簡介
主持人：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
利用新型望遠鏡研究超新星殘骸
嘉賓:香港大學物理學系副教授吳志勇
「大家好，我是吳志勇教授，我是港大物理學系副教授，我是一位天文學家，我主要觀測宇宙裏面比較極端的天體，譬如一些超新星爆炸的遺骸，以及脈衝星、脈衝星風雲等。 其實一般的星星，大家看見天上的星星和人類一樣有壽命，它完結後會變成另一種天體，例如太陽過多五十億年後會變成白矮星，我研究的是大質量的行星，八至十倍太陽質量的行星，它們燒光燃料之後，就會有很劇烈的超新星爆炸，剩下的可能變成黑洞或者變成脈衝星，我研究的方向主要是觀測這些超新星的遺骸，以及這些脈衝星，我會用國際上主要的太空望遠鏡，以及射電望遠鏡去觀測這些星的遺骸。 這些星的特別之處就是它們其實好細小，好像香港島這樣細小，但是質量很大，即是想像將太陽置於香港這樣細小的地方。 」
這些如此緻密的星體，對於科學家研究一些極端的重力、磁場等會有很大幫助，因為在地球上，永遠提供不到這樣極端的環境去進行物理學研究。
「我研究的最主要範疇是看這些脈衝星上面，它們有很強的磁場，它們亦轉得很快，那麼它們會將粒子加速到很高能量，這樣在宇宙會形成所謂的宇宙射線。 宇宙射線被發現超過一百年，它們的來源是怎樣的，人們未太清楚。 目前最主流的學說，是指這些在銀河系的粒子會在脈衝星附近，以及在超新星遺骸的擊波裏面加速，它們來到地球之後形成了高能的粒子，其實對我們的生活也會有一點影響。 譬如我們常用到的碳-14年代測定法，是由於這些高能粒子不斷撞擊地球的碳-14原子，不斷產生碳14，才做到測定時間。」
傳統天文學幾千年以來，都是觀測可見光為主，不過，最近的一百年間，已經超越了可見光，進而透過電磁波，甚至中微子等理解天體。
「即是由射電一路到可見光、紅外、紫外、X射線、伽瑪射線都有，現時這被稱為多波段觀測，可觀察一個星體不同波段發出來的強度、能量，估計它背後的物理狀況，但新的趨勢不止多波段，除了電磁波之外，還有其他中微子、重力波等，或者宇宙射線，即是將幾個不同方向組合起來去觀測天體，它的背後有甚麼正在發生，這超越了可見光的範圍，亦超越了電磁波的範圍，有些東西是從電磁波中觀察不到的，例如中微子，現在我們已經有中微子天文台。譬如我研究的脈衝星，如果兩粒脈衝星撞在一起時，它們會產生很強的引力波，事實上現時已觀測到有幾個這樣的事件，而重要性是在於其實很多重的金屬會在這個過程中誕生，估計有大部分重的元素會在超新星爆炸的時候誕生，以及會在兩個脈衝星碰撞的時候誕生，這些都會導致很強烈的引力波，這亦都可以解釋到很多重的元素，在宇宙如何誕生，以及在地球觀測到的，例如金、銀、銅，這些重的元素是如何在宇宙中產生。」
未來影響天文學發展的一個重要因素，在於學者會運用到不少新型的望遠鏡。
「今後五至十年，會陸續有很多新的望遠鏡落成，最主要譬如我從事射電的方向，有一個名為平方公里列陣，具備多支望遠鏡，會在南非和澳洲分別建設多支望遠鏡，規模屬史無前例的大。它當初的計劃是收集面積達一平方公里，它會每天觀察天上星的變化。 這樣大的望遠鏡會收集到很多數據，可能一秒鐘一個terabyte (TB)，一個一TB的硬碟，一秒鐘就填滿了，這樣大量的數據究竟如何儲存和分析，是未來我們關注的趨勢，以及未來研究的課題。 現時科學家嘗試用人工智能的辦法去分析，可能只會保存有用的數據，即時篩選，否則很快就填滿硬碟，數據產生速度太快，難以保存太多。 現時新型的望遠鏡會每日觀天，看星的光度有何變化，這亦是未來的大方向，因為現在我們有這樣的儀器，有條件和運算能力，可以每晚觀天，每晚拍一張照片，然後看光度有何變化，這是屬於Time-Domain Astronomy，即是時間性的天文學。從前並不是這樣的，從前可能隔幾十年，才有人拍某個天區的一張照片，現在可以做得很頻密。」
重溫
提升有機太陽能電池光電轉換效率助減碳
主持人：香港電台公共事務組
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。」
