2026年6月3日，英國皇家學會及皇家工程院院士、英國曼徹斯特大學國家石墨烯研究院及材料學系高分子科學與技術榮休教授Robert Joseph Young教授，於理大校園主講理大高等研究院傑出學人講座，題為「石墨烯及石墨烯基納米複合材料之力學」。講座吸引逾40位學者、研究人員及學生親臨現場，並有近15,700名觀眾透過各大社交媒體平台同步觀看直播。
講座伊始，Young教授回顧曼徹斯特大學自成功首次分離石墨烯以來，近二十年的突破性發展歷程。這項開創性研究不僅榮獲2010年諾貝爾物理學獎，更促成英國政府與歐洲區域發展基金會共同出資，在曼徹斯特大學建立了耗資6,000萬英鎊的國家石墨烯研究院。他亦介紹團隊首創的微觀拉曼光譜技術，該技術能於分子層面直接觀測材料在受力下的形變行為，進一步加深學界對材料結構與力學性能之間關聯的理解。
針對外界對石墨烯的常見誤解，Young教授逐一作出科學分析。他認為，儘管單層石墨烯擁有高達約1,000 GPa的超高模量，但實際應用時，其強度往往受材料缺陷影響而下降至約5至10 GPa，而其斷裂韌性亦僅為鋼鐵的約十分之一。此外，當石墨烯層數增加，片層之間容易產生滑移，並因失去原有的「伯納爾堆疊」原子排列方式（Bernal stacking）而導致剛度下降。談及石墨烯基納米複合材料時，Young教授指出，較柔軟的基體材料會限制應力傳遞，而此過程可透過剪切滯後理論（shear-lag theory）加以模擬。更重要的是，透過高解析度同步輻射X光納米斷層掃描，研究團隊發現複合材料的增韌機制，主要來自材料受壓時，脫黏薄片周圍孔洞的生長與空化作用（cavitation），而非完全取決於石墨烯本身的固有強度。
這些力學研究成果亦已成功轉化為實際應用。英國國家石墨烯研究院與奢華腕錶品牌Richard Mille及麥拉倫一級方程式車隊（McLaren Formula 1）合作，研發出全球最輕的雙秒追針陀飛輪計時腕錶RM 50-03。該腕錶的錶殼與錶帶均採用石墨烯增強複合材料，充分展現前沿材料科技的工業應用潛力。
講座以互動問答環節作結，該環節由理大智能可穿戴系統研究院副院長及有機電子學講座教授嚴鋒教授主持。Young教授在會上分享了對石墨烯抗疲勞性能的見解，並探討了利用脈衝鐳射進行動態高速衝擊測試的潛力。他加以闡釋，化學鍵雖有助提升材料之間的應力傳遞效率，但界面黏附力較低的結構實際上更有利於誘發空化作用（cavitation），從而吸收大量能量並提升材料韌性。此外，他建議，若希望在提升聚合物納米纖維性能的同時避免產生結構缺陷，採用碳納米管將比石墨烯帶來更顯著的強化效果。
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| 主題 | 香港理工大學高等研究院傑出學人講座系列 |
|---|---|
| 研究部門 | 香港理工大學高等研究院 |
Robert Joseph Young教授，MAE、FREng、FRS
英國皇家學會院士
英國皇家工程院院士
高分子科學與技術Emeritus教授
英國曼徹斯特大學國家石墨烯研究院與物料系
Robert Young教授畢業於英國劍橋大學，並自1986年起出任曼徹斯特大學高分子科學與技術教授。2004年，他成為當時新成立的曼徹斯特大學的材料學院創院院長；該學院如今已發展為英國高校中最具規模的材料科學學系，亦是國家級重要材料研究項目的核心基地。他同時為英國皇家學會院士（2013年）、皇家工程院院士（2006年）及歐洲科學院院士（2015年）。
其研究重點探討聚合物與複合材料結構及性質之間的關係。他開創並引入了多項革命性實驗技術，為纖維與複合材料在變形過程中的微觀力學機制提供了全新的見解。他首創將「拉曼光譜技術」（Raman spectroscopy）應用於分析分子層級變形過程，帶來關鍵性突破。近年，他進一步把相關研究方法應用於納米複合材料中石墨烯及其他二維材料的變形機制分析。
Robert Young教授的Google Scholar H指數逾100，其科研貢獻備受肯定，並多次受邀於國際會議發表全體會議與主題演講，同時榮獲材料、礦物與礦業學會（IOM3）頒發的多項重要獎項，包括格里菲斯獎章（Griffith Medal，2002年）、哈利迪獎（Holliday Prize，2011年）、斯溫伯恩獎章（Swinburne Medal and Prize，2012年）以及白金獎章（Platinum Medal，2019年）。
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