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Harnessing materials and mechanics science for a sustainable future

Cutting-edge materials science and engineering play a key role in clean energy conversion. Sustainable development sets the goal for researchers across disciplines, requiring active collaborations to optimise impacts. Dr Xiao ZHANG, Assistant Professor of Department of Mechanical Engineering at The Hong Kong Polytechnic University (PolyU), is leading research efforts focused on advanced materials and electrochemical reactors for clean energy conversion.  Dr ZHANG’s research on sustainable energy sources and production has received significant citations, spanning multiple disciplines such as materials science, chemistry, chemical and mechanical engineering. The research focuses on achieving decarbonisation through clean electricity with special emphasis on the production of valuable chemicals from the earth’s abundant resources.  Engineering plays a crucial role in promoting sustainable development by creating solutions for energy systems, production, and resource management that can reduce carbon emissions, conserve resources and protect the environment. The primary focus of Dr ZHANG’s highly cited papers is the exploration of novel layered materials for clean energy conversion. His research interests also extend to the conversion of waste pollutants such as carbon dioxide, nitrate and biomass into valuable chemical and fuels.  Dr ZHANG said, “I am thrilled by this prominent achievement to influence frontier sciences and subsequent innovative applications. Our research has enhanced scientific knowledge in materials science and chemical engineering, particularly in the understanding of 2D materials and development of electrochemical reactors for sustainable production.” Advancing the knowledge of material structures and catalytic processes is crucial to clean energy production. Dr ZHANG said, “Our research has facilitated the development of practical reactors capable of producing valuable chemicals at an industrial-relevant rate. These novel findings have significant impact on the development of sustainable manufacturing, environmental remediation and resources efficiency.”    Novelty in research Researchers work tirelessly to bring scientific breakthroughs. Dr ZHANG’s works have unravelled fundamental theories and technologies in materials sciences which serve as useful references for other researchers to explore further across various disciplines.  Dr ZHANG said, “I’m encouraged by our highly cited works, which eventually bridge the gaps between frontier scientific findings and practical production applications.” For instance, one of his highly cited research on catalytic interface engineering and electrochemical reactor has facilitated the design for hydrogen peroxide (H2O2) production.  The study “Electrochemical oxygen reduction to hydrogen peroxide at practical rates in strong acidic media” was published in Nature Communications in 2022. The research presented a cation-regulated interfacial engineering approach to promoting the H2O2 selectively under industrial-relevant generation rates in strongly acidic media. A double-PEM (proton exchange membrane) solid electrolyte reactor was further developed to realise a continuous, selective and stable generation of H2O2.  Practically, the acidic H2O2 solution delivers a wider range of applications and greater demand. This strongly motivates studies in the high-performance electrochemical generation of H2O2 in acidic media. Another novel study in material sciences demonstrated a unique approach to structure tuning of material, resulting in effective manipulation of its catalytic properties and functionalities. The research meticulously investigated structural change during the lithiation-induced amorphization process. The highly cited research, “Lithiation-induced amorphization of Pd3P2S8 for highly efficient hydrogen evolution” was published in Nature Catalysis in 2018.  The study showcased a breakthrough in the amorphization of layered materials, transforming inherently non-catalytic materials into highly efficient catalysts for cathodic hydrogen production. The atomic-level structural engineering of inorganic materials has proven to be a compelling strategy for tuning their physical, chemical and electronic properties, thus enhancing their performance in various applications, particularly in electrocatalysis.  Increasingly concerns about the rising levels of carbon dioxide (CO2) and its influence on climate change have made it essential to create efficient strategies to reduce CO2 emissions. Dr ZHANG's team identifies the potential of integrating CO2 capture and electrochemical conversion as a promising approach to tackle this challenge. Recently, Dr ZHANG and his research team have made a noteworthy advancement in the sustainable energy field through their groundbreaking study published in  . The review paper "Integration of CO2 capture and electrochemical conversion" delves into the exploration of combining CO2 capture and electrochemical conversion. A comprehensive investigation was conducted in the study to develop an efficient and sustainable system that captures CO2 from emission sources, and subsequently converts it into valuable chemicals or fuel. The findings provide valuable insights and practical strategies for researchers, policymakers, and industries working towards sustainable CO2 management and developing a circular carbon economy. The integration of CO2 capture and electrochemical conversion can help us move toward a greener and more sustainable future.   Go beyond Constraint The transition from the ubiquitous goal of sustainability and clean energy to intricate scientific concepts and discoveries poses the challenge of consistently pushing the boundary of knowledge while upholding high research standards and adapting to evolving technological landscape. Throughout the research journey, Dr ZHANG’s studies have fostered interdisciplinary collaborations in pursuit of sustainable developments across various fields.   “Knowing that your work has significantly impacted the field, leading to further discoveries and innovations, is immensely rewarding. While keeping up with the latest advancements and addressing new research questions can be demanding, it is also highly fulfilling,” said Dr ZHANG.  The high citation rates would increase the researcher’s visibility within the scientific community and attract more opportunities for collaboration, driving the vision to shape the future of sustainable research on a global scale.  Looking forward, Dr ZHANG said, “I am actively seeking collaborative opportunities while staying focused on my research vision. My goal is to drive positive change and advance the field of clean energy conversion.”  Research Interests: Electrocatalysis, Carbon Capture and Conversion, Electrochemical Reactor Design; Membrane Electrode Assembly, 2D Nanomaterials Highly Cited Researcher: 2020-2022 (Clarivate Analytics) Selected Highly Cited Publications: X. Zhang, Z. Luo, P. Yu, Y. Cai, et. al., Lithiation-induced Amorphization of Pd3P2S8 for Highly Efficient Hydrogen Evolution, Nature Catalysis, vol 1, 460, 2018. X. Zhang, H. Xie, Z. Liu, C. Tan, et. al., Black Phosphorus Quantum Dots, Angew. Chem. Int. Ed., 54, 3653, 2015. X. Zhang, X. Zhao, P. Zhu, ZY Wu, et. al., Electrochemical Oxygen Reduction to Hydrogen Peroxide at Practical Rates in Strong Acidic Media, Nature Communication, vol 13, 2880, 2022. X. Zhang, Q. Xia, K. Zhang, T. Zheng, et. al., Integration of CO2 capture and electrochemical conversion, ACS Energy Letters, June 2023.  Download Version

2023年7月10日

研究及创新

20230705---Two-social-sciences-projects-receive-funding-supports-from-HSSPFS

理大两项研究获人文学及社会科学杰出学者计划支持

香港理工大学(理大)两项研究,以帮助心理健康为本,推动人类心理福祉发展,获得研究资助局的人文学及社会科学杰出学者计划(HSSPFS)拨款支持。 该两项研究展示了理大以卓越的学术和研究应对社会需求。当中,由应用社会科学系陈涓教授带领的项目,名为「发展中国农村的社区精神健康服务:地方政策网络丶执行与倡导」,获拨款39.6万港元支持。另一项由管理及市场学系Krishna SAVANI教授带领的项目名为「The Choice Mindset: A Nudge to Improve the Quality of People's Decision Making」,获拨款21.17万港元支持。 陈教授的研究,运用在社会工作方面的专业知识,旨在倡导可行的社会服务规定,以改善精神保健政策,其最终目标是为国家政策及当地社区精神保健的可持续发展作出贡献。该研究还旨在协助当地政府和社会组织辨别和善用潜在资源和可行策略,以建立适合当地情况的社区保健系统。 SAVANI教授的项目聚焦决策心理学研究,探讨选择心态(choice mindset)能否减轻人们因缺乏对所有可用选项的认知而产生决策偏见。该研究还旨在探讨能否通过更深入的认知过程,带来更好的决策。 人文学及社会科学杰出学者计划於2012/13年度成立,旨在为拥有优良研究成果纪录的人文学和社会科学学科的资深研究员,提供延长补假及资助。获资助项目最长为期12个月。  

2023年7月5日

奖项及成就

Prof Lei ZHANG02web

A vision to enhance image quality and analysis

Being open and embracing new techniques are crucial to scientific research.  The high-quality images and videos on our smartphones and digital devices nowadays are the product of scientists’ scrupulous research on innovative solutions. Prof. Lei ZHANG, Chair Professor of Computer Vision and Image at The Hong Kong Polytechnic University (PolyU), has contributed to this field of study with a vision of enhancing image resolution and quality for our daily life applications.  Better picture quality is an end result of image enhancement and analysis, which are increasingly helpful for diverse digital and computer products. Prof. ZHANG’s research has substantially influenced the field of image restoration, enhancement and quality assessment.  Image restoration and enhancement aim to reproduce a high-quality image from a low-quality input that is noisy, blurred or low-resolution, while quality assessment seeks to predict the perceptual quality of a given image. Prof. ZHANG’s works in these areas are frequently cited by academics and industry professionals for useful and novel ideas and references.    Highly cited research on image enhancement With research interests focused in computer vision and image processing, Prof. ZHANG’s studies have profoundly benefited ubiquitous applications on smartphone and digital cameras. Over the decade, research outputs have contributed to enhancing the quality of photographs on cameras, image editing software and biomedical image analysis.  Prof. ZHANG said, “Being open and embracing new techniques are important to scientific research. The honour to be a highly cited researcher has driven me to a more valuable contribution in this field, with impactful research to generate sustainable influence and value to the society.”    Enhancing images Prof. ZHANG’s research “Weighted Nuclear Norm Minimization with Application to Image Denoising” showed that the weighted nuclear norm minimization (WNNM) algorithm outperforms many previous state-of-the-art denoising algorithms such as block-matching and 3D filtering (BM3D) for noise reduction in terms of both quantitative measure and visual perception quality. WNNM has become one of the most representative denoising algorithms before the deep learning era.   One of Prof. ZHANG’s highly cited papers, titled "Beyond a Gaussian Denoiser: Residual Learning of Deep CNN for Image Denoising" on IEEE Transactions on Image Processing, presented one of the first denoising convolutional neural network (DnCNN) models. This research finding not only produces favourable image-denoising performance quantitatively and qualitatively but also delivers promising run time by GPU implementation. Significantly, it paves the way to investigate proper CNN models for denoising images with complex noise and image restoration tasks.  With the rapid proliferation of digital imaging and communication technologies, image quality assessment (IQA) is crucial for numerous applications such as image acquisition, transmission, compression, restoration and enhancement. A novel feature similarity (FSIM) index for full reference IQA was introduced in the paper named “FSIM: A Feature Similarity Index for Image Quality Assessment.” It is proven that FSIM can achieve much higher consistency with subjective evaluations than state-of-the-art IQA metrics.    Open to change Technology, particularly in the field of computer science, moves incredibly fast. However, research does not necessarily move at the same speed. In the past 20 years, the dominant technologies in image processing, computer vision and pattern recognition, which are of Prof. ZHANG’s research interests, have significantly changed and evolved. From 2006 to 2016, sparse representation, dictionary learning and low-rank analysis dominated the area of image restoration and enhancement. Currently, the focus is on deep learning.  Prof. ZHANG said, “Every time new techniques emerge, the field is greatly impacted. If you cannot catch up, you will lag behind your peers and lose the opportunity. Therefore, being open to new techniques and keeping exploration for them are key drivers to produce impactful research outputs.”  Looking ahead, the computing resources required for artificial intelligence (AI) research also bring many challenges. Nevertheless, Prof. ZHANG added the honour of being a highly cited researcher is a driver to think more and explore deeper to create innovative solutions and excel in technological development.   Research Interests: Computer Vision, Image/Video Processing, Pattern Recognition Highly Cited Researcher: 2015-2022 (Clarivate Analytics) Selected Highly Cited Publications: K. Zhang, W. Zuo, Y. Chen, D. Meng, L. Zhang, Beyond a Gaussian Denoiser: Residual Learning of Deep CNN for Image Denoising, IEEE Trans. on Image Processing, vol 26, July 2017.  S. Gu, L. Zhang, W. Zuo, and X. Feng, Weighted Nuclear Norm Minimization with Application to Image Denoising, Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR),  pp. 2862-2869, 2014. Lin Zhang, Lei Zhang, X. Mou, and D. Zhang, FSIM: A Feature Similarity Index for Image Quality Assessment, IEEE Trans. on Image Processing, vol. 20, no. 8, 2011.  Download Version  

2023年7月3日

研究及创新

20230628---Prof-WANG-Tao-

理大研究荣获国家教育部高等学校科学研究优秀成果奖

香港理工大学(理大)学者进行的空气质素科学研究荣获2022年度「高等学校科学研究优秀成果奖」(科学技术)。 由理大土木及环境工程学系大气环境讲座教授王韬教授领导的研究项目,「大气活性氮氧化物的化学转化机制及其对臭氧和灰霾污染的影响」荣获自然科学类别二等奖。奖项由国家教育部设立,以表彰和肯定研究人员为推动科研技术发展的杰出贡献。 王教授说:「在开拓具影响力的研究范畴获得认可,令我倍感鼓舞,我和团队将继续提升香港丶大湾区和内地的空气质素。」研究团队深入研究长达20年,就香港和中国各地的氮氧化物进行系统性的研究。 氮氧化物(NOx)包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2),主要通过车辆丶船舶和化石燃料发电设施的高温燃烧产生而来。 氮氧化物产生的化学反应,形成俗称的二次污染物,例如臭氧和悬浮微粒(PM2.5)。因此,了解氮氧化物的转化机制对于制定减轻二氧化氮丶臭氧和悬浮微粒污染的策略至关重要。 王教授团队通过实地观测丶实验室实验和电脑模拟等研究,在氮氧化物的化学转化过程及其在光化学和灰霾污染中的作用上有重大的发现。相关发现加强了对化学转化机制的了解,并提升了广泛应用于全球空气质素预测和研究的空气品质模式的功能。 王教授在可持续发展科学研究方面作出了重大贡献,专注研究空气污染物的来源丶转化和去向,及其对空气质素管理的影响。本次获奖项目为王教授的核心研究领域,合作机构包括山东大学丶南京大学和中国环境科学研究院。  

2023年7月1日

奖项及成就

20231006---Falling-Walls-Science

理大科学家研发新型催化剂 入围德国Falling Walls科学突破奖2023

香港理工大学(理大)应用生物及化学科技学系副教授黄勃龙博士,凭藉研发纳米催化剂,研究成果为可持续能源的碳战略实现广泛应用,入围德国Falling Walls科学突破奖2023-工程技术类别。该类别有三名来自香港的学者入围,黄勃龙博士是其中一位。 黄勃龙博士的研究专长包括∶纳米材料丶能源材料丶固体功能材料丶稀土材料等的电子结构理论计算,及其在多规模能源转换和供应系统中的应用。他致力於催化方面的研究,以开发支持可持续能源供应和转换技术的新型催化剂材料,为保护环境的全球愿景作出贡献。 发挥在理论计算和机器学习技术方面的专业知识和经验,黄勃龙博士为可持续发展开发新型催化剂,包括水分解产生的氢气(H2)丶用於燃料电池和金属空气电池的氧气还原和进化,以及降低二氧化碳控制碳排放。 黄博士表示∶「透过理论计算除了加快研发新型催化剂,更能从中增进及洞悉基本反应机制的重要见解。我将继续专注催化研究,发掘更多可应用於可持续发展的新型功能材料。」 德国跨界创新基金会(The Falling Walls Foundation)设於德国柏林,其颁发的Falling Walls科学突破奖旨在表彰取得杰出成就和突破的科学家,对研究领域产生了长远重大的影响,并为解决全球性挑战作出贡献。  

2023年6月30日

奖项及成就

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理大与多家晋江市龙头企业签订合作备忘录加强闽港合作

香港理工大学(理大)与多家晋江企业签署合作备忘录,加强和促进两地产学研合作。由中共泉州市委常委、晋江市委书记张文贤先生率团,一连三日访港期间参观考察理大,并与大学管理层及科研人员进行深度交流。随团包括来自晋江市委办、统战部、科技局、商务局等党政代表;企业方面有纺织制衣、运动鞋服、新材料、电子讯息等相关领域的晋江市龙头行业代表。 晋江访问团第一日(6 月 26 日)前往香港科学园,参观理大在「InnoHK 创新香港研发平台」的支持下、与世界知名学府合作设立的「人工智慧设计研究所」及「眼视觉研究中心」,借此了解理大在交叉学科研究及产学研合作等方面的科研成果及未来发展方向。此外,理大代表亦于翌日(6 月 27 日)出席闽港经贸合作推介会暨重点合作项目签约仪式的活动,在福建省委书记、省人大常委会主任周祖翼先生、香港特别行政区政务司司长陈国基先生等一众领导的见证下,理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授及晋江市委书记张文贤先生分别代表理大及晋江市签署合作框架协定,落实在晋江市共建香港理工大学晋江技术创新研究院,以确定其建设方向。 行程最后一天(6 月 28 日),晋江市委书记张文贤先生一行到访理大校园考察及重点参观与理大晋江技术创新研究院建设内容相关的实验室。其后,在理大校董会主席林大辉博士、校长滕锦光教授、常务及学务副校长黄永德教授;中共泉州市委常委、晋江市委书记张文贤先生、市委常委、统战部部长黄天凯先生以及科技局局长张清常先生见证下,由理大赵汝恒教授分别与多家晋江企业代表:安踏集团研发总监杨建祥先生、信泰(福建)科技有限公司执行董事许金泰先生及福建华清电子材料科技有限公司执行总裁施俊侨先生签署合作备忘录,开展深度有效的产学研合作。 林大辉博士致辞说:「在晋江市政府大力支持下,理大与多家龙头企业签订合作备忘录,在不同领域,例如新的纺织材料、服装设计、智慧穿戴系统、微电子等,开展深度有效的产学研合作。我们期望透过这次协作,发挥香港和理大的科研优势,与内地企业进一步连系,促进闽港两地优势互补,为积极融入国家的发展大局,贡献我们的力量。」 张文贤先生表示:「此次赴香港理工大学参观调研心潮澎湃、倍感振奋。晋江是『晋江经验』的发祥地,是一座爱拼敢赢、盛产企业家的城市,拥有超 3,000 亿元的鞋服产业、超 1,000 亿元的纺织产业、超 500 亿元的建材制品和食品产业、超百亿元的新一代资讯技术、先进装备制造和医疗健康产业。香港理工大学的专业与晋江的产业发展契合度高,双方合作空间非常广阔。希望藉由此次机会,扩大双方合作范围,进一步加大合作力度,共同打造香港高校与地方合作的新典范。晋江将以十足的诚意,为双方合作提供有力保障,全力推动合作项目落地生根、开花结果。」 回顾在 2023 年上半年,理大与晋江市已进行了多方面合作交流:在 2 月份,理大与晋江市人民政府达成初步合作意向,签订合作框架协议推动在晋江共建「香港理工大学晋江技术创新研究院」,共同促进新世纪海上丝绸之路经济带建设。同日,理大科技及创新政策研究中心与晋江市科学技术局签订合作专案协议,联合开展课题研究计划,针对晋江的产业升级需求,研究如何引进和借助香港的科技创新资源和优势。 4 月份,理大考察团应晋江市科技局邀请参加第 24 届中国(晋江)国际鞋业暨第7届体育产业博览会展示最新科研成果,包括机械仿生手、高精度柔性感测器、3D 列印技术糖尿病患者专用鞋垫等多项技术,并到访晋江市重点发展企业及院校,探讨合作方向。 5 月中旬,更实地到晋江市就「香港理工大学晋江技术创新研究院」探讨建设方案。接着,于 6 月初在泉州南翼国家高新区举行的活动中签署协议成立研究院,连系理大的研究实力和成果,以及晋江的产业需求,赋能晋江产业升级。 理大期望透过是次协作,发挥理大科研人才优势及创新科研技术,同时将更多香港优质科创企业及科研人才吸引到晋江进行科研交流,促进闽港两地优势互补和协同发展,携手开展创新方案成一流科技创新基地,实现共赢。 展望未来,理大将继续聚焦与企业合作,与内地紧密相连,在各个前沿科技领域进行具影响力的科研工作并推动科技成果转化,融入国家发展,全力配合香港建设成为国际创科中心。   中共泉州市委常委、晋江市委书记张文贤先生(中)率团在 6 月 26 日前往香港科学园,参观理大在「InnoHK创新香港研发平台」的支持下、与世界知名学府合作设立的「眼视觉研究中心」。   晋江访问团于访港行程首日(6 月 26 日)前往香港科学园,参观理大在「InnoHK 创新香港研发平台」的支持下、与世界知名学府合作设立的「人工智慧设计研究所」,借此了解理大在交叉学科研究及产学研合作等方面的科研成果及未来发展方向。

2023年6月29日

研究合作

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理大与浙江杭州市成立技术创新研究院深化杭港两地科技结合

香港理工大学(理大)与杭州市拱墅区人民政府就推进产学研合作,促进杭港两地优势互补、协同发展达成合作意向。 于 6 月 26 日「2023 港澳•浙江周开幕式暨浙港携手合作主题论坛」上,香港特别行政区行政长官李家超先生、浙江省委书记易炼红先生、副省长卢山先生及一众嘉宾,见证两地签署多项合作协议。作为其中一个重点合作项目,理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授及杭州市拱墅区人民政府沈建立副区长,在众人的见证下分别代表双方签署框架协议,推进共建香港理工大学杭州技术创新研究院(理大杭州研究院),开展深度有效的产学研合作。 理大杭州研究院开展初期将下设三个科研中心,暂名为「轨道交通智慧中心」、「大运河文化与旅游研究中心」、及「数智医美研究中心」。科研中心将主要开展技术研发、创业孵化、人才培育等三个重点领域的工作,以促进杭港两地优势互补和协同发展,携手开展创新方案,成为一流科技创新基地,实现共赢。 同场,理大校长滕锦光教授及浙江省交通投资集团有限公司(浙江交投集团)俞志宏董事长签署浙港两地科研合作协定。理大轨道交通研究团队将与浙江交投集团就新产品、新技术研发、创新成果全球推广、人才培养与科研协作等多方面开展合作。 翌日(6 月 27 日),杭州市科学技术局二级巡视员宋新剑先生率领杭州多个主要行政区域 (钱塘区、拱墅区、余杭区及高新区)的领导及多家企业负责人到访理大,并参观国家轨道交通电气化与自动化工程技术研究中心(香港分公司)及生物材料实验室,借此深入了解理大科研人才优势及创新科研技术,双方将进一步探讨理大杭州研究院科研团队工作计划,共谋未来合作机遇。 展望未来,理大将继续聚焦与企业合作,与内地紧密连系,在各个前沿科技领域进行具影响力的科研工作并推动科技成果转化,融入国家发展,全力配合香港建设成为国际创科中心。

2023年6月27日

研究合作

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香港理工大学与宁波东方理工大学 (暂名) 成立技术创新研究院

香港理工大学(理大)与宁波东方理工大学(暂名)达成合作意向,签署框架协定推动共建技术创新研究院,进一步加强两校产学研的合作,及促进两地人才培养丶交流。 技术创新研究院将聚焦先进制造丶化工能源丶低碳环保等多个科研领域,双方的教研人员将紧密合作,推动技术研发和核心技术的转化研究,以促进两校优势互补和协同发展,携手开展创新方案,成一流科技创新基地。 理大期望就两校透过共建技术创新研究院,开展有效的产学研合作,整合两地的资源,发挥理大科研人才优势及创新科研技术,吸引更多优质科创企业及科研人才到香港或宁波,进行科研合作交流和创业。  双方於6月25日在理大校园举行签约仪式。在浙江省委常委兼宁波市委书记彭佳学先生,香港特别行政区前任行政长官林郑月娥女士,中国科学院院士丶理大校长滕锦光教授,以及中国科学院院士丶宁波东方理工大学(暂名)校长陈十一教授的见证下,由理大副校长(研究及创新)赵汝恒教授及美国国家工程院院士丶宁波东方理工大学(暂名)常务副校长兼教务长张东晓教授分别代表双方签署。出席签约仪式的还有宁波市委常委丶统战部部长林雅莲,宁波市委常委丶秘书长赵海滨,宁波市人大常委会党组副书记丶副主任宋越舜,宁波东方理工大学(暂名)副校长郑春苗及宁波市甬江科创区领导小组办公室丶宁波市教育局丶宁波市科技局等有关负责人。   签约仪式上,双方领导均表示科技创新人才的培养是未来的挑战,相信通过双方合作,强强联手,定能为社会培养出顶尖的科技人才,推动地方经济发展,贡献国家。

2023年6月25日

研究合作

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理大科学家荣膺德国洪堡研究奖及欧洲科学与人文学院院士

香港理工大学(理大)土木基建讲座教授赵晓林教授荣获德国洪堡基金会颁发洪堡研究奖(Humboldt Research Award),同时又膺选为欧洲科学与人文学院(European Academy of Sciences and Arts)院士,足见他对土木工程科学与技术发展的卓越贡献备受肯定。 德国洪堡研究奖是该国授予外国学者的最高荣誉之一,每年获颁此殊荣的学者不多于 100 位,均为在基础研究和创新发现方面有重大影响力的世界顶尖科学家。奖项涵盖所有学科,赵教授则在土木结构工程领域的研究贡献获表扬。 另外,赵教授亦在技术与环境科学领域荣膺欧洲科学与人文学院院士。欧洲科学与人文学院是声誉崇高的国际非政府组织,汇聚 2,000 多位在不同领域具卓越成就的科学家、艺术家及管治人员,其中更包括 37 位诺贝尔奖得主。 赵教授任教于理大土木及环境工程学系,身兼澳大利亚技术科学与工程院院士,致力研究提高工程结构的安全和复原力、创新环保的高性能建筑材料及其应用,以及修复老化的金属基建等。 他表示︰「在开拓具影响力的研究和实践创新方面得到认可,获颁这两项荣誉,让我倍感鼓舞。目前,我正与理大多位来自不同研究院的科研人员一起积极探索『浮体结构技术』,聚焦以创新方式开发土地,以及发展『漂浮农场』,提升香港的食品可持续性,期望在减少环境影响、降低工程成本的条件下,使香港成为更宜居的城市,迈向更可持续的未来。」

2023年6月21日

奖项及成就

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理大破解超级细菌「肺炎克雷伯菌」发病机理并发现新疗法降死亡率

抗生素是治疗细菌感染有效药物,但有细菌开始出现了「抗生素抗药性」(Antibiotic resistance),对多种抗生素具耐药性的细菌,有时被称为「超级细菌」(Superbugs)。最近,香港理工大学(理大)科研团队发现两种治疗超级细菌的新方案,显示出良好疗效和临床应用潜力。研究结果发表在两份著名期刊;分别为《自然》旗下期刊《Signal Transduction and Targeted Therapy》以及《Journal of Infection》。 世界卫生组织一再警告,超级细菌感染爆发,可导致下一波公共卫生灾难。不少超级细菌从正常菌群或人类体内细菌进化而成,可感染多个组织和器官。人体免疫系统脆弱时更易感染;足以在医院和社区内传播,对公共卫生威胁深远和严重程度,更甚于新冠疫情。 目前,归类为「超级细菌」的病原体,以高抗药性和高毒力的「肺炎克雷伯菌」(Klebsiella Pneumoniae)对人类健康最具威胁性。 2017 年,由理大微生物学讲座教授、化学生物学及药物研发国家重点实验室成员及食品科学及营养学系系主任陈声教授领导的研究团队,发现了一种肺炎克雷伯病原菌的新变异株,称为多重耐药和超强毒力的肺炎克雷伯菌(CR-hvKP),即使健康的人类受感染,亦可能无法治愈而死亡。顾名思义,CR-hvKP 不仅具多重耐药性,亦高度侵入性。内地的多项研究发现,感染  CR-hvKP 死亡率高达 25-45%。迄今为止,全球不少医学专家甚至将 CR-hvKP 列为「最迫切威胁人类健康」的隐患。 研究团队深入研究数年,破解了 CR-hvKP 致病机制,在设计疗法上取得了突破,亦确定了病原体入侵宿主后相互作用的关键因素,感染过程中触发免疫反应性质。具体而言,研究团队发现病原体触发「细胞激素风暴」(Cytokine storm)的信号途径,信号又诱导病人激发不受控制的免疫细胞反应,演变成致命的感染性休克。 随后的实验又发现,抑制细胞激素风暴爆发,显著降低感染患者死亡率。研究小组研究「乙醯水杨酸」(ASA)类免疫抑制剂的治疗价值,发现 ASA 有效抑制感染病原体小鼠爆发的细胞激素风暴。 ASA 一直广泛用于舒缓轻至中度疼痛和炎症;也就是俗称「阿斯匹灵」的成药。 ASA 抑制炎症细胞入侵肺部,大幅降低细胞激素风暴出现,减少恶化成感染性休克的机会。今次是全球首次提出,可透过免疫抑制剂治疗 CR-hvKP 感染的学术报告,日后将成为设计临床治疗的重要启示。 虽然 ASA 对 CR-hvKP 对病人有保护作用,可避免出现败血性休克,仍无法根治病原体。研究小组探索在疗程以 ASA 和其他抗生素的联合疗法,加入有效抗菌药以增强 ASA 的疗效。然而, CR-hvKP 对所有已知的抗生素均具耐药性,重新开发新抗生素又非可行方案。陈声教授团队遂在另一独立相关研究,透过药物重新定位,寻找具抗菌作用或与现时处方的抗生素有协同作用,可增强活性的非处方抗菌药。结果团队成功筛选了用于治疗爱滋病病毒(HIV)感染的药物zidovudine,再配合抗生素 rifampicin 根除 CR-hvKP。药物重新定位优点在于,不必经过漫长新药开发和审批周期,病人可更快受惠。预计 zidovudine/rifampicin 组合可与 ASA 共用,治疗致命的 CR-hvKP 感染。 陈声教授表示:「我们很高兴在发现 CR-hvKP 菌株仅仅五年后,就同时找出两种具潜力治疗方案,既可单独亦能混合应用,以化解病原体的威胁;尤其重要的是,及时治疗不但减低感染死亡率,也减少病原体传播。」他又补充,研究成果会在临床验证,相信最终惠及患者,显著降低 CR-hvKP 感染的死亡率。 上述两份出版物之研究内容,均承蒙大学教育资助委员会之主题研究计划及研究影响基金赞助。本研究亦获理大化学生物学及药物研发国家重点实验室支持。上述研究部分在香港城市大学(城大)完成,其中一项研究之合作者为城大传染病及公共卫生学系杨冠博士。

2023年6月21日

研究及创新

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