簡介
Presenter：香港電台公共事務組
每個星期六，我們會邀請一位科學家，介紹在其研究範疇內一個正在影響世界未來發展、我們不可不知的趨勢，以專業和視野來培養具前瞻的預測與洞察力。
監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩
最新
提升有機太陽能電池光電轉換效率助減碳
嘉賓: 香港理工大學理學院院長、智慧能源研究院副院長、化學科技講座教授黃維揚教授
「我是黃維揚，現任香港理工大學應用生物及化學科技學系講座教授，同時也是理學院的院長。我目前主要從事新型高性能光功能材料的設計、製備及光電應用方面的研究，尤其針對這些材料的發光性質，以及材料穩定性的科研工作，並實現了高性能的多種發光顏色的有機發光二極管。最近我們也實現了利用過渡金屬配合物提升有機太陽能電池的光電轉換效率。」
現時市面上新款的電視機，不少屏幕都用到OLED技術，OLED是有機發光二極管，是一種新型發光器件，OLED技術正在以多種方式改變我們的生活。
「OLED顯示屏能自主發光，提供更高的對比度，我們能看到更清晰、更真實的圖像，同時製備成本更低。OLED屏幕在寬闊的視角下，依然能夠保持原本的顏色和對比度，就算數個人從不同角度觀看螢幕時，他們所看到的圖像效果都是一樣的。OLED在顯示黑色或者暗色時，能源耗電量將進一步降低。OLED的超薄、柔性還可以實現新型「電子報紙」、「 電子書籍」，顛覆和改變傳統報刊和書籍，顯著降低紙的用量，實現可持續發展。OLED還可以與人工智能相結合，實現可穿戴虛擬顯示，改變目前信息顯示模式。發光材料是OLED的核心材料之一，也是我們的研究重點。最近，針對最難研發的深藍光發光材料，我們通過分子設計，得到了高性能具有熱激活延遲螢光特性的新型深藍色發光材料，這種材料具有多重共振效應，它的發光寬闊度非常窄，用這種深藍光材料製備的OLED實現了超過35%的外量子效率，為目前世界最高效率之一。
光電相關的科研的成果，不單可以為我們帶來更理想的觀影體驗，如何提高太陽能發電系統的光電轉換效，亦是這個領域的科學家的研究重點。
傳統單晶矽電池的製備具有製備工藝複雜、高污染等問題。與單晶矽電池相比，有機太陽能電池具備製備工藝簡單、超薄、柔性、環保等優勢。我們發現在金屬配合物可以有效地將活性層中的電子和空穴高效分離，提升有機太陽能電池的光電轉換效率，這工作有助於早日實現「雙碳」目標。最近，我們也實現了基於新型金屬配合物摻雜的有機太陽能電池光電轉化效率超過19%。有機太陽能電池的超薄、高柔性特點可以與可穿戴電子設備集成，利用太陽光實現可穿戴電子設備自主供電。」
科學家期望在未來，通過開發新的有機光電功能材料，協助應對能源危機。
「對於這兩種光電器件來說，未來的研究趨勢我覺得主要包括以下幾點，首先是需要從高性能活性材料的分子設計和器件結構設計兩個方面繼續提高光電轉換效率；另外要提高他們的穩定性及使用壽命，例如我們之前承擔的創新科技署創新及科技基金的項目就是針對高穩定、長壽命的藍光發光材料的研製；另外，有機半導體電子技術還促進了新興應用的發展，例如柔性顯示屏和可彎曲的電子設備。這為未來的技術創新提供了新的可能，隨著可穿戴設備的出現和可折疊智慧手機的普及，需要研究更薄、更靈活的活性材料，以便適應新型顯示和電源需求；最後，未來在實現活性材料的低毒性或無毒性，可有助於降低環境污染和實現可持續發展。總括來說，我們的研究主要試圖通過開發新的有機光電功能材料，實現可持續能源轉換技術，應對能源危機，為解決未來世界的能源問題作一點貢獻。」
重溫
科學家冀於月球種植環境友善大豆
Presenter：香港電台公共事務組
嘉賓: 香港中文大學農業生物技術國家重點實驗室主任林漢明教授
「我是林漢明，是香港中文大學生命科學學院教授，亦是農業生物技術國家重點實驗室主任。我主要從事大豆研究，雖然大豆在中國起源，但是今天中國每年進口近一億噸大豆，佔全國需要超過八成，花費幾千億元人民幣。驟眼看來，大豆是一種廉價且平凡的農作物，我們已經習已為常，忘記了它的價值。細心想想，平日我們吃的豆腐、豆皮、腐竹、枝竹、甜竹、豆豉、豉油、腐乳、納豆、枝豆、味噌湯、大醬等都是大豆製品。在世界的範圍內，其實大豆主要用作飼料，食物動物身上長的肉，蛋白質很多都是來自大豆。大豆提供了全世界百分之七十的蛋白質，以及百分之二十八的食用油，是我們重要的營養來源。世界上有些地區的人因為缺乏蛋白質，出現營養不良的問題，所以大豆和糧食安全是息息相關的。」
今天的社會很常會討論永續環境和減少碳排放等問題，原來這些課題和大豆都有密切關係。
「大豆可以通過與根瘤菌的共生固氮作用，將空氣中的氮氣轉化為有機氮，增加土地肥力，減少化學氮肥使用，因此也減少製造和使用化學氮肥而產生的溫室氣體。中國有十八億畝耕地，其中五億畝受鹽鹼影響，而西北地區的淡水資源比較缺乏，所以我過去二十多年的工作，主要是利用新的科技，包括基因組學、遺傳學、分子生物學等來研究大豆對逆境，例如鹽和乾旱的應對。十多年前，我們團隊聯合深圳華大基因研究院，率先將全基因組測序技術應用在大豆研究，首先研究中國大豆，特別是野生大豆的生物多樣性，了解野生大豆馴化成現化培植大豆所產生的變化。後來我們進一步利用基因組學、遺傳學和分子生物學方法，找到大豆本身最重要的耐鹽基因。我們將大豆研究，命名為「大豆回家」，意思是將最前沿的大豆研究，帶回大豆的故鄉中國。除此之外，我們亦和甘肅省農業專家張國宏教授合作，結合新科技和傳統農業技術，製造出四種抗旱耐鹽新大豆。跨學科之間，科學家真誠的合作，更能夠為問題提供答案。我們其中三種大豆到 2023 年的累積種植面積已達 118 萬畝，約七萬八千多個足球場。雖然這個數字在中國農地上只佔極少部分，但是能夠讓香港科研從實驗室走向農田，將科學論文寫在大地上面，對我們團隊來說，意義是十分重大的。近年我們開展了在南非和巴基斯坦的大豆合作研究，主要是針對地理環境和氣候改變在當地引起的乾旱和高溫問題。我們希望能將香港科學家的一份善意繼續傳播。去年我們還進行了一個小型航天搭載項目，將我們研發的大豆，以及相關的固氮根瘤菌，通過神州十六號和天舟六號送上中國太空站，了解它們在太空狀態下的可能改變。期待日後能有更多機會，為未來人類探索太空在有關農業建設方面，作一些前期舖墊。」
在未來十年，農業研究的重點除了在於如何減少碳排放以外，另外一個重要的問題，就是如何將農產品的價值提升。
「透過科學令農產品價值提升的同時，增加農民的收入，鼓勵更多人繼續農業活動。 我們也希望在未來探索更遠的地方，例如想想可否在月球建設立太空基地進行種植，大豆這種環境友善的作物可能會扮演一個很重要的角色。 我們的想像有多大，世界便有多大。科學能走多遠，人類的疆界便有多遠。善用新的科技，通過跨學科協作，可以應用科研來改變世界，令它變得更好。」
