2020/21年度协作研究金 - 合作研究
项目编号：C1006-20WF
项目名称：壹种普适的基于固液界面的高效能量收集框架
项目统筹者：王钻开教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
广泛而有效地收集水能资源是应对全球能源危机的有效方式。传统大型水电设施的建造往往受制于高昂的工程造价以及严苛的高频水源要求。尽管低频水能汲取技术已取得一定进步，其仍然受限于器件较低的能量密度和较差的耐久性。 在此项目中，我们通过系统地研究，开发出一种基于体效应发电机（BEEG）和超滑界面的普适性能量收集平台。项目的主要任务包括探索超滑界面与体效应结构相互作用而高效产能的基本原理，并开发一种能够在各种应用环境（温度与湿度），能量来源（开放式与封闭式），能量形式（连续与非连续），规模（微纳米与宏观）条件下高效运行的能量收集装置。 本项目的提出将引发能量收集设备革新的浪潮，并对整个科学，工程以及技术领域产生深远的影响。
项目编号：C4002-20WF
项目名称：植物液泡的动力学，生物起源与功能的研究
项目统筹者：姜里文教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
液泡是一个被膜结构包裹的细胞器，在调节植物的生长和发育中起着至关重要的作用，但是，在各种植物细胞类型和发育阶段中，液泡的动力学，生物起源和功能仍然难以捉摸。最近的证据支持在各种植物细胞类型和植物细胞发育阶段中可能存在截然不同的液泡形成和功能的独特模型，这种假设正在本研究中验证。在这里，我们提出了一项及时的研究，以结合细胞，分子，蛋白质组学和遗传学方法以及先进的全细胞三维电子断层扫描（ET）和冷冻电镜断层成像技术，扩展对各种植物组织和植物细胞发育阶段中液泡生物起源，动力学和功能的了解。
项目编号：C4023-20GF
项目名称：利用大数据和实时移动感应评估个人的绿/蓝空间.夜间光线.空气污染和噪音暴露及其对健康的影响
项目统筹者：关美宝教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
人们赖以生存的环境对其健康至关重要。但是，大多数相关研究仅根据人们在居住小区中所暴露的一种或两种环境风险因子来分析其对健康的影响。该项目旨在建立顾及众多中介途径和混杂因素的多因子暴露和多健康产出的动态概念框架，以更准确地评估个人在绿/蓝空间(例如公园和海滩)、夜间光线、空气污染和噪音（GLAN）的暴露及其对香港和广州居民健康的影响。数据将通过以下方式获取: (a)创建研究区域中环境因素的高分辨率地理空间大数据集，以及(b)在每个研究区域中, 使用全球定位系统(GPS)和实时移动感应(例如空气质量传感器)收集个人级别的数据。基于以上数据，将检验有关GLAN暴露对健康的直接和间接影响。通过克服先前研究的局限性，研究结果将为制定有效的预防措施或政策并创造健康的生活环境提供可靠的科学依据。
项目编号：C5018-20GF
项目名称：下一代智能建筑关键技术研究
项目统筹者：王盛卫教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
提高建筑能效是实现节能和环境友好可持续发展的重要途径，因为建筑能耗占全球能耗的40%以上，而在香港这一比例可达60%以上。如今，智能建筑技术的广泛应用为建筑能效和管理效率的提升作出越来越重要的贡献。然而，楼宇自动化行业面临着严峻的挑战，同时下一代楼宇自动化技术也迎来巨大的发展机遇。面临的挑战主要包括：建筑能源系统的复杂性日益增长、智能电网和用户交互响应需求日益增加、以及建筑运行数据量日益庞大。机遇来自于物联网技术的发展: 大量物联网(机电)设备的接入提供了便捷与低成本的监控和控制解决方案。构建基于物联网设备的楼宇自动化现场网络并集成到楼宇自动化系统能带来显著能效提升。但是，现有物联网和实时优化技术限制了物联网技术在楼宇自动化系统的实际应用，因为建筑中的大多数控制功能都是实时的，对响应时间和数据传输可靠性有极高要求。
因此，该项目旨在开发用于下一代智能楼宇自动化系统的关键方法和技术。为实现该目标，项目将对复杂集成能源系统特性进行研究,并提出三种基本技术以支持两种先进实时能源管理和优化技术的研发。除了测试和验证外，主要研究任务包括六个方面：(1)复杂能源系统的动态、互作用和不确定性特征量化；(2)基于物联网的集成现场控制网络和人员感知技术研发；(3)能源大数据分析结构研发；(4)分布式实时优化和跨系统协同控制方法研发；(5)实时优化控制技术和策略研发；(6)自动化健康监测和诊断技术研发。
项目将信息技术、数据科学和分布式实时优化引入建筑能源系统优化和楼宇自动化系统。该项目将开发先进技术和工程工具,以引领下一代智能楼宇自动化技术，并在建筑和电网层次挖掘能效潜力。
项目编号：C5031-20GF
项目名称：用以储能的耐用高效的锌-空气液流电池
项目统筹者：倪萌教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
间歇性和地域性的可再生能源的成功应用需要高效和廉价的储能技术。 锌-空气电池是极具前景的储能装置，但锌枝晶生长，锌电极钝化，析氢反应（不利的副反应），及放电过程的氧还原反应和充电过程的析氧反应都过于缓慢等问题制约了锌-空气电池的应用。采用流动的电解液可以有有效解决以上问题，但流动电解液对以上过程的影响机理目前尚未明晰。因而本项目拟专注研究流动电解液对于锌电极和空气电极的一些列物理化学过程的机理，以发展高效耐用的锌-空气液流电池。 我们将采用先进的原位可视化技术和电化学测试技术，及非原位的表征技术进行研究。 我们也将开发基于钙钛矿氧化物的双功能催化剂。除实验研究之外，我们也拟展开数值研究，以深入探讨流动电解液的影响，及优化电池的操作和结构参数。 本项目的成功实施将极大推动高效耐用的大规模储能电池技术的发展。
项目编号：C6006-20GF
项目名称：建设可抵御极端风暴的安全城市森林
项目统筹者：梁钧教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
近年各大城市大力提倡城市绿化工程，意在恢复已建成环境的生态系统，建设城市森林。过往香港政府投资数亿港元种植树木和建设城市森林，但是，由于当前气候变化，飓风、台风等自然灾害频发，导致大量树木损毁。现存的城市树木风险评估方法主要利用视觉手段对地表以上的树木健康进行定性的判断，此方法仍较为经验及主观的。截至目前，对树根锚固能力的科学研究仍然严重缺乏，相关课题未给予足够的关注和重视。由于城市中存在大量高密实土层用于承担路面荷载，而树根在这些土层中难以生长及获得足够锚固能力，这是造成了树木连根拔起现象的一个主要原因。为了建设更加能抵御风荷载的城市森林，下面两个关键问题和挑战必须解决：
1. 能否对城市土壤改良以促进根系生长并获得足够锚固？
2. 如何建立具有科学依据的评价方法用于定量估算树木的稳定性？
当树受风荷载作用时，估算树根的锚固强度和稳定性需要考虑风-树根-土之间的相互作用，其中包含的科学机理十分复杂，需要运用大量跨学科理论进行研究。在这次的合作项目中，一个由树木生态学家、土壤科学家、结构工程师、岩土工程师和风险工程师组成的团队，将结合他们的专业知识和技能致力于克服上述两个挑战。我们将树视为一个承受动荷载的非线性柔性结构，该结构系统能够通过材料力学及工程理论进行定量的分析。通过结合现场原位实验、物理模型试验、数值仿真试验和可靠性分析，本项目将得出下列两个主要成果：
1. 提出一种由生物炭改良的结构性土壤，用以提高树根生长和增强锚固能力；
2. 建立能够定量分析城市树木风险的动态树木计算模型。
该项目的研究成果将为树木专业人士和工程师提供新的理论知识体系和工程设计工具，用以评估城市树木的稳定性。这些新的知识和工具能够帮助该领域从业者在建设能够抵御极端风荷载的未来城市森林方面做出更具有科学依据的决策。
项目编号：C6009-20GF
项目名称：设计的原子系统中量子物质的新物相
项目统筹者：曹圭鹏教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
对新量子物质不断增长的需求推动了合成系统的设计。在众多候选对像中，超冷原子和分子提供了系统特性可以根据需求自由调整的合成量子材料。这种可操作性为发现可以驱动和革新现代技术的量子物质的新相位提供了一个绝佳的机会。
在过去的几年中，我们见证了对量子物质理解前所未有的进步，发现了在自然界普遍存在的非平凡拓扑，耗散和相互作用。然而，我们对这些尖端量子物质的理解常常受到系统固有的复杂性阻碍。在这个项目中，我们旨在通过使用人为设计的，并以可控的方式将实验研究与最小的理论模型相结合的原子系统克服这一问题。
在该项目中，我们将对具有非平凡拓扑，相互作用和耗散的基础哈密顿量进行量子模拟，然后开发出一套先进的工具和方法来模拟由超冷原子和分子组成的量子物质的新相位。为了创建，表征和理解新颖量子物质背后的物理原理，实验组将使用各种最先进的平台，并在包括原子的自旋轨道耦合，非碱金属原子和超冷极性分子等方面与理论组进行密切合作。
项目编号：C6011-20GF
项目名称：高性能长寿命碱性膜燃料电池的开发
项目统筹者：邵敏华教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
碱性膜燃料电池是已经商业化的质子交换膜燃料电池可能替代品。在过去的十年中，廉价催化剂的应用以及其它部件在高pH电解液中的良好稳定性，碱性膜燃料电池有了很大的发展。尽管如此，碱性膜燃料电池仍处于早期阶段，缺乏系统化的研究。该协作项目旨在通过使用非贵金属催化剂，复合碱性膜，并优化膜电极组件和燃料电池系统来提高碱性膜燃料电池的性能。该项目的成果将对下一代碱性膜燃料电池技术的发展产生重大影响，并使它比以前更接近于商业化。
项目编号：C6012-20GF
项目名称：环境射频波的运用与操作
项目统筹者：穆乐思教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
无线通信的出现改变了人类的交流方式，并创建了一个移动信息社会。 这场革命的基础是使用了射频波来传送信息。 现在，无论在室内还是室外，静止还是移动，我们几乎可以在任何环境中进行通信。而更具描述性的是，环境射频波可被视为“雾”一样的能够到达各处。
我们是否可以利用现有的环境射频波为我们带来利益，而又不需额外增加对环境的射频传输？答案是可以的，一些重要的应用而不需要附加额外的射频波包括（a）导航和安全的感测和成像；（b）透过使用智能表面来增强未来的无线通信；（c）开发新的通信规范，以及（d）将周围的射频能量收集到功率传感器。尽管这些应用中的每一个都很有趣，但仍需要进行大量且深入的研究来充分发挥环境射频波的潜力。
此研究计划的任务是开发理论和技术，以利用环境射频波造福人类。 我们将通过涉及物理学，电磁学，信号处理，无线通信和人工智能的多学科研究来开发尖端技术。 除学术界以外，利用周围的射频波亦可带来巨大的商业利益和影响，这包括技术转让，增强服务以及在健康和环境领域中的无数应用。
项目编号：C6014-20WF
项目名称：聚集诱导发光新体系：解决生物成像中存在的问题并开发新的生物应用
项目统筹者：唐本忠教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
由于具有实时、原位可操作性、无创性等优点，荧光生物成像在生物学研究、疾病诊断和荧光导航手术治疗领域中已成为可视化生物标志物和动态过程的不可或缺的工具。然而，利用传统有机发光分子进行生物成像存在着严重的光漂白、低的信噪比、有限的穿透深度和聚集引起的荧光猝灭等问题。相比之下，具有聚集诱导发光特性的分子及由其制备而成的纳米粒子可以免受这些顽疾之苦，表现出独特的光学特性，比如高效的固态发射，大的斯托克斯位移，强大的抗光漂白性质，高的信噪比，高效产生活性氧的能力和良好的生物兼容性。因此，聚集诱导发光技术的发展可能会引发一场生物成像的革命。本课题将设计和合成具有近红外二区发射波长、超长室温磷光和化学发光特性的新型聚集诱导发光分子。这些分子有望改善传统发光体系在生物成像中的问题，并实现高信噪比和深层组织穿透的活体生物成像。这些新体系的工作原理以及结构与性质的关系将有助于将来设计具有良好生物兼容性和性能卓越的新材料，以广泛应用在生物医学领域。由这个课题挖掘出的新设计理论、材料和技术将会使得有机荧光分子的设计更上一层楼，从而进一步深化我们对聚集态光物理过程和介观领域的理解，最终也有利于提高当地工业和临床医学的竞争力。
项目编号：C6016-20GF
项目名称：通过胶体和金属系统研究超细多晶到无序玻璃态过度区
项目统筹者：韩一龙教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
晶体和玻璃（即无定形固体）是固体的两种基本形式，已经分别研究了数十年。在这项研究中，我们将研究两种固体的交叉态来连接两个领域，即（1）超细晶粒的多晶和（2）晶体-非晶复合物。这两种类型的材料具有独特的性能，但是制备难度大，固体内原子的运动也无法测量，因此对机理的了解很少。我们将通过使用胶体，颗粒和金属合金来克服这些困难。
对于第一类晶体-玻璃交叉态，即超细多晶，我们的初步模拟揭示了一种新颖的制造方法，即压缩由软粒子和硬粒子组成的多晶体。我们将使用新型胶体首次实验制备这种压缩导致的超细多晶，并研究其形成动力学和机理。这项工作可以指导原子系统中超细多晶的制备。
最近我们用金属制备出第二类交叉态，即晶体-非晶态复合材料，包括新型NiTi超级合金，它具有非凡的性能，例如抗疲劳寿命创世界纪录。我们将改进制造配方，以进一步提高合金性能。制备晶态-非晶态复合材料主要靠经验性尝试，而对其微观形成过程和机理了解甚少。我们将对胶体和颗粒组成的复合材料施加压缩或剪切，首次在单粒子精度上研究这些问题。
微米胶体粒子及其热运动可以在光学显微镜下看到，甚至可以看到晶体或玻璃态内部，所以是一类有力的模型系统，不仅可提供晶体和玻璃态的重要微观信息，而且能提供有关多晶-玻璃态过渡材料的信息。另外，厘米大小的颗粒也是玻璃态研究中的一类模型系统，但以往很少被用在多晶研究中。我们将用胶体和颗粒制备晶体-玻璃态复合材料，其结构可设计调控，这在原子系统中很难做到。
这项工作将为理解晶体-玻璃态过渡区域的基本问题开辟新的途径，例如结构和缺陷运动如何影响材料性能。此外，我们将研究多晶和玻璃的一些经典结果是否在它们的交叉材料中仍然成立。本研究通过实验，模拟和理论建模，将金属的宏观特性与胶体的微观动力学联系起来，对基础材料科学和工程材料制备很有意义。该结果对于理解异常材料特性的机理，以及指导超金属纳米晶体和复合材料的制造很有帮助。
项目编号：C6017-20GF
项目名称：运用天体物理和宇宙学的工具探索暗物质之谜
项目统筹者：刘滔教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
从微波背景辐射到大尺度结构以及星系旋转的观测中所发现的暗物质是宇宙中最神秘的谜团之一。天体物理学家和宇宙学家已经精确地测定：暗物质占宇宙中物质的84％，而恒星和气体仅占16％。数十年来的研究使科学家们逐渐达成一个共识，即暗物质主要由某种未知的质量非零的粒子构成，尽管其中一部分可能仍由某些特殊天体（例如原初黑洞）解释。这种共识很自然地提出了一个问题，即如何将此类暗物质粒子纳入粒子物理学理论，因为在粒子物理的标准模型中并不存在合适的暗物质候选者。
在过去的几十年中，粒子物理学家们通过拓展粒子物理的标准模型提出了各种各样的暗物质理论。其中，以具有微弱相互作用的非零质量粒子（WIMP）为基础的暗物质理论尤具影响力。这个理论潜在地将暗物质与电弱对称性破缺联系起来。它不仅解释了暗物质的丰度，预测了暗物质粒子的质量为电弱能标级别，并且可以影响在大型强子对撞机上发现的希格斯粒子的性质。但是，目前为止此类暗物质粒子从未在大型强子对撞机或其他实验中被观测到。这种情况促使科学家重新评估现有的暗物质理论和实验策略，并提出新的想法。
在此CRF（协作研究金) 项目中，我们将利用香港粒子物理学家，天体物理学家和宇宙学家的专业知识，以及詹姆斯.韦伯太空望远镜（JWST）的首批预期数据来探索暗物质的本质。哈勃和斯皮策等大家熟知的太空望远镜对暗物质研究产生了深远的影响。作为新一代的太空望远镜，JWST具有无与伦比的在近红外和中红外对研究目标进行透镜成像的能力 。这将使我们一方面可以找出原初黑洞对暗物质的贡献的上限；另一方面可以在WIMP暗物质和Fuzzy 暗物质（WIMP暗物质的一种替代理论）之间确定更受支持的暗物质候选者。如果JWST的首批数据晚于预期，作为备用方案，我们将继续利用哈勃太空望远镜的数据研究暗物质的性质。通过这些努力，我们期望香港团队将首次提供世界领先的有关暗物质本质的图像。
项目编号：C7003-20GF
项目名称：利用化学生物学手段研究细菌pseudaminic acid 的生物过程
项目统筹者：李学臣教授
院校名称：香港大学
项目摘要
对当前所有临床使用的抗生素均具有广泛耐药性的细菌性病原体的出现，已引起了全球公众的恐慌。长期以来，抗生素资源的短缺和新抗生素研发的缓慢，凸显了加强针对细菌性病原体和抗菌作用新靶目标基础研究的迫切性。 Pseudaminic acid作为一类酸性九碳单醣，广泛存在于革兰氏阴性致病菌的表面多醣和糖缀合物中。细菌表面多醣与细菌致病性、毒力、菌膜形成、菌落形成、宿主识别、宿主模拟和免疫逃逸等过程密切相关。尽管如此，pseudaminic acid及其糖缀合物的相关生物学意义和治疗学价值在相当大程度上仍属未知。在本项目中，我们将透过整合化学与生物学，发展一套化学生物学工具以研究细菌pseudaminic acid参与的生物学过程。
项目编号：C7005-20GF
项目名称：基于DNA编码多糖分子库发展以流感病毒血凝素蛋白为靶点的多价抑制剂应用于新型抗流感药物的研究
项目统筹者：李笑宇博士
院校名称：香港大学
项目摘要
甲型流行性感冒对香港的公共卫生有着严重而持续性的威胁；尽管当前由新型冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的COVID-19大流行不属于流感，但也造成了全球公共卫生的危机。当今用于临床的抗流感药物已经面临严重的耐药性问题，带来了对流感大流行的极大关注，并使人们认识到寻找下一代抗流感药物的迫切性。本项目将使用一种新型的药物发现技术：DNA编码分子库（DEL），针对对流感病毒血凝素（HA）进行药物研究。HA是流感病毒对宿主细胞毒感染中起关键作用的一种蛋白。本项目将建立具有数十亿个化合物规模的分子库，识别有效的HA抑制剂，并以此为基础开发潜在的抗流感药物。
项目编号：C7009-20GF
项目名称：真核生物复制机器的结构和分子机制研究
项目统筹者：翟元梁博士
院校名称：香港大学
项目摘要
在真核生物细胞体内，DNA复制过程是在染色质的环境下进行，其过程受到严格调控，以确保整个基因组的准确遗传。相关的调控混乱会导致严重后果。DNA复制机器replisome由三个核心组件构成：负责在复制叉打开DNA双链的CMG解旋酶，以及两个复制单链DNA的DNA聚合酶。在过去的数十年，真核生物DNA复制已经被广泛研究；而体外重组复制过程在近年更是得到长足发展。然而，replisome在染色质环境下复制DNA以及表观遗传信息的具体分子机制，还很不清楚。
生物大分子高分辨结构的解析，是揭示生物学过程分子机制的关键。随着冷冻电子显微镜在结构生物学研究的突破性进展，DNA复制相关复合物的冷冻电镜结构开始逐渐出现。最近，我们研究课题组与其他的合作团队共同解析了一系列的DNA复制复合物冷冻电镜结构。这些结构信息连同其他课题组所解构的复合物，让我们对DNA复制调控开始有全新的认识。
在此协作项目中，我们将利用冷冻电镜技术，进一步研究真核生物的replisome。同时，我们也将从不同角度，利用蛋白子组学、化学生物学以及生物物理多种方法，在分子水平探究replisome各个组分在染色质DNA复制过程中的功能。本项研究的开展，将帮助我们深入了解真核生物replisome在正常以及压力条件下的作用机制。相关研究信息所提供的结构框架，将有助于高特异抗癌药物靶目标筛选。
项目编号：C7018-20GF
项目名称：湿度调控–迈向稳定及高效的柔性钙钛矿太阳能电池
项目统筹者：Professor Aleksandra B. Djurišić
院校名称：香港大学
项目摘要
为了实现太阳能的更广泛应用，开发成本低、能源回报期短的太阳能电池技术十分必要。利用卷对卷印刷技术制备柔性太阳能电池因其成本低廉且适用于多种新兴光伏技术，已受到广泛研究关注。钙钛矿太阳能电池作为一种极具潜力的新兴光伏技术，目前已实现优异的能量转换效率（刚性衬底电池效率>25%），超越了许多成熟的光伏技术。与此同时，钙钛矿太阳能电池亦具有对潮湿、光照、加热等环境因素极为敏感的缺点。柔性衬底材料的水氧渗透率通常较高，同时机械应力导致柔性衬底导电层电阻增加，使得柔性电池的稳定性缺陷更为严重。针对这些问题，我们将研发特制的聚合物柔性导电衬底，利用阻隔涂层以提高聚合物材料的疏水性，降低水汽透过率，将金属网格嵌入聚合物衬底以提高底部电极的机械强度和化学稳定性。我们将在电荷传输层和钙钛矿活性层中添加有效抑制离子迁移的界面层，从而提高电池在工作时的稳定性。最后，我们将研发适用于柔性太阳能电池的封装技术和材料，从而同时降低环境中水氧的渗入及电池中铅的浸出，实现钙钛矿太阳能电池的设计保障安全理念。我们将详细研究电池降解机理与电池结构、衬底修饰和封装方案的关联，从而进一步优化电池设计，实现兼具高效率和高稳定性的柔性钙钛矿太阳能电池。对太阳能电池进行基于国际标准的实验室稳定性测试及户外稳定性测试将令我们深入理解降解机理，并建立钙钛矿电池在实验室加速降解测试结果与实际户外工作寿命的关联。这些研究工作将进一步推动钙钛矿太阳能电池的发展，加快实现这一极具潜力的新兴光伏技术的实际应用。
项目编号：C7026-20GF
项目名称：利用细胞特异性蛋白组学和蛋白结合组学研究神经发育和衰老中的蛋白质稳态
项目统筹者：郑超固博士
院校名称：香港大学
项目摘要
蛋白质合成和降解的调控（又称蛋白质稳态调控）对神经系统的发育以及避免神经退化十分重要。人体中蛋白质稳态的异常可能导致多种神经发育疾病，以及神经退行性疾病（如帕金森氏病）。此研究项目将采用跨学科的化学生物学方式，分离来自神经系统中特定神经细胞的蛋白，并同时鉴定出与他们结合的蛋白。这种新的研究方法将有助于神经发育和神经退化的分子机制的研究。具体而言，此项目将应用这新方法，研究分子伴侣在神经发育和衰老中的功能。分子伴侣是一类可以帮助其他蛋白折迭和稳定的蛋白，在神经退行性疾病中，分子伴侣通过与下游靶蛋白结合，参与稳定这些具有神经保护功能的蛋白。此项研究将鉴定出在帕金森氏病中，与分子伴侣结合的神经保护性蛋白。总体而言，本项目的目标是建立一种新的研究方法，来揭示细胞特异性蛋白表达和蛋白-蛋白相互作用，并利用此方法发掘可能的神经退行性疾病中的新型药物靶点。
项目编号：C7033-20GF
项目名称：解析内源性CRISPR-Cas系统的生理功能和调控以将其应用于基因编辑和基因治疗：type I-F系统作为一个范例
项目统筹者：闫爱新博士
院校名称：香港大学
项目摘要
基因组编辑对于了解微生物的复杂生物学并充分释放其致病性或应用潜力至关重要。近年来，基于CRISPR-Cas的遗传技术的出现彻底改变了我们靶向和改变DNA序列的能力，从而使基因组编辑变得高效而简单。尤其是class 2 CRISPR-Cas介导的编辑技术，由于仅需单个多功能核酸内切酶Cas9或Cas12a即可进行DNA干扰，已被广泛用于多种生物和细胞系中的基因操作。然而， class 2 CRISPR系统仅代表自然界中所有CRISPR-Cas系统的10％，它们在细菌基因组编辑中的应用受到很大限制。种类最多，分布最广泛的CRISPR-Cas系统是class 1 type I系统，占迄今为止所鉴定的的所有CRISPR-Cas系统的50％。这种类型的CRISPR-Cas系统依靠称为Cascade的多组分效应器复合物来干扰DNA，并具有扩展基于CRISPR的工具包的潜力，具有class 2系统无法获得的独特优势。因此，本项目利用以PA154197编码的I-F 亚型CRISPR-Cas系统作为范例，全面而有系统地解读天然I型CRISPR-Cas系统的调控和生理功能，并将发现结果转化为I-F CRISPR-Cas介导的基因组编辑和转录调控技术。本项研究将为理解和开发在自然界中占90％的class 1 CRISPR-Cas系统及用于基因组编辑和生物技术开发方面提供一个研究框架。
项目编号：C7035-20GF
项目名称：用于高效稳定发光二极管的低维钙钛矿材料：材料，器件和基理
项目统筹者：蔡植豪教授
院校名称：香港大学
项目摘要
具有量子约束效应优势的零维量子点和准二维钙钛矿的低维卤化物钙钛矿发射器已成为具有高色纯度，宽色域，低成本和简单溶液法的新型革命性半导体，可呈现生动自然且具有成本效益的色彩显示器。然而，钙钛矿材料通常由于湿度，光和/或升高的温度而表现出环境不稳定性，这显著地阻碍了它们在发光二极管中的应用，在该发光二极管中，所报告的寿命通常在几分钟左右。此外，虽然蓝色，绿色和红色发射器是显示应用程序的主要组件，但是蓝色发射器的效率目前落后于绿色/红色发射器。尽管面临着艰巨的挑战，但两类低维钙钛矿发射体的性质对其组成和合成条件都极为敏感，这通过设计其成分，结构和质量开辟了增强光致发光量子产率和环境稳定性的潜在途径。同时，为了获得性能良好且稳定的多层结构钙钛矿二极管，目前对电荷传输层材料，界面工程和缺陷钝化的研究至关重要，但仍无定论。另外，器件物理，操作和降级机制对于优化器件性能以及了解性能随时间的劣化以实现钙钛矿二极管的实际应用至关重要。我们建议对钙钛矿二极管的理论建模和实验分析进行全面研究，涵盖材料，器件以及对相关物理过程的基本理解。我们的目标是（1）从根本上理解低维钙钛矿合成与成分，成核和非辐射缺陷形成之间的关系﹔（2）开发用于高发光和稳定钙钛矿发射体的实用材料合成方法﹔（3）建立设备体系结构在PeLED中产生了高性能﹔（4）阐明了多层结构中的材料与设备性能之间的关系﹔及（5）实现了最新的低尺寸钙钛矿二极管。
项目编号：C7038-20GF
项目名称：复杂环境下离岸风机性状的综合研究
项目统筹者：杨峻教授
院校名称：香港大学
项目摘要
风能作为一种颇具前景的可再生能源，为长期减少温室气体排放提供了巨大的空间。海上风能，尤其是对于有广阔海岸线及人口稠密的经济体(包括香港和中国大陆)来说，更是一个有吸引力的选择。近年来，全球海上风机产业在高速发展的同时给研究人员和工程师带来了许多新的问题和挑战。本项研究的主要目的是通过联合土动力学、岩土工程、结构动力学、空气动力学和流体动力学等多个学科，更全面地构建对海上风机系统在复杂环境中的性能及其中的关键机理的认识。研究将提供第一手的数据、先进的模型和认知，从而发展更加经济和安全的设计。作为香港首个该类型项目，这项跨学科研究将为海上风能的开发利用做出贡献。
项目编号：C7047-20GF
项目名称：以创新组装合成建筑法提升高层住宅建筑之总体因素可持续性
项目统筹者：潘巍教授
院校名称：香港大学
项目摘要
香港是一个人口密度极高的大都市，可开发的土地资源非常有限，使得建造高层住宅成为了常态。然而，香港建造业是一个劳力和资源密集型行业，建筑成本极高且涉及多方面的环境问题。探索创新科技为香港提供高效及可持续的高层住宅建筑，是一项既迫切又重要的工作。组装合成建筑法（MiC）就是这样一种创新的方法。但是，尽管人们对MiC的兴趣与日俱增，高层建筑的MiC尚未形成成熟的科学体系，并且针对可持续性的MiC结构设计和材料使用还存在着理论和方法论上的知识鸿沟。本研究旨在解决一个基本问题：“创新的MiC能否帮助优化提升高层住宅建筑的可持续性，以及如何实现？”项目具有三个目标：（1）基于系统辩证法理论，针对高层住宅建筑提出一个新的总体因素可持续性（TFS）的概念，通过整合环境，社会和经济可持续性以及利益相关者价值来构建TFS度量框架，并建立新颖的可基于AI方法进行优化的TFS方法和指标；（2）建立以创新MiC提升高层住宅建筑可持续性的科学基础，从而在结构设计，结构材料，隐含碳和运行能耗四个方面进行创新；（3）开发和验证MiC工程解决方案，以通过实验室测试和真实项目的行动研究来优化TFS，从而最大程度地发挥研究影响力。该项目计划在36个月内分相互关联的三个阶段完成，以实现项目目标。
2020/21年度协作研究金 - 设施/设备
项目编号：C4012-20EF
项目名称：香港的太赫兹之窗
项目统筹者：李华白教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
我们将建造一个天文相机并安装于格陵兰望远镜（GLT）。包括GLT在内，全球只有三座大于10米的亚毫米望远镜。该相机不仅可以确保香港天文学家的观测时间，而且是第一部由香港领导制造的专业天文仪器。从古老的星系，银河系恒星形成到超新星遗迹，此相机是探索广泛天文学现象的新窗口。
项目编号：C4015-20EF
项目名称：地球生物基因组计划：香港
项目统筹者：许浩霖教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
了解地球上的生物多样性不仅仅是科学利益，因为它还可以指导如何以可持续的方式最大限度地利用其资源。这在科学和社会上都是重要的。在科学方面，它将使人们对地球上生物的进化和相互作用有更好的基本了解，而在社会上，它将使新应用程序的开发以及可持续利用资源成为可能。
地球生物基因组计划已被描述为生物学的月球计划，旨在对包括动物，真菌和植物在内的地球上所有真核生物的基因组进行测序，分类和分析。类似的举措已经在世界各地启动，包括英国的达尔文生命之树项目，该项目旨在在第一阶段对该国的所有真核生物进行测序。目前，香港的研究人员不在讨论之列。
在这项建议中，我们建议购买最先进的基因组测序仪，并建立一个来自香港所有大学的研究者网络，以研究基因组学和生物多样性。这是建立香港生物多样性基因组研究中心并与地球生物基因组计划携手合作的关键的第一步。
揭示包括香港在内的世界各地的所有动物，真菌和植物的基因组的好处将为解决人类社会当前的许多问题提供信息基础。这些好处的范围可能包括：加深对气候变化下生物多样性如何演变的认识，濒危物种的保护，提供生态系统服务，发现用于新技术发明和发展的隐藏生物知识。
项目编号：C4028-20EF
项目名称：用于极端情况下量子信息和量子材料研究的综合物理测量系统
项目统筹者：杨森教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
量子科技被认为是会替代传统经典信息技术成为未来科技支柱的新科技。高性能量子传感器，量子计算器和量子通讯网络，以及用新的量子材料制作的新一代电子和光电子器件会大大改变人们未来的生活。为了全面的研究这些量子现象，研发新的量子材料和设备，需要新的仪器和新的研究方法。为了能观察和研究量子现象，往往需要到极低温和强磁场的极端实验条件，否则热噪音和涨落等因素会干扰量子现象的产生。这个合作研究项目目标就是安装香港首个在极端环境的光学电学平台研究平台，这个平台在超低温（可以到0.01开尔文以下）和矢量强磁场下实现高精度的测量。这个合作团队由香港四间大学的10个研究组组成。通过这个设备，结合他们的专长，这些研究者得以进入全新的科研领域进行探索，发现新的物理现象，研究新的科技，同时在这个过程中跟香港以及世界上的研究者进行广泛的合作。
项目编号：C5045-20EF
项目名称：用于活细胞和动物组织成像的超高分辨率荧光显微镜平台
项目统筹者：梁润松教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
荧光显微镜是生命科学或生物医学研究中不可或缺的工具。样本通常经过荧光标记，然后使用荧光或共聚焦显微镜成像。这两种成像的分辨率最高约为200纳米。在过去的十年中，各种超高分辨率荧光显微技术的发展和普及让研究人员进行克服200纳米极限的超细生物结构成像。这些超高分辨率显微镜技术包括结构照明显微法（SIM），随机光学重建显微法（STORM）和受激放射消去显微法（STED）。早期的超高分辨率显微镜，包括香港理工大学生命科学中心实验室提供的显微镜，存在一些常见的问题，而这些问题往往阻碍了荧光信号在活和厚的生物样本的探测和成像。例如，SIM仅将分辨率提高一倍（至100-115纳米），并且会在某些情况下出现假影，而STORM则不太兼容活体样本。此外，SIM和STORM均不适合对生物组织或其他厚的样本进行成像。为了解决采用超高分辨率显微镜进行活细胞和动物组织成像的迫切需求，我们提议购买新一代的STED显微镜。新一代的STED显微镜可以通过几种方法来克服上述缺点，包括采用白光激光系统以提高荧光染料的兼容性，时闸信号探测以提高横向分辨率，以及加入新的激光消耗光路以提高纵向分辨率。这些新功能将帮助拟议的STED系统填补SIM与STORM之间功能上的重要空白，并使研究人员能进行活细胞（分辨率高于SIM）和动物组织（不兼容STORM）的超高分辨率成像。此系统将能够支持广泛和重要的研究领域，包括细胞和癌症生物学，以及神经科学和神经系统疾病的研究。
项目编号：C6002-20EF
项目名称：用于异质性整合的高精度磨片机和键合机
项目统筹者：潘永安教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
异质性整合是一种先进的封装技术，涉及多种不同的材料、工艺、元器件和微系统，其目的是在单个芯片上实现多功能系统。该项目申请旨在整合最先进的工艺设备，建立一个用于异质性整合的协作研究平台。这将需要购置三台相关联的、目前在香港尚不可用的工艺设备：一台高均匀度的芯片/晶圆抛光机，一台高精度的芯片对芯片/芯片对晶圆键合机和一台高压力晶圆对晶圆键合机。芯片/晶圆抛光机将用于键合之前的表面化学机械平坦化（CMP）和抛光，这是异质性整合中必不可少的步骤。芯片对芯片/芯片对晶圆键合机可实现高精度键合（键合后精度为0.5 μm）。值得注意的是，该机器上键合头可以吸取小至0.5×0.5 mm的芯片。晶圆键合机最高温度可达550 ºC，最高键合力为100 kN。我们相信，以上所述的三台设备将会为研发新一代高性能异质性整合的器件和系统提供必不可少的协作研究平台。
项目编号：C6008-20EF
项目名称：促进跨领域研究的多功能成像和光谱学平台
项目统筹者：陈浩斌教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
这项目旨在购置一部多功能成像和光谱系统，用于香港的跨学科学术和工业研究。通过将原子力显微镜与红外和/或拉曼光谱法相结合，该设备能够提供空间分辨率低于约10纳米的化学成分分析。与受衍射限制的传统光学技术相比，分辨率提高了100倍以上。该仪器将提供纳米级化学成分和物理性质分析, 可用于从二维材料和半导体纳米线到软聚合物表面和生物结构等材料。购置该仪器将大大提高香港的材料分析能力，为跨学科研究提供新的机会，并为学生提供培训。
项目编号：C6022-20EF
项目名称：富铟 MetalJet: 用于S-XRD和SAXS的明亮的双波长X射线源
项目统筹者：韦慈恩教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
富铟金属喷流装置是一种新型的高亮度双波长X-射线光源，可利用高强度电子束轰击由镓与铟组成的液态金属合金而同时产生软硬两种X射线。这种设备可以在两个不同的端口导出不同波长的X光同时进行单晶衍射和小角X光散射，为生物，化学和材料科学提供高精度，互补的重要结构信息。全香港从事相关学术研究的科学家都可以利用，受益于这一新型装置提供的高亮度或特殊波长的X射线。这一新装置估计至少可用10年，将安装在香港科技大学的一处安全设施中，由富有经验的专业技术人员操作和管理。
项目编号：C7034-20EF
项目名称：质谱流式﹕一种用于化学生物学和精准医学的新颖单细胞技术
项目统筹者：孙红哲教授
院校名称：香港大学
项目摘要
随着我们对生命科学的不断深入研究，越来越多的科学问题需要我们从单细胞水平进行探索，以帮助我们更好地阐释生物体系中重要的生命过程。 “精准医学”旨在找到个人化诊疗方案，是新医学时代必然的发展趋势。质谱流式是一种新兴的、具有高通量和高通道的单细胞技术。与其他传统的单细胞技术（例如流式细胞术）相比，质谱流式具有较低的背景和较高的多通道检测能力，这使其能提供细胞更全面的信息。鉴于早期诊断及预后在癌症治疗中的重要性，本项目旨在建立基于流式质谱的精准医学平台，实现癌症早期诊断，预后及精确的癌症分型。此外，本项目还将通过对肿瘤组织的原位多重成像来探索癌症发展的潜在机制。通过大量的临床样本分析，我们希望找出与不同类型癌症及癌症不同阶段相关的生物标志物，以指导个人化治疗。本项目的实施将有利于加强化学，医学和生物学在内的多学科研究，同时能帮助我们更深入地了解癌症发病机制，以研制更有效的抗癌药物。
2019冠状病毒病及新型传染病相关的一次性研究计划 – 合作研究
项目编号：C1105-20GF
项目名称：厨余转化的医用纺织品透过静电纺丝制备生产防护服和个人防护装备可减少新型冠状病毒及其他传染病的传播
项目统筹者：连思琪博士
院校名称：香港城市大学
项目摘要
自新型冠状病毒（COVID-19）爆发以来，为减少病毒传播风险，医疗机构中的个人防护装备（PPE）需求骤增。由于前所未有的需求增长，PPE全球供应链出现严重短缺。此外，由于实施感染防控，医疗废物大量增加。因此，研究利用各项集成技术，以生物提炼物料回用方法解决全球医疗废物负荷和PPE短缺这两个问题，显得尤为迫切。
该项目透过研究厨余转化技术，以静电纺丝制备无纺医用布料用于医疗防护装备，以减少新型冠状病毒的传播。项目将结合静电纺丝和静电喷涂，及使用源自废物的可生物降解聚合物，开创疏水表面工程领域的崭新研究方向。此外，亦会针对该款全新可持续生物医用纺织品的生产技术，在环境和经济方面的影响和效益进行评估。
项目编号：C1115-20GF
项目名称：香港破产重组法例及政策: 新型冠状病毒疫情的挑战及展望将来
项目统筹者：温慧仪教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
随着2019冠状病毒病疫情的爆发，申请破产的公司将大幅增加。虽然香港的破产制度在过去几次危机中运作良好，但无法保证它在这次危机中还能继续发挥作用。本研究旨在评估现行的破产及重组相关法律能否有效的拯救面临财务危机但仍有经济价值的企业。我们综合了法律、政治学、会计和金融学等跨学科的研究方法，利用实证数据分析来检视现有框架的局限性， 评估替代方案的成本，并分析疫情对香港破产及重组相关法律的长远影响。我们以中小型企业为重点研究对象，探讨香港是否应采用以普遍停止履行商业租约为基础的立法模式。该研究将为香港及亚太区的学术和政策界带来巨大影响。
项目编号：C1134-20GF
项目名称：一种新颖的疫苗接种策略：使用微型机器人平台进行DNA疫苗递送和抗原呈递
项目统筹者：孙东教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
针对目前正在开发的疫苗，无论是基于基因抑或蛋白质，均须考虑如何准确及定量地递送至靶细胞，此项目建议使用微型机器人平台开发一种新颖的疫苗接种策略，以实现DNA疫苗的递送和抗原呈递。在传统的疫苗接种策略中，裸露的DNA和蛋白质疫苗容易被血清核酸酶降解，并迅速丧失其活性。相较之下，此项目建议使用微型机器人，凝缩并掩盖DNA或蛋白质疫苗以进行体内递送。此方法为持续和局部的抗原呈递可用性提供了新机会。 首先，我们将通过3D激光光刻技术开发基于水凝胶的可降解微型机器人。其次，我们将对两种类型的微型机器人进行功能化。一种可以定量携带DNA疫苗并将其运输到抗原呈递细胞。另一种使用明胶纳米颗粒作为载体，在降解后将抗原直接递送至淋巴结中的树突状细胞。最后，我们将应用这些功能化的微型机器人开展临床前动物测试。
项目编号：C1143-20GF
项目名称：适用于香港医疗系统的韧性PPE供应链：2019冠状病毒疫情的当前应对及未来对策
项目统筹者：严厚民教授
院校名称：香港城市大学
项目摘要
从COVID-19爆发以来，除了开发疫苗之外，各国政府，国际卫生组织和医院都呼吁对个人防护装备（PPE）进行战略性储备。我们组建一个由供应链管理，需求预测和公共医疗保健领域的专家合作团队并建议香港的卫生系统将PPE的管理从传统的物资采购管理提升到供应链的战略性管理角度， 并建立具韧性的个人防护装备供应链。我们计划从PPE需求预测开始， 预测常规，意外事件和危机等不同场景。我们将应用有关PPE供应链韧性的指标如供应链最长保障时间， 供应链最短恢复时间等对香港PPE供应链进行压力测试。为了应对当前的COVID-19和未来可能发生流行病， 我们的最终任务是整合供需双方，为个人防护装备的战略性库存，公共政策制定和人力资源的配置提供由数据驱动的预测和解决方案。
项目编号：C2103-20GF
项目名称：调查SARS-CoV-2对原发性纤毛和神经系统的侵入和感染
项目统筹者：许凤环博士
院校名称：香港浸会大学
项目摘要
新型冠状病毒COVID19在全世界已经累积了近一亿宗病例，并造成了这个时代最严重的健康威胁。它导致了自二战以来最大的全球医疗和经济危机。因此，当下迫切需要一种制止这种病毒的解决办法。透过了解SARS-CoV-2病毒进入细胞的机制将有助于研发有效封锁病毒在人类
最近的临床证据证实了SARS-CoV-2病毒可以侵入人脑。此外，新的证据也揭示了SARS-CoV-2感染对神经系统的广泛影响。到目前为止，与SARS-CoV-2感染直接相关的神经损伤，或者病毒如何侵入神经元，仍然不为人所知。
ACE2是第一个已知的通过SARS-CoV-2病毒刺突蛋白结合而侵入宿主细胞的人类受体。最近的研究表明，神经肽1（NRP1）可作为一种辅助因子以增强病毒的感染性。有趣的是，ACE2和Nrp1都在神经元中呈现，并定位于初级纤毛。初级纤毛是一种细胞表面突起的细胞器，对感知细胞外的刺激和信号转导非常重要。这些观察结果暗示了初级纤毛作为病毒进入点的可能性。在这里，我们的目的是研究SARS-CoV-2在初级纤毛的侵入和感染，以及使用一种经改良从而呈现人类ACE2受体的老鼠模型，来研究SARS-CoV-2感染的神经生物学。
该项目的完成将为SARS-CoV-2感染的神经发生和宿主侵入机制提供新的认识。鉴于神经病变往往导致不可逆转的长期后果，了解SAR-CoV-2感染的神经生物学有助于早期诊断、预防和缓解COVID19病例的不良神经结果，从而减少COVID19大爆发对医疗保健、社会和经济造成的长期负担。
项目编号：C4139-20GF
项目名称：评估和实施非药物干预措施以避免COVID-19反弹: 利用大数据和小数据考虑人的移动、接触和行为变化
项目统筹者：黄波教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
该项目旨在建立不同程度重新开放下人群移动、社交接触、非药物干预和COVID-19传播之间的关系。在此基础上，将评估遏制COVID-19未来反弹的各种情景。这一项目最终将提供一套新的方法，通过该方法可以处理和分析空间移动性和人类行为数据，从而建立更精确的COVID-19传播模型，为疫情下一波爆发防控措施的制定与执行提供依据。
项目编号：C4158-20GF
项目名称：新冠病毒信息在四个华人社会传播之比较研究： (假)传播、信任与信息环境如何影响华人对抗疫情
项目统筹者：魏然教授
院校名称：香港中文大学
项目摘要
2019冠状病毒病(COVID-19) 所引发的全球大流行疫情，其标志之一是持续上升的“信息疫情 (infodemics)”（Ali，2020； Cinelli et al，2020）。 “信息疫情”意为“信息流行病”或“谣言流行病”，即“包括谣言、八卦和各类不可靠信息在内的各种信息” “实时性地和国际性地” “通过移动电话，社交媒体和互联网等通信技术”迅速传播（World Health Organization，2018）。 “信息的过载”使得普通民众“难以在需要时找到可信的消息来源和可靠的指引”（World Health Organization ，2020）。信息疫情通常表现为错误的，虚假的和有害的信息。如病毒一样，信息疫情会引起公众的不信任，恐慌和恐惧。本研究项目将全方位地检阅在四个华人社会（中国大陆，香港，新加坡和台湾）中，有关2019冠状病毒病的虚假的和误导性的信息是如何在数字媒体中出现和传播的。我们还将探讨在社交媒体上广泛传播的某些“信息疫情”是如何影响公众对风险的感知以及对此而采取的自我保护措施。在研究方法上，通过结合大数据分析与传统社会科学研究方法（如问卷调查、焦点小组和实验），我们将探索、阐明和理论化2019冠状病毒病大流行期间发生的信息疫情在形成、扩散和造成后果等不同维度上的动态发展。在理论模型和实证数据的基础上，该项目的可交付成果包括：（1）提供有用而及时的政策建议，以帮助在公共卫生危机发生的早期即可发现和控制信息疫情； （2）开发一个便于用户使用的在线应用程序，用来监测未来可能会出现的信息疫情; （3）对于控制和应对2019冠状病毒病信息疫情的政策建议。
项目编号：C5108-20GF
项目名称：医院环境的疾病感染风险与高效通风策略研究
项目统筹者：梅国威博士
院校名称：香港理工大学
项目摘要
新型冠状病毒病（COVID-19）的全球性大流行，揭示了疾病经空气传播的威胁，增加了医院内爆发感染事故的风险，加重了医疗保健系统的负担，危机不容忽视。医护人员向有采取实效的预防程序，将带有经空气感染疾病征状（肺结核、流感和SARS等）的人仕，适当隔离。然而，带有新型病毒或无症状感染的求诊者，他们或于院内的普通病房、门诊、急症室和洗手间等非防疫隔离区域中停留，增加了交叉感染的机会，为医护抗疫工作，埋下隐忧。
院内适当的通风安排，应可带走空气中的病毒，降低个人受感染的风险。目前，针对雾化病原体于空气中散播的实效，感染风险的控制、能源效益及成本影响等范畴，并无足够的数据建构高效的通风方案，以降低医院环境的疾病感染风险。
本项目以冠状病毒和流感病毒作蓝本，透过计算流体力学，模拟院内空间、及污水系统和排气管道中病毒气溶胶的分布、传播及沉积状况，研究各种通风优化策略的可行性，以助制定医院的高效通风方案，优化疾病控制的工作成效。
项目编号：C5110-20GF
项目名称：基于上转换发光生物传感平台的多重协同式实时检测诊断2019冠状病毒
项目统筹者：郝建华教授
院校名称：香港理工大学
项目摘要
快速和可靠地检测由SARS-CoV-2引起的2019冠状病毒感染，是保护我们免受严重威胁的关键。目前，单一的诊断方法不能完全反映感染的全部信息。例如，常规的核酸检测无法区分一个人是否曾经感染过SARS-CoV-2，但已经康复。抗体检测可用于确定人群中以前的2019冠状病毒感染状况和评估个人接种疫苗后的免疫状态。但是，由于人类对SARS-CoV-2感染后的抗体反应缓慢，基于检测抗体的血清学检测不适合早期诊断这种疾病。因此，综合互补的多重检测可以提供更准确的诊断。该项目将通过多学科团队的合作努力，应对当前COVID-19诊断的挑战。我们的目标是提供多重协同式诊断平台，在实时诊断中全面反映感染患者的信息。基于上转换纳米发光生物传感探针，我们将设计和构筑新型冠状病毒诊断平台，实现对SARS-CoV-2特征基因、抗原和抗体的多重分析。研究结果将为SARS-CoV-2生物标志物检测的传感技术提供新的思路。本研究的新冠肺炎检测平台可提供快速、低成本、高准确性的早期诊断方案，为指导临床治疗、感染控制和疫苗开发提供潜在的工具。
项目编号：C6103-20GF
项目名称：新型传染病的阻断策略和运作
项目统筹者：齐向彤教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
在过去的二十几年里，若干新型传染病在全球范围内爆发，给整个世界的社会和经济造成了很大破坏。对于一个新型传染病，其首次爆发时，短时间内没有有效的药物和疫苗，因此传播阻断策略，作为非医学手段，在控制疾病流行中起着至关重要的作用。
一个传染病的大流行通常经历三个阶段：1）发生在单一地方，病例数量有限；2）发生在单一地方，病例数量很多；3）发生在多个地方，大量病例出现。这三个阶段需要采用不同的阻断策略。这些策略的成效需要有效的组织和实施。现有的减轻传染病模型对新型传染病具有局限性。例如，有些模型要求的信息在新型传染病的早期阶段无法获得，而另一些则可能缺乏管理上的考虑，难以实施解决方案。此外，缺少三个阶段的阻断解决方案之间的协调。因此，我们旨在开发更有效的模型来指导阻断策略，从而解决上述局限性。
在第一阶段，在病例数量有限的情形下，可以采用追踪感染患者的接触者并进行隔离。在时间和资源的限制下，我们需要估算每个接触者的风险级别，以便优先进行测试和隔离。此任务的困难来自我们对新型传染病的认知不足，比如感染和恢复率。我们将采用具有容错功能的优化技术来解决此难题，使我们的决策能够权衡医疗资源的有限性及风险的不确定性。
在第二阶段，有必要进行大规模测试。我们可以利用在第一阶段中获得的流行病学信息来安排测试计划，以提高测试操作的效率并实现更高效的大规模测试。测试结果将提供有关该疾病的更准确信息，为相关决策提供支持。
在第三阶段，封锁城市成为一个必要的阻断策略。但是，由于封锁城市对人们的生活可能造成巨大的影响，决策者经常面临着两难的处境。为了解决这一问题，我们拟研究决策的模型及其可解释性。我们还将开发补偿机制，以协调城市之间的封锁决策。
项目编号：C6107-20GF
项目名称：用于大规模人群新型传染病病毒核酸集合样本筛查的一次性恒温扩增并行电化学检测芯片的研制
项目统筹者：邢怡铭教授
院校名称：香港科技大学
项目摘要
在人类历史上诸多的大规模传染性疾病爆发的经验中，往往对密切接触者进行追踪和物理隔离等疫情防控措施是最行之有效的处理方案，而该方案的有效性取决于能否准确快速地从大规模人群中筛查出感染个体，这在近一年的新型冠状病毒（Covid-19）疫情中体现的尤为突出。然而，病毒性传染病不受控的大规模爆发揭示了目前常用的核酸诊断手段存在缺陷。常用的基于聚合酶链式反应的技术耗费大量的人力物力财力，而且还需要昂贵的专用仪器，这些仪器通常只有专门的检测中心才有配备，令许多处于不同地理位置的人群难以便利地接受检测。另外，上述现行检测方案的局限性导致在火车站及机场等交通枢纽、群组聚集感染高发地等人口密集地和资源匮乏地区无法得到广泛的覆盖。因此，亟需创新和成本效益高的分子诊断技术将目前中心检测为主的策略，转化为分散高效的现场检测。
本项目中，拟对现有的检测方法进行两方面的改进，以实现综合的大规模人群筛查。首先，研发一种用于新发传染病特征性核酸的恒温扩增并行电化学检测手段，由于扩增和检测均在同一反应池内进行，可最大程度上降低交叉污染的风险，从而帮助实现高灵敏度和重复性的终点检测。其次，我们将建立一个模块化的样本条形码识别反应，使得反应能在一组四个样本中识别阳性个体。从而解决现有集合测试方法中集合结果为阳性时必须单独二次测试以鉴定阳性个体的重复性操作的问题。
本项目综合了恒温扩增的鲁棒性、电化学读数的简单性以及分子条形码策略的普遍性等优势，将以往核酸检测的复杂的操作集成于从“样品-结果”的芯片和设备中。该研究成果将具备灵活机动、可现场部署、成本效益高的特征，为缓解大规模人群传染性疾病核酸筛查的现有技术瓶颈提供精确和可靠的解决方案。
项目编号：C7105-20GF
项目名称：利用移动与数码追溯大数据来仿真冠状病毒风险与社会经济复苏
项目统筹者：贾轼博士
院校名称：香港大学
项目摘要
在所提出的项目中，我们将用大数据分析（包括人类流动数据和其他多种形式的数据）来研究COVID-19疫情风险在时间、空间和网络上的传播规律，并评估大流行对公众健康、经济和社会福祉的影响。
我们有两个跨学科的研究路径：首先，以我们最近的研究经历为基础，利用人口流动数据来构建实时的风险监控和预警系统。这是基于本项目协调员最近在《自然》杂志上发表的论文中的研究方法和模型建立的（Jia et al. (2020);“人口流动驱动COVID-19疫情在中国的时空分布”），该方法使用了2020年1月武汉封城前1,140万流出人口的数据，预测了COVID-19疫情在中国的分布和强度。我们基于流动性数据的“风险源模型”解释了COVID-19扩散和增长96％的统计方差。该模型还为每个城市可能存在的小区传播风险评分，以使政府在疫情爆发之前进行提前预测。我们的方法仅需要具有代表性的人口流动数据，并且对于病例报告错误具有鲁棒性。在此项目中我们将进一步扩展、增强和迭代出新的风险模型。
其次，我们将使用大数据方法来研究和量化COVID-19如何影响经济活动、消费和社会行为、市场结构、以及数码技术采用。例如，我们将人口流动和数码跟踪资料作为经济和消费活动的衡量，以更深入地理解大流行期间和之后的数码替代、变革以及心理应对行为。这些研究对大流行后世界的经济和社会复苏有直接的意义。
项目编号：C7123-20GF
项目名称：2019冠状病毒病的超级传播：流行病学和控制
项目统筹者：高本恩教授
院校名称：香港大学
项目摘要
病毒传播能力是衡量2019冠状病毒病传播速度和公共卫生措施有效性的重要指标。我们通常以繁殖率（或再生数）来计算病毒传播能力，即平均由一个病例引发而产生的继发感染的病例数目。在2019冠状病毒病大流行初期，感染传播的基本繁殖率估计为2-3，但这并不意味着每个病例都会将感染传播给2-3人。事实上，个体繁殖率之间存在相当大的差异。我们在香港的初步研究发现，在所有确诊的病例中，约有70％的病例并没有将病毒传播予他人，但有少数（约20％）的病例却引发了约80％的病毒传播事件。2003年发现的严重急性呼吸系统综合症（亦称「沙士」），也曾出现「超级传播」现象。在此，我们将用由接触者追踪数据和病毒遗传指纹图谱识别出的小区传播链，以了解香港2019冠状病毒病疫情中超级传播发生的情况。我们还会分析中国和其他地区的传播链数据以作比较。同时，我们将检视病毒传播能力随时间变化的情况，并估算各种控制措施的有效性。我们还将研究个体繁殖率的过度离散程度（即“超级传播”）在不同地区如何随时间而变化。此合作研究计划的总体目标在于明确2019冠状病毒病的传播动力学，找到既可有效控制病毒传播又尽可能减少对社会影响的最佳疫情防控措施。预计2019冠状病毒病疫苗将于2021年面世，因此，在是项研究中我们也将有机会了解疫苗接种对疾病传播动力学和超级传播的影响。
项目编号：C7129-20GF
项目名称：COVID-19和NID大流行期间口罩使用和社交距离对面部与表情识别的影响
项目统筹者：萧惠文博士
院校名称：香港大学
项目摘要
在COVID-19大流行期间，人们都预防性地使用口罩和进行社交隔离，这些行为导致社交社会生活发生突变，因此我们急迫地需要关于这些变化对社会认知影响的研究。尤其是使用口罩造成对面部与表情的识别错误可能严重影响社交并加重社会情绪障碍，对人们的心理健康产生长远的影响。然而目前仍没有关于这项课题的研究项目。本项目将对此课题作研究。我们将探究易受影响的群体，并通过建造计算器模型和进行人类实验为他们提供可行的补救措施。因为建立计算器模型不受到观察变化所需的时间限制，也不受到被试者招募的影响，所以可以为我们提供及时的理论预测。在本项目中，我们将结合隐藏式马可夫模型和深度神经网络两种模型，并用这两种模型仿真在处理面部信息过程中的眼球运动模式和感知信息储存方式的发展变化。同时，我们将进行相应的人类实验，任何实时结果都能互相比较，以及时减少不利的影响。
具体地说，人们在感知方式，年龄，文化，以及包括自闭症和精神分裂症等社会情绪障碍中的特征上各有不同。我们假设社会中的长时间且大范围的口罩使用和社交距离会对这些不同的人有不同的影响。在面部识别的过程中，已经习惯看鼻子的成年人会比习惯看眼睛的人更难识别戴口罩的脸孔，尤其是那些有社会情绪障碍的人会在过程中遇到更大的困难。幼童由于还没有建立固定的面部识别习惯的视觉行为，他们可能会因为广泛接触到戴口罩的脸孔而发展出一个次优的视觉识别行为来识别这些脸孔。由于在早期学习所得的刺激在塑造感知信息方面比晚期学习所得的刺激更加重要，所以大范围的口罩使用可能会对面部识别的发展造成不可逆转的影响。对于儿童来说，让他们接触最佳的视觉常规训练，或让他们充分接触没有戴口罩的脸孔等的介入行为可帮助他们在疾病大流行期间保持正常的面部识别能力的发展。
本研究项目是应对疾病大流行对面部与表情识别能力的影响和可行的补救措施研究上的不足。我们使用跨学科且多样的研究方法，从使用最先进的机器学习算法以提供理论基础到实际的补救措施。我们的模型可以应用于其它识别能力或AI系统, 以扩大这项研究的影响。
项目编号：C7139-20GF
项目名称：对比儿童与成人分子，细胞和组织对冠状病毒感染反应研究
项目统筹者：谭广亨教授
院校名称：香港大学
项目摘要
由严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）引起的2019冠状病毒病（COVID-19）大流行迄今在全球已感染超过1亿人，导致超过200万人死亡。尽管世界各国共同应对，但疫情大流行趋势并没有放缓迹象。因此，迫切的科学研究去了解疾病生物学，确定有效的预防策略并设计最佳的医疗管理方法是必须的。从疫情大流行初期开始，临床观察结果表明，儿童被感染的频率远低于成人，仅占所有确诊病例的5％。此外，感染的儿童总体上的病情也不太严重。所以，为什么成人和儿童之间在病毒感染方面存在重大差异的问题为我们提供了一个重要的研究机会。如果我们能够理解潜在的原因和机制，我们将能够改善重症COVID-19儿童的治疗。更重要的是，我们可以利用有关儿童和成人的比较知识，帮助设计成人更好的治疗途径并应对COVID-19和未来的新型病毒。
在该项目中，我们假设儿童和成人之间存在根本的生物学差异，从而导致对COVID-19感染的不同反应。 我们建立的跨学科团队在不同领域具有互补的专业知识，并将研究专注于儿童。我们会利用已经建立的人类3D类器官平台来比较儿童和成人的呼吸道和肠道组织，以进行疾病仿真。我们也会使用多光子微制造技术平台（MMM）生成更先进，可以概括细胞外基质（ECM）环境，制造更生理性的肠道 / 呼吸类器官。使用这些平台技术，我们将研究SARS-CoV-2动力学，受体 / 细胞相互作用，致病途径，宿主对病毒感染 / 复制的反应以及儿童和成人的免疫反应；并筛选 / 测试更有效的抗病毒和免疫调节疗法。 我们相信我们的重点合作研究将提高COVID-19研究的知识，并获得重要的生物学发现，这些发现可为改善临床策略提供依据。
项目编号：C7142-20GF
项目名称：新型冠状病毒激活炎症小体的机理研究
项目统筹者：金冬雁教授
院校名称：香港大学
项目摘要
引起重症COVID-19的原因在于细胞因子风暴，而引起细胞因子风暴的根本原因在于炎症小体的激活。在本项目中我们将对SARS-CoV-2激活炎症小体的机理进行深入研究。首先我们将通过系统性的功能筛选实验确定SARS-CoV-2所编码的具有激活炎症小体活性的病毒蛋白质，然后我们将从中选定较重要的几种进行机理研究，并就SARS-CoV-2及其相关病毒在人和蝙蝠细胞中激活炎症小体的活性差异详加比较，最后我们以金黄仓鼠作为动物模型，试用炎症小体抑制物对COVID-19进行实验性治疗。本项研究将增进对COVID-19病理的了解，从而对该病的防治，特别是新药及疫苗的研制有所启迪。
项目编号：C7144-20GF
项目名称：穿山甲在新冠肺炎病毒和其他病毒出现于人类中的作用
项目统筹者：林赞育博士
院校名称：香港大学
项目摘要
新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的动物起源仍然是个谜，但这个答案对于防止人畜共患病原体（如冠状病毒）在未来的出现至关重要。蝙蝠是冠状病毒的天然宿主，但先前的研究确定了在2019新冠肺炎（COVID-19）爆发之前，在中国的马来穿山甲样本中找到与SARS-CoV-2相关的冠状病毒，这揭示了它们可能是SARS-CoV-2从蝙蝠到人类的中介宿主。马来穿山甲是中国的一种外来物种，从牠们原住的东南亚地区被偷运到中国。因此可推论SARS-CoV-2相关病毒可能在这些动物的原住地流传，或沿贩运途径在国内或国外传入这些动物。最近的研究发现了穿山甲和蝙蝠在野外有相同睡眠场所共居的证据，支持了这种病毒在自然环境传播的假说。此外，从寄生于穿山甲的蜱中发现了一种新型的人畜共患病毒，这显示了穿山甲在其他威胁人类的病毒中的角色。然而，关于穿山甲的病毒多样性和生态学的研究非常有限。因此，本合作项目由本地和国际的生态学家丶病毒学家丶生物信息学家和生物化学家组成的团队进行多学科研究，从生态学到分子学，研究穿山甲在人类中SARS-CoV-2和其他病毒的出现中的作用。这些研究活动，包括实地生态调查丶基因组分析和病毒功能性研究，将促进了解穿山甲将病毒从自然环境经过贩卖过程传播给人类的可能和潜在机制。本研究有机会让我们更了解SARS-CoV-2的起源，并有助于预防未来人畜共患病的传播和爆发。
项目编号：C7145-20GF
项目名称：密码子使用异常的复制缺陷型SARS-CoV-2突变疫苗
项目统筹者：潘烈文教授
院校名称：香港大学
项目摘要
本项目的目标是制造新一代2019冠状病毒病疫苗。我们将使用两个概念来实现此目标。首先，我们将制作具有数千个沉默突变的合成减活病毒。这种减活病毒具有不同的密码子使用偏倚，但是它们可以产生与原型病毒完全相同的病毒蛋白。其次，我们将非典型密码子引入新型冠状病毒基因组的选定开放阅读框中，从而终止疫苗株以制造某些病毒蛋白。具有这些非典型密码子的突变体在正常哺乳动物细胞中的病毒复制方面存在缺陷，但是它们可以在经过工程改造以识别这些非典型密码子进行蛋白质翻译的细胞中实现高效的病毒复制。通过使用和结合这两个概念，我们将制作和测试3组不同的疫苗株。相信我们的方法可以产生安全且遗传稳定的疫苗。此外，与灭活疫苗不同，我们的方法应该能够在接种疫苗后针对多种病毒抗原触发体液和细胞介导的免疫反应。
项目编号：C7147-20GF
项目名称：基于糖肽的抗SARS-CoV-2疫苗的开发
项目统筹者：李学臣教授
院校名称：香港大学
项目摘要
面对2019年冠状病毒疾病（COVID-19）的爆发和迅速蔓延，疫苗接种将是为全球人口提供大规模保护的一种有效手段。正在被测试和应用的SARS-CoV-2疫苗包括基因疫苗，腺病毒载体疫苗和灭活病毒疫苗。在现阶段，很难预测哪种疫苗接种策略从长远来看将是最有效的。同时，仍然有必要积极研究和探索病毒疫苗开发的其它策略。冠状病毒通过病毒刺突蛋白RBD附着于宿主细胞上的ACE2受体感染宿主细胞。在此项目中，我们旨在发展高效的化学合成方法和策略以生成均质的刺突蛋白RBD糖肽及其缀合物，并以其作抗原来开发SARS-CoV-2疫苗。
项目编号：C7149-20GF
项目名称：新冠肺炎对香港小区儿童的影响及支持方案研究
项目统筹者：叶柏强医生
院校名称：香港大学
项目摘要
2019年冠状病毒病（COVID-19）对社会各方面产生了深远影响，尤其是儿童及青少年的身心健康更加受到各界的关注。为防止COVID-19的传播，政府采取一系列的社会隔离措施，包括停课及减少社交接触。措施实施至今，我们开始注意到其长远影响，例如对整体家庭生活及儿童发展，包括他们的学习能力，身体和心理健康。鉴于现时仍存在着这些隐忧，研究团队期望通过对儿童及其父母的身心健康进行全面评估，为父母提供简单而有效的医疗健康信息。
整个研究项目分为三个部份，第一部份将会利用于现存队列研究在疫情前和疫情期间有关父母和孩子的身体状况、行为和心理健康的数据变化。追踪性研究的数据，可以令团队了解到问题长远的影响，以及恢复正常状态后问题是否持续加剧。透过研究分析，我们会了解到儿童在疫情下的需求，特别是心理健康和疾病的风险，而且还理解父母在如此困难的情况下照顾儿童所面对的问题。了解冠状病毒病的长远影响将使我们能够制定适当的政策措施，将资源重新分配并为将来如何应对突如其来的疾病的爆发作蓝本。
第二部份的研究项目集中分析疫情前和疫情期间儿童使用医疗系统服务的使用率，评估有否增加对特定服务的需求。该数据将与第一部份中收集的数据并链，以全面了解疫情期间儿童对医疗系统服务的需求，尤其有特殊需要的儿童，从而了解在最困难的时刻，医疗系统对其家庭提供的帮助及需求。
团队将对这两部份的数据进行组合和彻底分析，制作一个具信息性的人工智能平台，为儿童，父母和老师提供可靠的资源和准确的信息。
人工智能聊天机械人是由我们先前研究得出的数据，制作成一系列广泛的常见问题。研究团队将先进行第一轮测试，再邀请之前受访的家庭及市民进行其他的严格测试及验证。通过反复测试，人工智能系统将学会识别个别相关问题并根据其可用信息，提供准确而合适的答案。同时，平台所收集的匿名数据还可以为医护人员洞悉公众在其身心健康方面所面临的问题，有利于将来制定与健康相关的政策。
项目编号：C7151-20GF
项目名称：在防疫中的防止自杀工作
项目统筹者：叶兆辉教授
院校名称：香港大学
项目摘要
2019年新型冠状病毒肺炎 (新冠肺炎)（COVID-19）在许多国家迅速传播，其影响仍在不断蔓延。在许多国家和地区，保持社交距离成为一种有效的减缓新冠肺炎传播的方法。该方法是包括世界卫生组织在内的许多全球卫生部门提倡的标准做法（WHO，2020），其中包括限制普通民众外出活动，以及减少公共场所人员之间的接触。这些措施对于控制疾病传播是必要的，然而，感染冠状病毒的恐惧以及由于隔离和其他保持社交距离的措施而导致的孤立和分离可能会引发非预期的后果，例如在小区中引起的孤独感，恐惧和恐慌。老年人和一些其他弱势群体更容易受到影响。我们需要理解处于隔离或隔离状态的人的需求，并为他们提供与他人建立联系的替代方法。因此，该项目旨在通过识别自杀预防的风险和保护因素来了解新冠疫情期间的自杀风险。我们旨在运用自然语言处理，人工智能和社交媒体中的大数据来构建一个及时的检测系统，以了解社会情绪。我们希望制定循证的自杀预防计划，尤其是服务于隔离期间的弱势，未得到充分服务及边缘化的群体。此外，我们将与非政府组织合作并建立一个互相联系的照护模式来说明高危的青少年。我们将建立一个知识和资源中心，并与国际机构（如世界卫生组织和国际预防自杀协会）建立伙伴关系，以推广预防自杀的良好实践模式。该项目将使香港在新冠疫情期间促进精神健康的工作在亚洲及世界处于领先地位。
项目编号：C7154-20GF
项目名称：新冠病毒全球大流行对人口身心健康的中长远影响:一项跨国大数据流行病学研究
项目统筹者：黄志基教授
院校名称：香港大学
项目摘要
直至2021年1月，2019冠状病毒病 (COVID-19) 在全球确诊总数已超过9500万人，死亡人数累计超过200万人，并且与多种急性严重不良后果相关。然而，由于该疾病的新发性，人们对COVID-19中期（诊断后3-12个月）和长期的不良后果（诊断后一年以上）仍了解甚少。
本研究旨在以四个相互关联的跨国项目来评估COVID-19的短期、中期及长期后果。该研究计划将运用来自11个国家/地区（包括香港、亚太地区、欧洲和美国）的17个医疗/行政数据库 (不包含可辨别的个人资料)。这些数据库至少涵盖2.13亿人，约84万确诊的COVID-19病例（直至2020年6月25日）。
整个研究项目包含了4个细项目。项目1将确认COVID-19感染的短期、中期及长期后果(例如死亡率，心血管、呼吸道、肝脏、免疫学、神经系统和癌症相关的不良后果以及医疗保健资源的运用)。项目2将针对COVID-19的确诊者进行研究，从而识别不同的风险因素与治疗方式对患病后的影响。项目3将评估COVID-19对普通人群和弱势群体心理健康的影响。项目4将评估COVID-19对孕妇和儿童影响。
本研究将是第一个由香港领导的国际大数据COVID-19研究项目。我们有效而可靠的流行病学研究能够迅速支持或否定临床医生假说，有助于制订临床指南和患者康复计划，同时为临床医疗人员及政策制订者提供关键信息，以更有效地分配医疗资源。
项目编号：C7156-20GF
项目名称：新冠病毒免疫克制的机理研究
项目统筹者：陈志伟教授
院校名称：香港大学
项目摘要
严重急性呼吸综合症冠状病毒2（SARS-CoV-2）是2019年冠状病毒病（COVID-19）的病原体。自2019年12月发现COVID-19以来，它已迅速成为致命的人类疾病之一，已杀死了51万多人，而到2020年6月底共有1000万人被感染。由于SARS-CoV-2在世界范围内的迅速传播，人们可能会问为什么我们的免疫反应不足以控制重症患者的早期发病机理，并允许无症状感染者传播病毒。为了找到答案，对免疫系统如何对抗COVID-19进行基础研究就非常重要。对于疫苗和免疫疗法来讲，诱导高水平的中和抗体和细胞毒性CD8 + T淋巴细胞（CTL），是宿主免疫防御系统的关键要素。因此，本研究的总体目标是调查宿主免疫系统如何控制COVID-19。该提议是基于我们最近在COVID-19研究上的新发现。我们发现，与轻度病例相比，重症监护病房（ICU）患者在SARS-CoV-2感染急性期中存在更高水平的中和抗体应答。此外，我们发现急性SARS-CoV-2感染会损害树突状细胞和T细胞反应。特别地，不平衡的抗体和CD8 T细胞反应可能与疾病严重程度有关。但是，我们仍然对这些发现的潜在机制感到困惑。为了解决这些困惑，我们假设不平衡的适应性免疫反应可能会对急性COVID-19患者产生不利影响。因此，我们提出了此项研究，并拟定了三个特定的项目目标：1）确定树突状细胞快速功能障碍的机制； 2）确定抗体介导的急性肺损伤的可能；和3）确定细胞介导的免疫保护所必需的T细胞反应。通过进行这些研究，我们希望了解人类免疫系统如何对抗COVID-19，以便最终为开发更有效的疫苗和免疫疗法做出重要贡献。
项目编号：C7162-20GF
项目名称：香港RECAP：针对新型传染病大流行的系统反应策略
项目统筹者：沈海鹏教授
院校名称：香港大学
项目摘要
最近的COVID-19大流行严重影响了公共卫生和全球经济。许多国家的医疗系统因患者超负荷而接近或达到临界点。这不仅突出了有效和迅速应对的重要性，而且还强调了战略性和长期性的医疗系统规划以应对这种极端情况的必要性。 由于史无前例的传播速度，很多地区的疫情迅速变化，许多医院被迫每天决定如何分配有限的医疗资源（例如床位，呼吸机和医护人员），以及如何管理医院内部和医院之间的患者流量。 我们的目标是针对新型传染病（NID）的爆发制定一套数据驱动的系统应对策略，用来指导有效的资源分配和容量规划（RECAP）。 该策略将对卫生保健机构管理者和公共卫生的政策制定者在与NID的斗争中提供短期和长期指导意义。
项目编号：C7165-20GF
项目名称：由生命起源启发的对空气中病毒收集，检测及诊断策略
项目统筹者：岑浩璋教授
院校名称：香港大学
项目摘要
由生命起源所激发的灵感，本研究项目旨在开发新兴技术用于对空气中新冠病毒的取样、富集以及检测。首先，我们将空气中的病毒将通过双水相系统被浓缩并富集于微芯片上。然后，病毒的存在将通过免疫反应进行实时监测。同时，通过进一步的液滴包裹及操纵，病毒含量可以被精确地量化到单病毒层面。基于以上三步计划，我们将研发用于空气中病毒富集的微芯片，用于病毒染色及检测的微流控系统，基于数字聚合酶链反应的高精度检测流程，以及用于连续液滴生成、培育和筛查的集成式芯片。
我们所提议的病毒处理方案将同时取得很高的效率和生物兼容性，从而促进对空气中病毒的检测以及传播机理的研究，并帮助环境的安全监测。同时，我们提议的基于全水相系统的酶联免疫吸附测试方案为空气中以及超低浓度的病毒检测提供了新的解决方案。此外，我们的检测装置很有希望继续提升为可携带的商业化仪器，应用于群体检测中，从而在将来可能爆发的流行病防治中发挥关键作用。
项目编号：C7174-20GF
项目名称：用于远程在线实验教学的超现实技术
项目统筹者：刘应机博士
院校名称：香港大学
项目摘要
由于新冠疫情的爆发，全球的教育体系都遭受了重创。截止到2020年5月底，由于疫情而造成的学校停课，导致全世界1,190,287,189名学生的学业受到了影响，占学生总人数的68%。由于疫情造成的学业受阻，那些需要进行实验的科学和工程科学生首当其冲。因为实验室关闭，他们无法亲身进行实体实验及有关测试。然而，目前的远程教学也不能满足或取代实体实验室的运作需求，以致对其实验和项目研习进度有所受影响。
为了迎接这些挑战，香港大学、香港城市大学和英国格拉斯哥大学的科研人员建议开发一项可以用于在线实验教学的超现实技术 (Super Reality) 交流平台进行学习和实验。该项技术融合了包括触觉、听觉、视觉、温度在内的多维感知和虚拟现实(Virtual Reality)，藉助于远程机器人、智能数据手套和虚拟现实技术，并通过5G通信整合到社交网络服务中，从而创建一个可以相互合作、动手实操的在线教学平台。得益于该项技术，身处不同地区的学生可以共同学习，开展小组作业，通过亲自动手实践，学习了解如理科、微纳制造和微电子等学科。而且，对于一些理工科专业如纳米技术和微电子，特别是需要在原子或分子层面开展研究的学科，学生可以通过超现实技术与该领域物质如原子或者分子进行交互体验，从而获得直观的切身感受，对于学生更好的理解和教学质量的提高都大有裨益。同时，远程仪器技术与超现实操作面板相结合，使得学生能够有机会接触到一些昂贵的实验设备，对纳米世界有更深入的了解。此外，超现实技术将来自不同地域文化背景的学生荟集一起学习，突破了地域的限制，构建出了一个独具特色、文化多元的合作式工作学习环境。
由此可见，超现实技术将打破由新冠肺炎等流行病对教育事业造成的桎梏，并极大地提升教学质量和学生体验。
项目编号：C8105-20GF
项目名称：保护在疫症中的长者免于孤独
项目统筹者：周基利教授
院校名称：香港教育大学
项目摘要
长者不仅面对较高的死亡风险，感染新型冠状病毒肺炎（COVID-19）或其他严重传染病后更难康复，还要面对一系列社交隔离措施而导致的疫下孤独感。众所周知，孤独感会在心理，生理和认知健康上带来许多负面影响。因此，制定一个有效的干预措施以减少香港长者的孤独感是非常重要。为了减少长者的孤独感，我们将通过三臂随机对照试验（RCT）与电话提供的友善干预进行比较，研究两种不同的社会心理干预措施（即电话提供的行为激活和电话提供的正念干预）的有效性， 我们的研究对象是生活在贫困中的独居长者。