RGC Newsletter - Research Frontiers

为了加强对新进学者的支援，研究资助局（研资局）计划拨款一亿五千万港元，推出“杰出青年学者计划”，用作培养优秀研究人才，支援其学术发展初期研究。计划旨在吸引最杰出的青年学者，来港开展其教研事业，并增进教学与研究之间的结合。

于2011年2月15日举行的传媒简介会，研资局主席钱大康教授向新闻界及公众介绍“杰出青年学者计划”详情。他表示，视乎研究题目及实际需要，“杰出青年学者研究金”预算可平均资助每位青年学者约一百万港元，用于研究项目及其相关的教学活动。计划将于今年八月开始接受申请，结果将于2012年夏季公布。申请书由国际专家作独立评审，并选出最优秀的5%，授予“杰出青年学者奖”的荣誉名衔，以作表扬。

研资局学科小组的重组

为了提升评审机制的效率，研资局同意成立一个新的学科小组和两个分组，评核不同研究资助计划下的申请：
(a) 研资局下新设一个商学学科小组，取代原有的商科分组；
(b) 人文学、社会科学及商科学科小组重新命名为人文学及社会科学学科小组；
(c) 于工程学学科小组下增设机械、土木及物料工程暨系统设计学科分组；
(d) 于人文学及社会科学学科小组下增设文科及人文学科分组。

太阳能光伏光热液态式系统的楼宇实用性

香港是一个地处亚热带的现代都市，在这里，光伏光热系统具有巨大的应用前景。香港的多数楼宇都配有传统的燃气或用电的热水装置，根据2010年香港政府发布的能源最终用途数据，热水系统能耗占全香港总能耗的百分之五，并占住宅组别能耗百分之二十。自2005年，香港政府的能源规划已经阐明，到2012年要实现辖区内可再生能源占总能耗的百分之一至二。而多年以来，光伏系统的应用一直存在一个弊端，就是其成本要高于传统的发电模式，而这种情况还将持续多年。

将光伏模块与太阳能热水系统结合使用，有助于提高集热器每单位面积的产能，从而缩短光伏系统的投资回报年限。新系统的投资回报年限仅为光伏系统独立使用的四分之一。相比传统的光伏系统与光热系统分别独立使用，这种新系统具有如下的优势：产能效率更高，空间利用率更高，系统外观更具美感。此系统的原理如下：市场上现有的太阳能电池，将太阳能转化为电能的峰值转化率介于百分之六至十五，大部分的太阳能实转化为热能，引致太阳能电池的温度升高，因而削弱转化效率。而热电联产光伏光热系统恰恰可以提供冷流体，从而降低电池的工作温度，提高转化效率。在香港和许多其他地方，可再生能源的使用已经成为政府的长期政策，在未来，楼宇中将会安装越来越多的太阳能系统，楼宇屋面及外墙立面将难以提供足够面积来适应太阳能系统的广泛应用。因此，热电联产光伏光热系统的商业化推广具有巨大的潜力。

杂化型光伏元件的研究与开发

杂化型光伏电池是一新型光电转换电子器件。和矽基太阳能电池相比，这种新型电池具有更高的性价比。虽然目前杂化电池的光电转换效率依然偏低，但利用其独特的有机–无机材料结合的特点，它在生产成本和性能方面都有望超过矽基电池。

本专案的目标是开发新型的杂化光伏电池元件，我们将通过对有机–无机光电池结构的设计、新的制造工艺，以及纳米材料介面的研究，实现光电转换效率和性价比的提高。实验中，我们将合成了不同形貌的氧化锌纳米结构，如竖直纳米线阵列（图1a）和毛绒状纳米线阵列（图1b）等，并将其用于构建杂化光伏元件（图1c）。氧化锌纳米线是固有的n型半导体材料，将p型共轭聚合物填充于氧化锌纳米线的缝隙可以形成大面积p-n异质结。我们将对氧化锌纳米构造表面的侵润性，界面电子结构、光生激子的扩散与分离等问题进行系统的研究。通过对电极结构及有机–无机界面的设计改善，优化的杂化电池将有利于减少电荷复合的损失，从而提高光电转换效率。

富勒烯与半导体纳米线的界面：纳米加工与光诱导电荷分离

题目：
半导体纳米线是直径约为亿分之一米，相当于是头发直径万分之一的一种纳米结构。由于其尺寸小，具有一些独特的光学和电子性能，所以它们在未来纳米科技的基础研究和实际应用中将会扮演很重要的角色。比如，纳米线具有高效传输一定能量电子的能力，其对发展太阳能电池有重要的意义。另外，富勒烯是一种碳笼分子，特别是C₆₀，是已知对称性最高的足球状巴基球富勒烯，它也是已知的迄今为止在有机聚合物太阳能电池应用中最有效的电子受体。然而，富勒烯在有机聚合物太阳能电池应用中遇到的一个很大的困难是难以控制聚合物和富勒烯混合物的形貌。为了解决这个问题，我们提出研制一种无机纳米线和富勒烯的混合结构，所以本课题的研究目标是制备出富勒烯分子包覆无机纳米线的微纳结构，并研究其光电性能。

研究方法：
第一步是利用各种自下而上的化学方法，包括直接溶液反应法，电化学反应法和原位界面反应法合成出无机纳米线。然后利用富勒烯聚合法，化学功能化修饰法和配体结合法把富勒烯附着在纳米线的表面。最后研究富勒烯–无机纳米线的核壳纳米结构的光电化学性质，并揭示其光诱导电荷分离，传输和收集的特征。

可植入型迷走神经电刺激装置抑制内脏疼痛

众所周知，一杯热饮或一份营养餐可以放松情绪，解除焦虑，说明源自消化道的迷走神经传入信号可以调节人的情绪及感知。至今迷走神经在调节内脏痛方面的作用尚未有深入的研究。啮齿类动物没有前脑结构来产生类似人类的认知情感，本研究应用内脏运动反应来评价清醒大鼠的疼痛反射。前期研究表明膈下迷走神经切断术可降低内脏疼痛的反应阈值（增强内脏痛反应）。表明迷走神经与内脏痛的抑制性调节有关。

植入型的迷走神经电刺激装置已广泛应用于临床治疗顽固性癫痫，严重抑郁症及胃排空障碍。但刺激迷走神经对诱发性内脏痛的作用尚不清楚。本研究使用高强度或低强度的迷走神经电刺激分别刺激迷走神经C或A-e纤维。研究结果证实刺激迷走A型纤维可以抑制清醒鼠的直结肠扩张引起的疼痛反应，应用辣根素阻断迷走神经C纤维并不影响这一现象。上述结果表明迷走神经传入纤维调节内脏痛，而给予迷走神经低强度电刺激通过启动A-e纤维可以减轻内脏疼痛。

突触，对神经系统的解构

大脑是人类身体中最为精巧与复杂的组织，可以协调完成各种复杂生理活动，例如动作、语言、感官、认知等等。大脑的功能单位是神经元，一个大脑平均有1,011个神经元。神经元中有许多小的结构体用于神经元间相互连接及信息传递，称之为神经突触。平均每个神经元有104个突触，亦即每个神经元可与周边神经元产生104个连接点。所以，最基层的突触异样可以导致大脑功能产生严重缺损，从而进一步引起功能病变或精神疾病。

为解构神经突触与精神疾病的联系，我们在香港科技大学的团队运用大量时间与精力研究神经突触的生成及成熟。我们以海马体为主要研究对象，对大鼠及小鼠的海马体神经元和神经突触进行分析。

探究颅内大动脉硬化在亚洲人中风发病机制中的重要性

主要研究结果：
中风是中国人中第二位的死因，亦是导致伤残的最常见原因。更重要的是，和白种人相比，中风在中国人中更为普遍。然而比较东西方人中风病因是否存在种族差异的研究甚少。我们的一项由研资局资助的研究首次发现和白种人不同，颅内大动脉硬化是中国人中风的主要原因。而颈动脉硬化是白种人中风的主要病因。这一结果在其他亚洲地区如泰国，韩国，马来西亚和印度相继得到证实。我们的研究还发现血管狭窄的数目是中风存活者再中风的预测因子。基于上述研究结果，我们的研究团队继而开始在未中风人群中筛查颅内大动脉硬化的发生。我们的研究团队首次报导，在年龄大于40岁的无症状的正常人中，百分之七至八存在颅内大动脉硬化。我们在联合医院和威尔斯亲王医院筛查了超过3,000名门诊病人，结果发现无症状的颅内大动脉硬化的数目和个体血管危险因数的数量密切相关。接受药物治疗的颅内大动脉硬化病人，再中风和死亡的发生率仍是正常人的两倍。

卓越学科领域计划—资讯科技

介绍
卓越学科领域计划－资讯科技(AoEIT)是由大学教育资助委员会（教资会）资助，于2000年开始运作。计划的目的是推动资讯科技相关领域的教学、科研和知识转移以带动香港转型为一个知识型经济并协助中国成为技术创新者。在这一计划下，香港中文大学、香港科技大学与香港大学联手合作，充分利用各自在资讯科技及其应用领域的优势，并同内地及海外知名研究机构密切合作，不断进行于资讯科技这一多学科领域的研发工作。项目吸引了来自三所大学的超过20名教师参与，培养了超过80名研究生，并于多个国际著名刊物和会议上发表论文超过200篇；此外，项目促进了三所大学之间、大学与内地及海外的研究机构之间建立了多种合作关系。以下，我们将总结我们过去的工作，例举突出关键，并介绍目前正在进行的研究。

成果
AoEIT项目已经产生了广泛的国际影响。项目成果包括多个最佳论文奖，相关创新原型系统、试验台和软件，建立多种国际合作以及其他成就。主要成果和六个研究领域的突出贡献概述如下：
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协作研究金2010/11年度-获资助的研究项目简介

大亚湾实验：中微子振荡的高精密测量
中微子振荡是近年发现的一个重要物理现象。自然界有三类中微子（νe，νμ，ντ），当一粒中微子在空间传播时，它会不断由一类转化成另外两类。这个发现，不但开启了超越粒子物理标准模型的窗囗，亦对宇宙学及天体物理学中众多领域有举足轻重的影响。大亚湾中微子实验的目标，是以前所未有的高精密度（高于0.01）量度中微子振荡的一个基本却未知的参数θ₁₃的数值。这对于中微子物理的发展至为重要。

本港两所大学的研究人员，自开始便积极参予这项由国际三十八所科研单位合作的重要研究工作。利用我们设计及建造的子系统，我们将参予实验监控及数据分析。我们亦将设计及建造一个连续的氡气监测系统，以及中微子探测器的密封氮气系统，以确保探测器不受污染。
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