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主题研究邀请提交研究计划

研究资助局(研资局)主席钱大康教授指出,主题研究计划,第一期的审批工作已经完成,共有六个项目获得资助。获资助的计划,必需有卓越学术水平,着眼香港长远发展,具前瞻性的策略思维。

该六个项目中,有四个来自“促进健康”的特选主题,包括“肝癌基因组研究计划:转化基因发现为临床应用”、“大规模平行测序在癌症分子诊断的应用”、“心血管疾病个人化医疗:从人类基因及生物指标到干细胞平台”及“用万能干细胞复制人类心脏”。另外两个项目分别以“建设长达发展的环境”为主题的“透过跨学科及多学院的协同努力迎接有机光伏打电池及发光二极管面临的挑战”,及以“香港商贸中心的策略”为主题的“振兴香港海洋货柜运输物流网”。
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富集氨氧化古菌
以实现短程硝化

氨是污水中一种主要的污染物,会对鱼类和其他水生生物产生毒性,消耗水中溶解的氧气,并造成赤潮。目前有效的去除方法主要是依靠微生物的硝化过程,即由氨生成亚硝酸盐和硝酸盐。其后,再由一些可以进行反硝化作用的细菌将硝酸盐/亚硝酸盐还原成氮气,以实现将氨完全去除的环保目标。

长期以来,一组被称为氨氧化细菌的微生物被认为在硝化过程中起着不可取代的作用。直到在数年前,才有新的基于分子生物学的数据显示还有另一类鲜为人知的微生物(称为氨氧化古菌),可能在氨氧化的过程中起着更大的作用。现有的研究显示这类氨氧化古菌是多元的,它们活跃在各种自然环境中,如底泥,土壤,河口和海水等。
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FlexiBOL®:适用于持续变化都市环境的弹性街道桩柱及栏杆系统

近年来街道的用途趋向多样化,如农历新年巡游、马拉松比赛和游行集会等。在这些活动进行时,数以万计的市民会在街上聚集。很多时候不同的政府部门需要实施特别的空间管理程序,如改道和人流管制。进行这些空间管理不但需要大量人手,亦需要移除街上的桩柱及栏杆。惟现存的设计弹性不足,要作出改善很不容易。

邵健伟教授与路政署、相关政府部门及社会机构合作,带领一队研究小组进行应用研究,藉此希望得出一些较有弹性的设计方案,去配合现代都市环境不停改变的需要。透过长期实地观察及街具产品分析,研究小组针对香港及其他人口稠密的大都市的需要,发展出一套弹性桩柱及栏杆系统。
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研制在可见光下高效降解水中有机污染物的半导体纳米粒子光催化剂

各种工业排放的废水中有机污染物的含量逐年递增,并造成严重的全球性环境问题。这些污染物包括一系列范围广泛的持久性的有机化化合物,如药品和内分泌干扰物。现在我们面临的挑战是如何把这些有机污染物在污水排放之前就去除掉它们。就这方面来说,光催化是一个有前途的废水处理技术,因为它相对于传统的或者其他高级处理方法具有许多优点。一方面,传统的物理技术(活性炭法,超滤法,反渗透法,化学剂凝固吸附法,合成吸附树脂离子交换法等)已用于去除这些污染物,但这些方法只是成功的把有机污染物从水相转移到其他相,从而造成二次污染。微生物或酶分解,生物降解,臭氧和高级氧化法,如Fenton氧化法(Fe2+),光助Fenton法(Fe2++H2O2+UV)和H2O2/UV法也被广泛应用于去除废水的有机污染物,但这些方法不是效率低下就是太昂贵。另一方面,光催化是节能型的,并能够把污水中的有机污染物完全的氧化成水和二氧化碳。
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矽基材料被动式直接甲醇燃料电池内传质与传热的耦合问题

主题:
提倡与发展新一代能源转换技术,以代替现行的化学燃料和基于燃烧的能源系统,是缓解环境问题与实现可持续发展的必要条件。由于燃料电池具有高效率和低或零排放等固有优点,它成为了目前最引人注目的能源转换技术之一。虽然氢气是燃料电池应用中最洁净和最高效的燃料,但是由于其生产、运输、储存仍存在很大的挑战,氢燃料电池的大规模商业化受到限制。作为氢气的理想替代品,富氢燃料液体甲醇具有多种优点,包括具有更高的能量密度、运输方便和储存简单等等。基于上述原因,在过去十年,发展直接甲醇燃料电池(DMFC)的热潮在全球掀起。

尽管如此,此类燃料电池在商业化的进程中遇到一个关键的难题─功率密度低。除缓慢的甲醇电化学氧化反应和甲醇渗透问题外,另外两个极具挑战性的难题也导致了传统直接甲醇燃料电池的低功率密度。一个是电池本身不能妥善处理其运行过程中从阳极渗透到阴极的过量水份。另一个是传统的电池设计会引起过多的热量损失,从而导致电池操作温度低。要解决这两个难题,就需要对热、水管理有足够的重视。
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液体夹层玻璃技术

窗体在建筑能量消耗和室内采光方面都扮演着重要角色,人们越来越关注窗体设计与室内光源以及热舒适的相互关系。现代建筑物,例如商业和住宅楼宇,屡采用大面积玻璃作为墙体,这样既可减轻建筑物本身的重量,又兼顾视觉上的美观。但是,这样的设计趋势无可避免地增大太阳辐射穿透室内,从而增加空调系统的耗电量。在温暖地区的建筑物,窗体多数为单层玻璃结构,住宅楼宇一般使用透明玻璃,而商业楼宇多使用吸热玻璃或反射镀膜玻璃。此外,双层通风窗也有一定的效用,空气可以在双层玻璃之间的空腔流动,带走热力;只是对于温暖地区来说,这种空气流动所带走的太阳热能就无处直接利用,如果用水流代替空气流来吸收这部分太阳热能,就可以直接应用于家用热水系统。本项研究的主旨就是测试此种液体夹层玻璃窗体与水加热器的有效使用。液体夹层玻璃窗体的运作原理如图1所示,双层玻璃之间的空腔底部设有水流入口,顶部设有水流出口,双层玻璃上方设有一个换热器,而玻璃侧边设有连接水管,位于窗体框架中的双层玻璃,换热器和侧边水管共构成了一个封闭的循环水路,换热器将热量传递给热水器的补给水,太阳能就得以充分利用。
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混合电动车的磁连接电子无断变速传输驱动系统

为了解决能源危机和保护环境,愈来愈多人关注混合动力汽车(HEV)的发展。混合动力汽车采用两种能源,即汽油和电池;并运用两种驱动装置,即引擎和电动机。跟电动汽车相比,混合动力汽车具备更长的行驶距离和在现有的汽油站加油的优点。其主要挑战是如何有效地结合引擎和电动机的动力,让引擎在最佳效率下运行。现时的混合动力汽车基本上采用同样的技术,即行星齿轮电子无断变速传输(E-CVT)驱动系统,结合引擎和电动机两种动力行驶。然而,这系统却有低功率密度、高传输损耗、碰触和磨损等问题,更产生烦人的噪音。

磁齿轮利用磁场的吸引力来传输动力,齿轮间既没有碰触又不会产生磨损。透过特别设计,磁齿轮的调节环可以转动,从而达到类似行星齿轮的动力分割。引擎的功率通过磁齿轮分为两条路径:其一是流经磁齿轮的外转子(也是电动机的转子),其二是流经磁齿轮的内转子(也是发电机的转子)。其相应的功率流动控制是通过两枚背靠背的功率转换器,分别耦合到电动机和发电机的定子。与此同时,相关的电动机和发电机可以跟磁齿轮融合成一个单一的电机组,通过巧妙地控制转换器来执行动力分割,达到磁连接电子无断变速传输驱动。
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卓越学科领域计划:
分子科技研究院研究成果摘要

分子科技研究院(下称本项目)是在香港特别行政区大学教育资助委员会辖下的卓越学科领域计划资助下成立。以下的成果显示,本项目成功令香港在药物开发和合成方面成为杰出的研究中心。

确认金属类抗癌先导药物
本项目令香港成为国际知名的金属类药物研究中心。本项目建立了一个金属化合物库,包含了多种具有确切抗癌活性的金、钌、铂和铑的化合物。其中,由本项目开发的抗癌金化合物gold-1a,gold-2a和gold-3d在动物体内表现出良好的抗癌活性,效力甚至胜于现时临床使用的顺铂(cisplatin),更可成功杀死有抗药性的癌细胞。Gold-2a对动物体内植入的乳癌细胞生长有显著的抑制作用,同时又无明显的毒副作用。Gold-3d对祼鼠和大鼠体内植入的肝癌和鼻咽癌模型有明显的抗癌活性。Gold-3d在进行临床前的药理安全评估中,包括急性毒性和基因毒性的评估,都得到了令人满意的结果。通过使用计算、转录组学和蛋白质组学技术,找到了这些金类抗癌先导药物的潜在分子标靶,包括拓朴异构酶(topoisomerases),蛋白酶体(proteasome),去泛素化酶(deubiquitinating enzymes),HDAC,Bcl-2,Wnt,TrxR和Fas等。两所国际制药公司,法国的施维亚制药(Servier)和台湾的葛迪夫生物科技(Goldebv Biotech),已经答应共同开发或提供赞助开发上述的金类抗癌先导药物。本项目所开发的金属类药物已分别获得三项美国专利(美国专利及商标局颁发),和一项台湾专利(台湾智慧财产局颁发)。本项目无机药物的研究成果令本地的大专院校开始关注此领域,并激发了有关的科研人员对无机药物研究的兴趣。
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卓越学科领域计划:
分子神经科学:基础研究与新药开发

许多脑部疾病和功能障碍都与年龄的增长有关。随着人口老化,受这些疾病影响的人数亦相应递增。老年痴呆症等与年龄相关的脑部疾病已经成为导致老年人死亡的主要原因之一,亦构成沉重的社会负担。尽管脑疾病的发病率持续上升,但市场上的治疗药物却寥寥可数。这些药物并非对所有病人起作用,而且往往只能减轻疾病症状,部分患者服药后更会出现副作用。因此,我们迫切需要研发针对这些脑部疾病和功能障碍的药物或疗法。

开发治疗脑部疾病药物的主要障碍在于我们对这些疾病的根源还缺乏足够的了解。我们必须从分子层面上研究脑部在正常和病变情况下发生的一系列复杂的反应,并寻找与不同疾病相关联的特异性分子靶点。基于这一目的,以香港科技大学(以下简称科大)为首的跨院校研究项目于2001年获得大学教育资助委员会(以下简称教资会)卓越学科领域计划资助港币2,680万元,开展为期五年的“分子神经科学:基础研究与新药开发”项目的研究。
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