感染，常见的水生病原体包括绿脓杆菌、气单胞菌、分支杆菌和退伍军人症病菌。本港不时有新落成的建筑物，被验出有退伍军人症病菌。现时常用的食水消毒方法包括添加化学物如氯气和臭氧、加热或者过滤。氯气消毒最为普及，但高浓度的氯气会发出刺鼻的气味，亦有机会与水中其他有机化合物发生化学反应，转化成有毒物质甚至致癌物；加热和过滤的方法虽然有效，但耗用大量能源，运作成本亦较高。 研究团队研发的创新脉冲电场杀菌技术，是一种透过电场破坏细胞膜的纯物理性杀菌技术，能有效在短时间内杀灭大部分的水生病原体，更不会令病原体发生基因变异，制造出超级细菌。现有的脉冲电场杀菌技术或需要用上超过十万伏特的高压电力，容易引致触电等安全问题。科大新研发的小型脉冲电场杀菌装置，透过特别设计的小型电极，成功将所需电压大大减低至特低电压类别，只须干电池便可运作。装置更可安装于任何水喉、花洒和水箱等，在食水接触使用者前已经被彻底消毒。研究人员正于本港的公立医院实地测试该装置。

香港科技大学(科大)理学院院长、分子神经科学国家重点实验室主任、晨兴生命科学教授叶玉如教授领导的研究团队，最近发现了可以治疗阿尔兹海默症(俗称脑退化症)的新分子靶标，有机会进一步开发成为治疗该症的新药。研究团队针对导致患者认知障碍的EphA4蛋白异常活化，成功从传统中药中筛选出一种天然化合物，证实可以抑制EphA4的活性，并改善阿尔兹海默症病征。这项突破性发现已于上月在国际权威科学期刊《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表。 阿尔兹海默症是一种会严重削弱患者认知能力的脑退化病。患者的征状包括记忆、推理和判断能力逐渐丧失，以及活动能力降低。如阿尔兹海默症患者不断增加，将带来沉重的社会和经济负担，并会为国家医疗设施和公共资源造成压力。阿尔兹海默症主要影响65岁以上的人士，可能是引致长者死亡的主要原因之一。阿尔兹海默症仍然未有根治的方法，其中一个关键障碍，是此症的病理机制仍不明。但研究已经证实，患者在出现认知能力下降等征状前就已经患上阿尔兹海默症，所以不但要开发新疗法，而且必须尽早治疗，才能发挥效用。而淀粉样蛋白(Aß)被视为导致患者出现认知功能障碍的主因。 叶玉如教授的研究团队发现，Aß会过度激活EphA4蛋白，从而减低神经细胞之间的通讯能力，造成病人认知功能障碍。研究人员与化学系黄旭辉教授团队合作，利用电脑筛选和分析，寻找可以作为EphA4抑制剂的小分子，并最终从传统中药数据库找到一种天然化合物，可以弥补导致认知功能障碍的神经突触损伤。该小分子化合物在动物测试中，证实可减轻阿尔兹海默症的病理症状﹔科大团队的崭新研究将有助开发成为新药物。 这个研究项目得到创新科技署、香港研究资助局及何善衡慈善基金会的慷慨支持。

香港科技大学(科大)物理学系研究团队在拓扑超导体的研究取得了突破性进展。研究发现，透过接合两种新型材料，会出现罕见的二维超导现象，可作为制备超级电脑的材料。这项突破性的科研成果，将有助科学家研发运算快、稳定性及储存量极高的量子电脑（超级电脑）。研究项目名为「Bi2Te3/FeTe异质结界面的二维超导现象」，近日刊登于国际权威科学杂志《自然通讯》。 该研究由苏荫强教授、王建农教授、Rolf Lortz教授、罗锦团教授，以及他们的研究生负责。研究团队利用分子束外延技术，成功将两种新型材料──三维拓扑绝缘体（Bi2Te3）和铁基碲化物（FeTe）接合。虽然两种材料本身都不具超导特性，但把它们接合后，界面上出现非常罕见的二维超导现象。 Bi2Te3属于一种名为「拓扑绝缘体」的新物质，内部绝缘但表面含有类金属自由电荷。FeTe则是一种铁基超导体的母体化合物。在某些情况下，拓扑绝缘体会变成「拓扑超导体」，拥有零电阻下导电的性质。理论物理学家曾预测，「拓扑超导体」有望探测和捕获名为「马约拉纳费米子」的神秘准粒子。 苏荫强教授表示，只要能操作与调控「马约拉纳费米子」，将会大大提高量子电脑的数据储存和计算能力。他解释，使用半导体元件的传统电脑，数据储存和计算能力将达极限。量子电脑的工作原理则基于量子力学中量子态的迭加原理，此模式具有极强的储存和计算能力。 「马约拉纳费米子」由物理学家根据理论预测存在，于1937年首次被提出，物理学家们至今仍致力在寻找这粒子。理想的量子电脑应由「马约拉纳费米子」构建而成，称为「拓扑量子电脑」。「马约拉纳费米子」在理论上是一对地出现，因此即使其中一个准粒子的能量态被修改或破坏，另一个准粒子仍然能完好地保存已储存的讯息。这特性使「拓扑量子电脑」非常稳定，被认为是极具实用价值的量子电脑。由科大团队研发的拓扑超导体，将可助拓扑量子电脑的实现。 传媒查询

香港科技大学研究团队成功研发全面的三维地图绘制技术及平台，对现时美国和中国的互联网巨头所争相研制的新一代三维地图至为关键。 由计算机科学及工程学系权龙教授率领的科大团队，仅用上照片和电脑程式，便可为任何地方制作完整的三维图像。权教授的团队正计划开展制作首张香港的三维地图。 权教授表示，互联网巨头谷歌（Google）地图在欧美覆盖几个城市。权教授的团队用超过十年时间开发的演算法，能透过飞机、直升机或无人驾驶飞机在高空拍摄的影像，替建筑物及地标制成高解像度的侧面图片，无需再依赖人手接驳电脑图片，从而避免地图失真。新技术塑造的三维地图能够贴近真实，而高地面解像度可准确至数厘米距离，质素更胜谷歌及苹果公司的地图。 权龙教授及其团队表示这项技术具潜力吸引大量的互联网使用者、辨识城市景点及分析住宅区的行为活动等，有助城市规划、物流公司和导航公司的工作。 除与大型互联网公司合作外，科大最近亦伙拍法国的跨国航天、防卫、运输和保安公司泰雷兹集团（Thales Group），由无人驾驶飞机绘制地图用作执行搜索和救援任务。双方签订的协议将有助鼓励创新、培育年轻的创意工程师，以及促进研究人员之间的积极交流。

燃料电池是一种可将氢气、天然气及酒精等燃料的化学能量直接转换为电能的清洁能量转换技术。随著全球可再生能源使用的不断加大，燃料电池已经成为世界各地的重点研究领域。 目前，使用化石燃料为主的传统能量转换技术面临诸多挑战，其中包括效率低、供给不足、环境污染以及气候变化。尽管能源问题如此迫切，产自可再生能源的电量仍不足全球产电总量的百分之三。 创下全球最高功率密度纪录 兼任科大能源研究院院长的赵教授与其研究团队大幅度的提升了酒精燃料电池的性能，成为该领域的全球先导者。在诸多成就当中，赵教授团队创下直接乙醇燃料电池全球最高功率密度的纪录。 这些能源研究领域的成就使得赵教授在过去十年当中屡获殊荣。其中包括∶由国务院颁发、国家科研界最高荣誉之一的国家自然科学奖二等奖(2012及2013年度)，以表彰赵教授在传热领域和燃料电池新领域做出的贡献。另外，赵教授亦荣获裘槎基金会颁授的「裘槎卓越研究成就奖」。 赵教授自从学生时代就一直致力於能源领域的研究。他说：「由於能源研究具有多学科交叉的特点，使它极具挑战性；但能源与我们的生活息息相关，因此能源研究具有重要意义。」 创立科研新领域 赵教授最主要的成就是将热流科学与电化学这两门独立的学科结合，创立了一个跨学科的理论框架。该理论框架使燃料电池这种伴随著电子、离子、品质、热量传输及其电化学反应的复杂物理化学过程当中更有效地产生电力。 赵教授说：「相对於传统能源技术，燃料电池具有更洁净、可持续及低成本的特点。所需的燃料可以从常见的植物中获得，如桔梗或甘蔗。」 展望将来 赵教授预测新的燃料电池能将手机的使用时间延长两倍，并改善电子产品的性能，如电脑、电器、电动车等。他认为进一步的燃料电池研究将集中在提高效率、延长寿命及降低成本等方面，并希望这项新科技能在七至八年内推出市场。 作为科大能源研究院院长，赵教授积极推广能源领域的跨学科研究，主要包括生物能、太阳能、智慧电网、燃料电池、储能技术及热管理。

香 港 科 技 大 学 （ 科 大 ） 物 理 学 系 杨 志 豪 博 士 及 王 国 彝 教 授 ， 伙 同 英 国 阿 斯 顿 大 学 ( Aston University ) David Saad 教 授 合 作 ， 应 用 「 聚 合 物 物 理 」 研 发 崭 新 方 法 协 调 及 分 配 乘 客 的 最 佳 路 线 组 合 。 根 据 伦 敦 地 铁 的 数 据 模 拟 ， 研 究 团 队 新 方 法 协 调 的 路 线 可 把 乘 客 感 受 的 挤 迫 程 度 降 低 达 24％ ， 而 新 路 线 亦 只 较 最 短 路 线 平 均 长 5％。 上 述 研 究 结 果 已 在 《 美 国 国 家 科 学 院 院 刊 》 上 发 表 。 这 项 研 究 成 果 除 可 应 用 在 新 一 代 的 导 航 系 统 以 协 调 乘 客 及 驾 驶 者 的 路 径 外 ， 也 可 应 用 在 物 流 、 航 空 和 通 讯 网 络 如 互 联 网 。 这 个 方 法 有 别 于 只 能 识 别 最 短 路 线 的 GPS 导 航 器 及 智 能 手 机 ， 能 协 调 每 个 乘 客 的 路 线 来 避 免 在 繁 忙 时 间 出 现 挤 塞 ， 并 在 非 高 峰 时 段 善 用 资 源 。 同 一 时 间 协 调 多 条 路 线 在 数 学 和 计 算 机 科 学 上 是 一 个 长 期 研 究 课 题 。 最 短 路 线 对 大 部 分 人 来 说 都 是 理 所 当 然 的 选 择 ， 却 往 往 带 来 反 效 果 。 如 在 繁 忙 时 段 ， 当 乘 客 都 选 择 最 短 路 线 会 引 致 挤 塞 ， 使 最 短 路 线 对 比 较 长 但 不 挤 塞 的 路 径 还 要 慢 ， 较 适 宜 把 路 线 分 散 。 在 非 繁 忙 时 段 ， 交 通 流 量 少 ， 则 可 以 考 虑 路 线 共 享 ， 重 整 交 通 网 络 ， 节 省 资 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)