新闻及香港科大故事

锂离子电池广泛应用於消费电子产品丶电动车及可再生能源储能系统，其高效回收对於资源循环再用及减碳至关重要。由香港科技大学（科大）土木及环境工程学系曾超华教授领导的研究团队，近日揭示一种原子级的新机制，阐明阻碍锂离子电池高效回收的关键因素。这项突破不仅挑战长久以来的假设，亦为更洁净丶高效的锂离子电池金属回收技术奠定科学基础。 透过先进表徵技术与第一性原理模拟，研究团队发现，在锂离子电池回收过程中，机械拆解阶段所产生的铝杂质会渗入镍－钴－锰阴极材料晶体，诱发其内部化学结构重组。此过程会形成超稳定的铝－氧键，将具价值的金属元素——镍丶钴丶锰——密紧束缚於阴极晶体，抑制这它们的可溶性，从而导致在回收过程，尤其是在常用於水冶金技术的酸性溶剂中，这些金属难以有效释出与提取。 被忽略的杂质丶潜藏的影响力：铝成为回收障碍的关键机理因子 过去数十年，铝一直被视为报废锂离子电池中的操作性杂质，从未受到重视；然而，科大团队的研究显示，铝实际上是导致回收效率下降的重要机理性干扰源。在电池回收的机械拆解过程中，铝箔残留物会因摩擦接触而渗入镍－钴－锰阴极晶体。它们表面看似微不足道，却实际上改变了阴极晶体的内部结构。 团队利用高解析度显微技术与密度泛函理论模拟证实，铝原子会选择性地取代晶格中的钴元素，形成高度稳定的铝－氧键，这些键固定了晶格中的氧，使镍丶钴丶锰这些具价值金属在後续浸出过程中难以释出，进一步降低回收效率。 曾教授指出：「我们的研究结果证明，即使是极微量的铝污染，也足以显着改变镍丶钴丶锰材料於回收体系中的表现。这促使我们重新思考『从电池到电池』的回收链中，应如何有效地管理杂质的传输机制。」

香港科技大学（科大）工学院的研究团队最近提出了一种生物启发的综合多尺度设计策略，以应对钙钛矿太阳能电池商业化面临的关键挑战——长期运行的稳定性。这些受自然界启发的设计策略旨在提高太阳能技术的效率、韧性以及适应环境变化的能力。该方法侧重于从生物结构中汲取灵感，旨在创造出更能抵御环境压力且适合长期使用的钙钛矿太阳能电池。 钙钛矿太阳能电池因其低温、基于溶液的制造工艺而具备优势，能有效降低太阳能成本。然而，它们的商业可行性受到多种稳定性问题的制约，包括器件界面附着力不足、材料本身力学脆弱性以及对环境压力（如热、湿度、紫外线）的敏感性。这些降解过程发生在从皮米到厘米的不同尺度上，而多尺度结构因素对最终钙钛矿太阳能电池的稳定性和性能有着显著影响。 通过自然的视角重新思考太阳能电池设计 为了应对钙钛矿太阳能电池面临的挑战，科大化学及生物工程学系的副教授、能源研究院副院长周圆圆教授及其研究团队，联同来自美国及瑞士顶尖学府的研究伙伴，提出了借鉴生物系统的解决方案。他们认为，自然界中存在的分层功能结构（例如叶子的结构）可以启发高效、低成本、韧性强且能适应环境变化的太阳能技术的发展。 多尺度生物启发策略 他们的综合策略涵盖多个层面：

香港科技大学（科大）研究团队研发出一项突破性的人工智能（AI）技术，只需利用极少量X光影像，即可精准建构立体三维（3D）骨骼与器官影像模型，与原先需进行电脑扫描（CT 扫描）的程序相比， 有助病人减少接收99%辐射量。 新技术不但能加强保障病人安全，更可大幅减省医疗成本及轮候CT 扫描的时间，其应用层面涵盖术前规划、手术实时成像及定制植入物等领域。科大团队现正与不同行业伙伴，包括医疗3D打印厂商科能三维技术（医疗）有限公司（科能三维）合作，计划将此技术推展至公营医院。  CT扫描是常见的医学影像工具，用于医疗诊断、指导手术程序和制作3D骨科与解剖模型以处理畸形、骨折及肿瘤等复杂病况。然而，CT扫描会令患者暴露于高剂量辐射，尤其不利于儿童、孕妇及需要频繁接受检查的长者。 科大突破性3D成像技术：更安全、快速、具成本效益的新方案 不过，由科大电子及计算机工程学系助理教授兼医学成像与影像分析研究中心副主任李小萌教授领导的研究团队所开发的一套创新AI模型，现只需极少量X光影像（相当于CT扫描百分之一或更低的X光扫瞄次数），便可建构出3D骨骼与内脏图像，大幅降低病人接收的辐射量达99%。新技术的优势包括：

香港科技大学（科大）工学院研究团队突破显示技术瓶颈，成功研发出全球最光亮、最节能的量子棒发光二极体（QRLED）。这款新世代QRLED，在色域三角形顶端的深绿区域展现出高亮度绿光，呈现前所未有的色彩精准度及色域范围，更比以往型号的亮度提升3倍及更长寿命，能为智能手机、电视及扩增实境设备（AR/VR）带来更节能及栩栩如生的视觉体验。 发光二极体（LED）在过去数十年已广泛应用于电子产品。随着量子材料技术日新月异，量子点发光二极体（QLED）与量子棒发光二极体（QRLED）亦急速发展。与传统LED相比，它们发射频宽较窄，能释放出更高纯度色彩，而其中QRLED具有较高的光取出效率。然而，QRLED发展仍存在诸多限制，例如是在绿色发光效能不及QLED，这是受制于电荷注入效率低，以及界面处电子泄漏，再加上在纳米晶体上有厚实的绝缘壳层与长链有机配体（附着在纳米棒表面的分子）等结构性障碍，阻碍电荷传输及稳定性。 为了解决这些问题，由科大电子及计算机工程学系副教授Abhishek K. SRIVASTAVA领导的研究团队，开发出一款创新的绿色发光量子棒，其特点是採用特製的核—梯度合金结构，大大削薄纳米晶体上的绝缘壳层，此设计有助在最亮的绿光波长（515 - 525 纳米）也能呈现色彩三角形中的深绿区域，将显示色域扩展至极致。团队设计出均匀、光滑、较短的量子棒形状，使其薄膜外壳能减少空隙紧密地排列。团队还设计了更短的有机配体及双层空穴传输层，改善了电荷平衡并抑制电子泄漏，大幅提高元件效率与稳定性。 作为论文的通讯作者，Srivastava教授解释道：「在这项研究中，我们精确地设计量子棒的成分、形态、形状和配体结构，并重组器件的空穴传输层，最终成功开发出高效率、高亮度的绿色发光QRLED。」 此项创新发明在以下各方面均表现卓越：

香港科技大学（科大）宣布推出沉浸式区域地球影像化孪生平台WavyOcean 2.0。 该平台深度融合数字技术与地球系统研究创新成果，为粤港澳大湾区及中国沿海区域打造首面「数字动态镜像」。 是次全面升级后，平台不仅提供最新的海洋环流、海洋生态、大气环境数据及陆地流域的河流和污染物分布，更配备全方位数据分析工具与沉浸影像化交互功能。  全方位数据平台　赋能海洋研究与政策制订 这个由海洋科学系主任兼讲座教授甘剑平教授领导团队开发的WavyOcean2.0，以其生动的影像化呈现面向各个社会群体。系统有效推动海洋研究的同时，亦可为政策制定者提供精准数据支援，助力平衡海洋保育与社会发展。 甘教授表示：「WavyOcean 2.0的升级推出，让我们对复杂多变的海洋环境及区域海-陆-气地球系统的诊断和理解向前迈出了一大步。我们团队通过整合多源数据，并结合新颖的沉浸式展示技术，让此平台不仅能拓阔科学探索领域的边界，更为海洋经济、生态保护、政策制定以及公众服务等提供具体的图像、视频、分析和数据支援。」 海洋影像化的创新突破 具体而言，WavyOcean2.0 融合地球模拟器、地理资讯系统（GIS）、建筑信息模拟（BIM）及数位孪生技术，结合专业统计算法，为用户提供海、陆、空全方位的基础数据支撑，可高效灵活地进行资料检视、变数分析和结果呈现，为解析大湾区区域地球系统的过去、现在与未来提供强劲助力。其三项最大的创新突破为： 1.    全域贯通：首度实现「海-陆-气」三维耦合建模 覆盖近海环流、生物地球化学回圈、珠江河盆陆面过程，珠江流域径流演变、大气降水等全链条场景， 突破传统模型中海-陆-气要素割裂的局限，构建起跨尺度、全要素的动态区域地球耦合体系;  2.    虚拟空间自由穿梭：首推三维沉浸式交互体验 支援从宏观视角俯瞰湾区海洋、大气环流动态、透视珠江径流脉络，到微观层面深入解析变数演变、联动陆-海-气系统，实现多维度自由探索；

香港科技大学（科大）在大学教育资助委员会辖下研究资助局（研资局）的三大旗舰资助计划中，合共取得六项研究项目拨款，居全港高校之首。六个项目合共获批逾2.79亿港元资助，创下该校历史新高，进一步巩固其在大型科研资助领域的领导地位。  「卓越学科领域计划」、「主题研究计划」大捷： 就研资局2025/26年度卓越学科领域计划和主题研究计划合共批出的九个资助项目中，便有四个由科大牵头（占比近45%）。 四个获拨款的科大研究涵盖疾病预防、气候变化、环境可持续发展及科技创新等范畴，目的为这些全球挑战找到应对方案。 「策略专题研究资助金」领跑： 在研资局另一个资助计划：2025/26年度「策略专题研究资助金」计划所批出的五个项目中，科大负责牵头其中两个，获批项目数量（占比40%）及资助金额均领跑本地院校。这两个项目分别聚焦香港及大湾区的海岸带蓝碳生态系统，以及可应用于未来具身机器人系统、基于RISC-V开发的先进芯片架构。 科大副校长（研究与发展）郑光廷教授向研究团队表达祝贺：「今年科大在研资局三大重点资助计划中囊括最多项目，奠定了科大在大规模变革性研究领域的领导地位，得此成果也令我们十分鼓舞。获批逾2.79亿港元资助不仅刷新我们的纪录，更彰显我们在不同领域上不懈追求突破的信念。科大作为一所以研究为本的大学，一直在人才、基建及跨学科协作的战略上不断投入，孜孜不倦推动前沿科研的突破，为香港、国家以至全球带来具影响力的科研成就，我们殷切期盼这些具前瞻性的科研项目能结出丰硕成果。 」

香港科技大学（科大）理学院的化学研究团队近日成功开发一种全新的「超级」光还原剂，为光催化有机合成领域带来重要进展。 量子点材料（Quantum dots）在光能捕获并转换为化学能的光催化领域中具有巨大潜力，但由于科学界对量子点材料的光物理学了解有限，它们在光催化有机合成的应用上远远落后于小分子光敏剂。科学界过去多项研究发现，透过量子限域效应产生的热电子可以显著提升光还原效率。然而，如何在温和条件下高效产生热电子一直以来都是一大难题。 为解决这项难题，由科大化学系吕海鹏教授领导的研究团队采用可见光吸收半导体纳米晶体，成功开发出一种新型光催化系统，利用锰掺杂的CdS/ZnS量子点，透过自旋交换俄歇过程成功高效地产生热电子，为突破传统限利提供了新思路。 这些透过新系统产生出来的热电子在多种有机反应中表现出色，包括Birch还原反应以及C-Cl、C-Br、C-O、C-C和N-S键的还原断裂。值得注意的是，该系统甚至能催化还原电位低至−3.4 V（相对于饱和甘汞电极）的底物。研究团队采用了双光子激发策略，仅需以往分子或量子点体系的1%可见光辐照功率，就能产生一种「超级」光还原剂。 此外，团队还能透过调节光的强度来控制何时开始和停止生产热电子，从而实现可编程的交叉偶联级联反应。 吕教授表示：「研究充分利用了量子点独特的光物理性质，扩展了量子点在有机合成中的应用，表明量子点体系在传统分子光催化剂难以实现的复杂有机转化方面具有巨大潜力。」 研究成果最近在《自然通讯》发表。

全球医疗保健正面临多重挑战，包括人口老化及慢性疾病日益增加等问题，为医疗体系带来沉重压力。因此，医学界对先进医疗科技的需求愈趋殷切，当中以入侵性较低、更精准的手术器材备受渴求，在全球掀起研发微型医疗机械人的热潮，以辅助医生更精准、有效地为病人提供治疗。 有见及此，香港科技大学（科大）电子及计算器工程学系的申亚京教授带领其团队，踏上医疗科技创新之路。申教授的团队透过结合人工智能（AI）及机械人技术，研发出三款突破性的智能医疗器械，分别用于诊疗监测、手术辅助及术后复康，是开展智慧医疗新世代的崭新成果。 短小精悍—全球最细多功能手术机械人 微创手术往往需要处理人体内难以触及的位置，为避免对身体造成不必要的损伤，手术的精准度尤为重要。研究团队针对此需求而研发出全球最小的多功能手术机械人，其直径只有0.95毫米，体积较现有同类机械人小60%。 别看它身形迷你，这位微型「外科医生」集拍摄与精准导航功能于一身，能穿梭于人体内细小而狭窄的管道，例如支气管和输卵管，可协助医疗人员在人体内抽取组织样本、传送药物及进行激光热疗手术，无论在诊断或治疗等用途上，均是一位不可多得的手术助理。 智慧小帮「手」 人类双手的神经分布密集，触觉灵敏，但身体一旦出现脑中风等健康问题，可能会导致手部功能丧失、麻痹或刺痛等。若能及早发现和准确地诊断这些病症的严重程度，可显著减低它对患者日常生活带来的困扰。然而，传统的手部功能评估主要依赖医生的观察，诊断结果可能因医生而异。 为应对此问题，研究团队从一种名为「螺旋芦荟」的植物获得灵感，研发出圆锥状的AI驱动装置「PhyTac」。此装置设有多达368个感应单元，患者只需手握装置并发力，系统便能实时显示手部的发力分布，让医生更轻易评估病人的康复进度。 游戏化呼气测试 新冠疫情过后，市民对定期肺部检查的需求上升，研究团队因而研发出一款直径仅8厘米、重约78克的家用肺部功能检测仪。这部仪器特别加入了游戏元素：使用者在家进行呼气测试和训练时，需调节吹气力度，以控制游戏中的飞鸟避过障碍，为过程增添趣味；同时，医生可遥距接收仪器收集的肺部功能数据，方便监测病人状况。