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主題研究邀請提交研究計劃

研究資助局(研資局)主席錢大康教授指出,主題研究計劃,第一期的審批工作已經完成,共有六個項目獲得資助。獲資助的計劃,必需有卓越學術水平,着眼香港長遠發展,具前瞻性的策略思維。

該六個項目中,有四個來自「促進健康」的特選主題,包括「肝癌基因組研究計劃:轉化基因發現為臨床應用」、「大規模平行測序在癌症分子診斷的應用」、「心血管疾病個人化醫療:從人類基因及生物指標到幹細胞平台」及「用萬能幹細胞複製人類心臟」。另外兩個項目分別以「建設長達發展的環境」為主題的「透過跨學科及多學院的協同努力迎接有機光伏打電池及發光二極管面臨的挑戰」,及以「香港商貿中心的策略」為主題的「振興香港海洋貨櫃運輸物流網」。
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富集氨氧化古菌
以實現短程硝化

氨是污水中一種主要的污染物,會對魚類和其他水生生物產生毒性,消耗水中溶解的氧氣,並造成赤潮。目前有效的去除方法主要是依靠微生物的硝化過程,即由氨生成亞硝酸鹽和硝酸鹽。其後,再由一些可以進行反硝化作用的細菌將硝酸鹽/亞硝酸鹽還原成氮氣,以實現將氨完全去除的環保目標。

長期以來,一組被稱為氨氧化細菌的微生物被認為在硝化過程中起著不可取代的作用。直到在數年前,才有新的基於分子生物學的數據顯示還有另一類鮮為人知的微生物(稱為氨氧化古菌),可能在氨氧化的過程中起著更大的作用。現有的研究顯示這類氨氧化古菌是多元的,它們活躍在各種自然環境中,如底泥,土壤,河口和海水等。
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FlexiBOL®:適用於持續變化都市環境的彈性街道樁柱及欄杆系統

近年來街道的用途趨向多樣化,如農曆新年巡遊、馬拉松比賽和遊行集會等。在這些活動進行時,數以萬計的市民會在街上聚集。很多時候不同的政府部門需要實施特別的空間管理程序,如改道和人流管制。進行這些空間管理不但需要大量人手,亦需要移除街上的樁柱及欄杆。惟現存的設計彈性不足,要作出改善很不容易。

邵健偉教授與路政署、相關政府部門及社會機構合作,帶領一隊研究小組進行應用研究,藉此希望得出一些較有彈性的設計方案,去配合現代都市環境不停改變的需要。透過長期實地觀察及街具產品分析,研究小組針對香港及其他人口稠密的大都市的需要,發展出一套彈性樁柱及欄杆系統。
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研製在可見光下高效降解水中有機污染物的半導體納米粒子光催化劑

各種工業排放的廢水中有機污染物的含量逐年遞增,並造成嚴重的全球性環境問題。這些污染物包括一系列範圍廣泛的持久性的有機化化合物,如藥品和內分泌干擾物。現在我們面臨的挑戰是如何把這些有機污染物在污水排放之前就去除掉它們。就這方面來說,光催化是一個有前途的廢水處理技術,因為它相對於傳統的或者其他高級處理方法具有許多優點。一方面,傳統的物理技術(活性炭法,超濾法,反滲透法,化學劑凝固吸附法,合成吸附樹脂離子交換法等)已用於去除這些污染物,但這些方法只是成功的把有機污染物從水相轉移到其他相,從而造成二次污染。微生物或酶分解,生物降解,臭氧和高級氧化法,如Fenton氧化法(Fe2+),光助Fenton法(Fe2++H2O2+UV)和H2O2/UV法也被廣泛應用於去除廢水的有機污染物,但這些方法不是效率低下就是太昂貴。另一方面,光催化是節能型的,並能夠把污水中的有機污染物完全的氧化成水和二氧化碳。
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矽基材料被動式直接甲醇燃料電池內傳質與傳熱的耦合問題

主題:
提倡與發展新一代能源轉換技術,以代替現行的化學燃料和基於燃燒的能源系統,是緩解環境問題與實現可持續發展的必要條件。由於燃料電池具有高效率和低或零排放等固有優點,它成為了目前最引人注目的能源轉換技術之一。雖然氫氣是燃料電池應用中最潔淨和最高效的燃料,但是由於其生產、運輸、儲存仍存在很大的挑戰,氫燃料電池的大規模商業化受到限制。作為氫氣的理想替代品,富氫燃料液體甲醇具有多種優點,包括具有更高的能量密度、運輸方便和儲存簡單等等。基於上述原因,在過去十年,發展直接甲醇燃料電池(DMFC)的熱潮在全球掀起。

儘管如此,此類燃料電池在商業化的進程中遇到一個關鍵的難題─功率密度低。除緩慢的甲醇電化學氧化反應和甲醇滲透問題外,另外兩個極具挑戰性的難題也導致了傳統直接甲醇燃料電池的低功率密度。一個是電池本身不能妥善處理其運行過程中從陽極滲透到陰極的過量水份。另一個是傳統的電池設計會引起過多的熱量損失,從而導致電池操作溫度低。要解決這兩個難題,就需要對熱、水管理有足夠的重視。
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液體夾層玻璃技術

窗體在建築能量消耗和室內採光方面都扮演著重要角色,人們越來越關注窗體設計與室內光源以及熱舒適的相互關係。現代建築物,例如商業和住宅樓宇,屢採用大面積玻璃作為墻體,這樣既可減輕建築物本身的重量,又兼顧視覺上的美觀。但是,這樣的設計趨勢無可避免地增大太陽輻射穿透室內,從而增加空調系統的耗電量。在溫暖地區的建築物,窗體多數為單層玻璃結構,住宅樓宇一般使用透明玻璃,而商業樓宇多使用吸熱玻璃或反射鍍膜玻璃。此外,雙層通風窗也有一定的效用,空氣可以在雙層玻璃之間的空腔流動,帶走熱力;只是對於溫暖地區來說,這種空氣流動所帶走的太陽熱能就無處直接利用,如果用水流代替空氣流來吸收這部分太陽熱能,就可以直接應用於家用熱水系統。本項研究的主旨就是測試此種液體夾層玻璃窗體與水加熱器的有效使用。液體夾層玻璃窗體的運作原理如圖1所示,雙層玻璃之間的空腔底部設有水流入口,頂部設有水流出口,雙層玻璃上方設有一個換熱器,而玻璃側邊設有連接水管,位於窗體框架中的雙層玻璃,換熱器和側邊水管共構成了一個封閉的循環水路,換熱器將熱量傳遞給熱水器的補給水,太陽能就得以充分利用。
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混合電動車的磁連接電子無斷變速傳輸驅動系統

為了解決能源危機和保護環境,愈來愈多人關注混合動力汽車(HEV)的發展。混合動力汽車採用兩種能源,即汽油和電池;並運用兩種驅動裝置,即引擎和電動機。跟電動汽車相比,混合動力汽車具備更長的行駛距離和在現有的汽油站加油的優點。其主要挑戰是如何有效地結合引擎和電動機的動力,讓引擎在最佳效率下運行。現時的混合動力汽車基本上採用同樣的技術,即行星齒輪電子無斷變速傳輸(E-CVT)驅動系統,結合引擎和電動機兩種動力行駛。然而,這系統卻有低功率密度、高傳輸損耗、碰觸和磨損等問題,更產生煩人的噪音。

磁齒輪利用磁場的吸引力來傳輸動力,齒輪間既沒有碰觸又不會產生磨損。透過特別設計,磁齒輪的調節環可以轉動,從而達到類似行星齒輪的動力分割。引擎的功率通過磁齒輪分為兩條路徑:其一是流經磁齒輪的外轉子(也是電動機的轉子),其二是流經磁齒輪的內轉子(也是發電機的轉子)。其相應的功率流動控制是通過兩枚背靠背的功率轉換器,分別耦合到電動機和發電機的定子。與此同時,相關的電動機和發電機可以跟磁齒輪融合成一個單一的電機組,通過巧妙地控制轉換器來執行動力分割,達到磁連接電子無斷變速傳輸驅動。
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卓越學科領域計劃:
分子科技研究院研究成果摘要

分子科技研究院(下稱本項目)是在香港特別行政區大學教育資助委員會轄下的卓越學科領域計劃資助下成立。以下的成果顯示,本項目成功令香港在藥物開發和合成方面成為傑出的研究中心。

確認金屬類抗癌先導藥物
本項目令香港成為國際知名的金屬類藥物研究中心。本項目建立了一個金屬化合物庫,包含了多種具有確切抗癌活性的金、釕、鉑和銠的化合物。其中,由本項目開發的抗癌金化合物gold-1a,gold-2a和gold-3d在動物體內表現出良好的抗癌活性,效力甚至勝於現時臨床使用的順鉑(cisplatin),更可成功殺死有抗藥性的癌細胞。Gold-2a對動物體內植入的乳癌細胞生長有顯著的抑制作用,同時又無明顯的毒副作用。Gold-3d對祼鼠和大鼠體內植入的肝癌和鼻咽癌模型有明顯的抗癌活性。Gold-3d在進行臨床前的藥理安全評估中,包括急性毒性和基因毒性的評估,都得到了令人滿意的結果。通過使用計算、轉錄組學和蛋白質組學技術,找到了這些金類抗癌先導藥物的潛在分子標靶,包括拓樸異構酶(topoisomerases),蛋白酶體(proteasome),去泛素化酶(deubiquitinating enzymes),HDAC,Bcl-2,Wnt,TrxR和Fas等。兩所國際製藥公司,法國的施維亞製藥(Servier)和台灣的葛迪夫生物科技(Goldebv Biotech),已經答應共同開發或提供贊助開發上述的金類抗癌先導藥物。本項目所開發的金屬類藥物已分別獲得三項美國專利(美國專利及商標局頒發),和一項台灣專利(台灣智慧財產局頒發)。本項目無機藥物的研究成果令本地的大專院校開始關注此領域,並激發了有關的科研人員對無機藥物研究的興趣。
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卓越學科領域計劃:
分子神經科學:基礎研究與新藥開發

許多腦部疾病和功能障礙都與年齡的增長有關。隨著人口老化,受這些疾病影響的人數亦相應遞增。老年痴呆症等與年齡相關的腦部疾病已經成為導致老年人死亡的主要原因之一,亦構成沉重的社會負擔。儘管腦疾病的發病率持續上升,但市場上的治療藥物卻寥寥可數。這些藥物並非對所有病人起作用,而且往往只能減輕疾病症狀,部分患者服藥後更會出現副作用。因此,我們迫切需要研發針對這些腦部疾病和功能障礙的藥物或療法。

開發治療腦部疾病藥物的主要障礙在於我們對這些疾病的根源還缺乏足夠的了解。我們必須從分子層面上研究腦部在正常和病變情況下發生的一系列複雜的反應,並尋找與不同疾病相關聯的特異性分子靶點。基於這一目的,以香港科技大學(以下簡稱科大)為首的跨院校研究項目於2001年獲得大學教育資助委員會(以下簡稱教資會)卓越學科領域計劃資助港幣2,680萬元,開展為期五年的「分子神經科學:基礎研究與新藥開發」項目的研究。
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