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未来·无限

简介

GIST

主持人:香港电台公共事务组

身处世界关键的转折,需要眼界和知识。
每个星期六,我们会邀请一位科学家,介绍在其研究范畴内一个正在影响世界未来发展、我们不可不知的趋势,以专业和视野来培养具前瞻的预测与洞察力。
星期六早上,让我们看远一点,看到未来的无限可能。

监制: 林嘉瑜
制作: 张璟莹

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12/07/2025

从沙士到过敏性疾病的基因研究

嘉宾:香港中文大学生物医学学院副院长(研究)徐国荣教授

「我是徐国荣,我是香港中文大学生物医学学院教授及副院长,主管学院的研究事务。我的研究领域聚焦于基因组学与生物信息学在人类疾病中的应用,关注包括传染病、癌症及过敏相关疾病。」

徐国荣教授形容,自己的研究生涯大致可分为三个十年的阶段。

 「在第一个十年间,我主要从事人类基因组研究,成功发现并命名了人类两万多个基因中的十个基因。后来这些基因的研究人员也运用到我所提供的资料和基因序列,就像我命名了天上的星星,不过星辰无限,人类基因的数量只有两万多个。我的第二贡献是在沙士疫情期间,当时引起很大的恐慌,亦是全球首次出现这么大规模的疫症爆发。我与卢煜明教授当年合作进行病毒基因组研究,找出基因突变如何追踪病的源头和传播,最后以PCR技术进行病毒检测,这些发现影响了往后全球抗疫的工作。最近十年间,我的研究着重于过敏性疾病,包括研究尘蟎过敏与益生菌,我在过敏诊断与治疗领域尽了最大的努力,这些方面的研究仍在推进当中,仍未完结。」

在2003年沙士疫情爆发期间,徐国荣教授的团队率先破解了沙士冠状病毒的全基因组序列。

「沙士疫情的回忆是最难忘的,既危险亦刺激,当时我有十六位职员和学生一起进行病毒基因组研究,我跟他们说,如担心生命安全可以离开,最终有十四人留下,分为两组日夜不休地工作,最后用了十六天完成基因组破解。那时我整整一个月,每天仅睡两、三小时。 」

 徐国荣教授回想,三十多年前投身科研的时候,环境和现今截然不同,寄语年轻科学家拥抱全球化,建立距地域的研究网络。

 「我初投身研究时,电子邮件、互联网尚未普及,科学研究进度相对较缓慢,现在瞬息万变,现时进事科研要不断学习,不断创新,不断接受挑战,不能几十年只固守单一领域。近年亦非常强调研究的转化,过往很多研究是兴趣主导的,我不是说要放弃兴趣,兴趣是重要的,但不要忘记研究如何能造福人类,这才可让研究有更大的收获和影响力,这同一时间会带来巨大的满足感,当看到自己的研究能帮助成千上万的人时,即使有天离开科研圈子,影响力将延续。第三点是我们要拥抱全球化,我常常想,有时从事一项研究,全球有其他几十组人也在进行同类的工作,如何能做得出色,其中一个方法就是合作,大家互补优势。 最后,建立同心合力的团队是研究的关键,正如沙士期间我和其他十五人的团队,以生命完成工作,团队平时要有良好的沟通和共同的理念,患难与共,团队是成功的首要。」

12/07/2025 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)

重温

CATCHUP
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新型半导体材料 助减电力转换能耗

主持人:香港电台公共事务组

嘉宾:香港科技大学电子及计算机工程学系副教授黄文海

「我是黄文海,现时任职香港科技大学电子及计算机工程学系副教授,我的研究兴趣为半导体材料和微电子芯片技术方面,我现时专注第三代和第四代,即是新型半导体材料的基础和应用研究,这些技术主要会在高功率电子领域,或称为「电力电子领域」有很多应用的场景。」

电力电子技术的应用,会对世界有何影响? 其中一个例子是新能源方面。各地致力减少温室气体排放,越来越多国家尝试使用新能源取代化石能源,而改用电动车,亦即是新能源汽车是大势所趋,正因为这样,带来了半导体支持新能源汽车行业的需求。 

「另一个例子就是储能产业。储能即是能源储备,是全球经济发展和经济复苏需要考虑的一个重要环节。就如太阳能,我们希望尽量利用天然资源,不要浪费,便需要一个硬件电力系统,负责储备大自然给予我们的天然资源。储能产业亦能够为新能源产业往后的发展,注入强劲的动力。据一些相关研究显示,以香港为例,如果可以充分利用香港建筑物天台安装太阳能板时,每年本地可生产最高约八亿八千万千瓦时(kilowatt-hour)的电能。在这个背景之下,香港虽然寸金尺土,但我们城市是试验太阳能储能产业的其中一个好地方。储能产业不单止在香港具有经济价值,亦有效优化香港土地资源里的电网配置,可以节省工商业的用电成本,亦可以解决能源过剩的问题,产生社会效益。

最后一个关于电力电子领域可以产生影响的地方,可能大家不会想到相关性,其实是与资讯科技有关。我们今日身处一个资讯流通的时代。物联网(IoT)和人工智能(AI)均牵涉到许多数据流通和交换。背后资讯及资料的储存、处理都需要数据中心协助。数据中心是什么?就是处理公司、个人或政府所需要的记录或运算的资料。数据中心由许多电脑伺服器、储存设备及一些网络设备组成。它们电力供应当然需要稳定,由于数据量高并且流通量多,耗电量大,我们都关心它们电源使用的效率。所以数据中心的电力供应和管理方案,以及它们之间如何互相整合,亦都变得日益重要。」

由于现今世界追求高能源效益和减低碳排放,对于新式微电子技术的技术要求变得更加严格。 而新一代电力电子技术有助发展高效能的储能系统、新型电动车技术和数据中心内的高效能电力系统。 

「我们其中一个研究方向,就是开发出一些适用于电力电子系统的功率变换要求的新型半导体技术。刚刚我提及的第三代、第四代半导体,即新一代的半导体,亦称为「宽禁带半导体」。我们的研究正大力推动这些新的半导体技术,推动建构新型电力系统,加快推动新型电力系统的高品质、规模化发展。电力电子技术作为这些功率转换系统当中的核心,其实一直以来都是由低成本和可靠的传统半导体技术「硅」(Silicon)所主导。但为了适应新产业对于更高的功率密度,和更高的能源转换效益要求,「硅」其实有少许力有不逮。所以现今我们都想开发许多新型半导体,当中包括「碳化硅」(Silicon Carbide)和「氮化镓」(Gallium Nitride),这两个材料为主的宽禁带半导体。过去几十年,工业界和学校付出了很多努力,抢占了一些比较高端的市场。两者是第三代半导体所制造的微电子芯片,它们的优势就是具有比「硅」(Silicon)更高的耐压能力,以及更低的功率损耗,已经成为许多高效功率转换器内一个重要的部分。Tesla在最近一年内,便公布推出了以「碳化硅」成为它们电动车内一个很重要的半导体技术。

除了这两种材料之外,近年我们亦注意到一种所谓「超宽禁带半导体」,作为继第三代半导体后一种更加新型的半导体材料,就是所谓的第四代半导体。它们具有更加优异的潜力,亦都迅速崛起成为下一代电力电子技术的一个研究热点。相比起第三代的「碳化硅」和「氮化镓」,第四代半导体的材料包括「氧化镓」,一种氧化物,以及我们可能不觉得它会是半导体的金刚石,亦即是钻石,女士手上的首饰,其实都可以是一种半导体材料。它们不单止具备新能源技术所需要的高压、低损耗性能,而且都可以有机会满足到新产业规模化应用所需要的低成本需求。」

香港电台第一台

07/12/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)