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未來·無限

簡介

GIST

主持人:香港電台公共事務組

身處世界關鍵的轉折,需要眼界和知識。
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。
星期六早上,讓我們看遠一點,看到未來的無限可能。

監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩

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23/11/2024

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。」

23/11/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)

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「零知識證明」技術應對私隱外泄風險

主持人:香港電台公共事務組

嘉賓: 香港理工大學電子計算學系副系主任區文浩教授

「我是區文浩,現在擔任香港理工大學電子計算學系教授及副系主任,主要在系內負責研究及發展。 我的研究專長包括信息安全、密碼學、區塊鏈技術及應用,我在這些領域發表了超過二百篇同行評審論文,亦相當榮幸我們的工作都得到國內外的認可,包括在2023年,我們獲得中銀香港科技創新獎(金融科技),以及過去兩年連續獲得一個國際比賽ZPrize獎項。」

身在這個世代,經常會聽到區塊鏈這個名詞。區塊鏈技術其中一個應用場景就是金融業,舉例香港金管局在探索如何利用區塊鏈技術,支援即時的跨境支付,將來可能會有央行數碼貨幣的出現,通過區塊鏈的技術發行。 隨著區塊鏈技術的廣泛應用,確保數據和交易的安全,防止潛在的威脅和攻擊的相關研究工作越來越重要。 


「舉例我們現正開發一個名為零知識證明的技術,零知識證明技術是密碼學的一個範疇,它允許證明者,即是任何人去說服任何其他人,其計算是有效的,而不需要洩露其他的資訊。零知識證明是被視為影響下一代互聯網的一個突破性技術,舉一個應用的例子,例如我要向你證明,我是一個合法的交易用者,平常的做法可能我要提供我的身份證或者護照,屆時你要儲存我的身份證資料,其實這是一個風險很大的過程,在傳輸的過程,和在伺服器裡都會儲存了我的資料,將來黑客要進行攻擊,就有很多地方可以做到。 零知識證明的技術下,由於我不需要將我的身份證直接傳輸給你,我只需要用我的身份證來生產一個證明,你就可以驗證到我的有效性。過程中,我傳輸的和你儲存的,都不牽涉個人私隱資料,即是我的身份證,就可以大大降低了洩露私隱的風險。因為我不用將整張身份證的資料傳給你,其實也會提高交易的速度。我們也在進行一些面向未來的研究,量子電腦、量子計算發展快速,當然是一件好事,但是網路世界,這些新科技同樣會被敵手或黑客應用,假如有黑客取得量子電腦,他能否攻破現時的加密技術?很不幸地其實是會的,所以我們需要積極提高現在加密演算法的安全性,去抵抗未來可能的攻擊。 這方面的研究可以確保區塊鏈系統長期的安全性,我們覺得是非常重要的。隨著區塊鏈技術不斷地進步,我們相信它可以增強金融科技的安全性,除了金融科技之外,區塊鏈還可以應用在醫療、物流、版權保護等各個行業,從而改變到這個世界的數字經濟生態。」


學者認為,在信息安全、密碼學,以及區塊鏈技術這些領域,未來有幾大研究趨勢值得注意。 


「很多時候大家強調的都是量子計算可以帶來一些新的應用,但它帶來的威脅我們都覺得是不可以忽視的。隨著量子計算技術的發展,我們需要提醒大家,適當的時候需要將系統的安全性提高,因為以前的敵手、黑客可能只有普通的電腦,現在他們有更強的電腦,我們要提高安全性,去對應這些可能的挑戰。第二點我們覺得需要關注的,就是私隱保護技術的進一步發展。 隨著現在我們的數字身份,各式各樣的行為,會有越來越多資料被記錄在網路上,我們的身份信息會越來越流通,所以需要研究一些更新的密碼學的技術,保證資料不容易外泄,其中一個值得關注的是零知識證明技術,我們相信它會是一個很關鍵的技術,可以應對到未來各種各樣的數據私隱問題的威脅。 第三個就是區塊鏈的真正的應用,可能現在大家經常都聽說第三代互聯網(Web3.0)用到區塊鏈,但很多時候跟我們好像仍然頗為遙遠,但其實我們看到無論是行業或者政府,都在探索區塊鏈的應用,但在實際應用場景方面,一個技術真的要落地普及,還有很多問題需要去處理和解決。如何可以令到這個技術更方便被大家使用,我相信需要若干年時間的研究,才可以落地。 這些趨勢其實反過來是在指引我們研究的方向,因為有新的挑戰,才有新的機遇,相信我們的研究,希望可以為世界帶來更好的改變。」


香港電台第一台

31/08/2024 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)