主持人:香港电台公共事务组
嘉宾:香港大学李嘉诚医学院助理院长(环球拓展)、微生物学系临床教授及副系主任陈福和教授
「大家好,我是陈福和,香港大学李嘉诚医学院助理院长(环球拓展)、微生物学系临床教授及副系主任,同时我也兼任香港大学深圳医院感染性疾病医学部教研室主任,以及香港青年科学院的院士。我主要的研究方向是新发传染性疾病的诊断、治疗及控制。」
2003年,正在港大修读医学院的陈福和教授遇上沙士在香港肆虐,他及后选择成为了一位微生物及感染学专科医生,继而更开启有关新发传染病的科研道路。
「在我修读医学院那个年代,我们这个科目仍然是比较冷门的,但当我在医学院念三年班时,当时是2003年,大家也记得当年香港发生沙士疫情,全香港的市民,包括我自己在内,都切身体会到传染病的可怕,以及它对个人和整个社会的影响。于是在我毕业后担任医生期间,我先在内科学系接受了两年的培训,然后转到微生物学系,继续完成了我的专科医生培训。在这段受训时期,我每天看诊时都发现,作为医生,我们其实有很多问题无法回答。许多关于病人的重要临床问题,我们既不知道答案,也没有好的解决方案。正是这些年来积累的经验和问题,促使我想更进一步透过科研找出答案。要解决这些临床问题,最好的方式就是通过基础科学研究。于是当我完成专科医生培训后,便加入了我的母校,即是香港大学医学院微生物学系,成为临床助理教授,并开始学习从纯粹的临床医生,逐步转变成为一位临床科学家。」
陈福和教授和他的团队集中研究的范畴有几方面,包括发展更快、更准确的新诊断方法、寻找新的药物和治疗手段,以及研究新发性传染病病原体致病的机制。
「在这个过程中,我们需要建立新的疾病模型,例如体外疾病模型或动物实验模型,这都是我主力研究的范畴。 这些模型可以帮助我们解答这几个主要方向的问题。过去多年,我们先后经历了2009年猪流感大流行、2012年出现的中东呼吸综合症冠状病毒(MERS Coronavirus),以及H7N9禽流感、寨卡病毒、猴痘病毒等疫情,当然最近的是影响全球的新冠疫情。
多年来我和团队合作进行了很多研究,当中有许多难忘的经历,既有开心的时刻,也有面对巨大挑战和困难的时候。其中最难忘的是在2020年1月,新冠疫情刚开始,当时病原体和疫情变化尚不明确,也没有确切证据证实病毒能够人传人。我们在香港大学深圳医院从2012年起建立和培训了一个很齐心的团队,当时港大深圳医院收治了两位长者,我们诊症时马上联想到有可能是与率先在武汉报告的病例相似的肺炎,他们的几位家庭成员也有同样的病征。这一项研究成为全球首个新冠病毒家族聚集性感染病例,并首次证实了新冠病毒能够人传人。这个发现是重要的,对于各国,包括我们国家的防控政策产生了即时且重大的影响。这项研究发表在国际期刊《刺针》上,并被评为该刊创刊二百年来,其中一篇具突破性发现的论文,我和团队高兴能参与这项历史性的研究。
紧接其后,我们没有止步,我们作为临床科学家,希望将临床问题带到基础实验室,因此我们很快地建立了全球首个新冠病毒感染的仓鼠模型,这模型如今已成为全球研究冠状病毒领域最常用的模型之一。我们利用这动物模型展开了一系列工作,包括研究病毒特性、传播性、致病机制,以及开发与评估新药物和疫苗等。」
主持人:香港电台公共事务组
嘉宾: 香港青年科学院院士、香港科技大学超材料研究中心主任李赞恒教授
「大家好,我是李赞恒教授,我在香港科技大学物理系担任教授,也是超材料研究中心主任,我也是香港青年科学院院士。我的研究领域主要是围绕超材料以及纳米光子学,我的研究目标是通过这些精细的纳米结构的设计来构建新的超材料,实现一些看上来科幻的应用,譬如电影《哈利波特》中的隐形斗篷。」
超材料是一种人造的材料,有别于一般材料通过化学成分来决定它们的光学性质,超材料可以因应内部的结构设计,可以跳出这个框框,意味着它可以超越一般材料所能提供的光学性质。
「我举一个例子,例如我们要描述光的传播方向,我们通常是通过折射率,通过这些特别的结构,我们可以控制光波,甚至有时候是声波,或者水波或弹性波的折射率,它可以令到它很大 ,远大于空气的折射率,甚至可以是负数,这些特别的控制能力令到超材料可以用在一些很特别的用途,例如刚才我提及,可以使一些物体隐形或者制造错觉,混淆物体的大小和位置。 另外,超材料也可以用于例如高效的吸音,或者改良天线的接收率的应用。我举一个简单的例子,例如我们的眼镜,其实我们的透镜是用它的曲面来控制光线,但是如果用上这些超材料或者超表面的话,其实可以纯粹通过组建这些纳米结构形成一个表面,可以用很平、很薄的材料来制造这些透镜,甚至可以超越原来透镜的控制能力,令到光学器件更轻或者更省空间,直接就可以改变现在光学领域的一些相关研究甚至应用。 超材料的应用可以用来改装手提电话或者显微镜的镜头,令到它有新的感受,譬如它可以感受到光的偏振,譬如现时我们日常生活中听见的虚拟实境(VR)或者扩增实境(AR),也可以做更高解像度的全息图, 这些用上超材料或者超表面,就可以用单层的纳米结构实现,它有更高的效率,也有更少的像差,频率上也可以更宽大,令到它从成像到通讯方面,功能都可以有所提升。刚才我提到《哈利波特》里面的隐形斗篷,其实很像很遥远,但超材料已经开始可以令它实现,最重要的就是它背后的原理,静悄悄地为我们现在制造光学元件带来一些冲击和变化,因为它的原理可以令到那些光学器件更加轻,所以譬如在隐形斗篷这个例子上面, 我们希望以后可以造出更薄和轻的隐形斗篷,使用这些超表面来实现这个目标。」
科学家正在研究,将这些超表面可以与现有的半导体制造工艺相结合,有助实现大规模生产。
「它已经有研究的价值,但是要有应用的价值,我们一定要令到它能够更便宜地生产,所以我们现在研究的会是一些纳米印压技术,令到它能够更大面积,更容易地生产。 另外,我们也会在一些新的领域上面,希望用到这些超表面,因为它可以令到东西更轻。在我的研究当中,我们很希望将这些超表面,用在量子光学来发挥更大的作用。 在量子光学中,其实这些超表面是可以更精确地控制光的量子态,希望它们能够对譬如量子的计算或者是量子的通讯,令到它的元件更轻,更加省空间,这些都是我们未来这几年,甚至十年想达至的趋势。」