高平教授團(tuán)隊(duì)的高分子材料技術(shù)獲得日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展最高獎(jiǎng)項(xiàng)
2022年3月下旬，一年一度的日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展順利閉幕。3月28日，參展者陸續(xù)收到結(jié)果通知——除了港科大研究高分子材料的高平教授團(tuán)隊(duì)。
“但人總有不甘心，準(zhǔn)備了那么久，哪怕得不到特別嘉許獎(jiǎng)，金獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)銅獎(jiǎng)總要有的吧？”高教授團(tuán)隊(duì)的顧其傲博士回憶到，“還是忍不住發(fā)郵件問(wèn)主辦方，結(jié)果那邊直接回復(fù)congratulations，獲得了最高獎(jiǎng)項(xiàng)特別嘉許金獎(jiǎng)。真的是特別開心?！?/p>
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高平教授展示聚合物納米薄膜
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日內(nèi)瓦國(guó)際發(fā)明展于 1973 年創(chuàng)辦，是由瑞士聯(lián)邦政府及日內(nèi)瓦市政府所贊助的大型國(guó)際展覽會(huì)。也是世界上舉辦歷史最長(zhǎng)，規(guī)模最大的發(fā)明展。項(xiàng)目獎(jiǎng)分金銀銅三類，評(píng)審團(tuán)特別嘉許金獎(jiǎng)從大賽金獎(jiǎng)中產(chǎn)生，必須評(píng)審團(tuán)全票通過(guò)才能獲得。
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幾十年磨一劍，自由是最好的激勵(lì)
高平教授在高分子材料領(lǐng)域的鉆研以十年為單位。
2018年，顧其傲剛加入高教授團(tuán)隊(duì)不久，偶遇一名從未見過(guò)面的13屆師兄，聊了一會(huì)，師兄問(wèn)了一句：“高老師現(xiàn)在還在做聚乙烯嗎？”
“我回答是的。高老師1986年在劍橋讀博時(shí)就開始研究聚乙烯，直到今天已經(jīng)30多年。來(lái)科大以后開始研究薄膜，也有十幾年了?！?/p>
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高平教授和顧其傲博士展示聚合物納米薄膜
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激勵(lì)科研的方式有很多。有些學(xué)校用高額獎(jiǎng)金鼓勵(lì)學(xué)者發(fā)文章，科大的制度是給予充分的自由，“問(wèn)題就是需要去時(shí)間解決，對(duì)于尤其是很多工程類的問(wèn)題，它不是你拍腦瓜就能想出來(lái)的。學(xué)校給你時(shí)間去鉆研這個(gè)東西，讓你去做自己想做的事情，我覺(jué)得挺好的?！?/p>
在個(gè)人的學(xué)術(shù)自由被充分尊重的環(huán)境里，良好的學(xué)術(shù)氛圍也得到了傳承。顧博士坦言，這幾年遇到一些研究上的問(wèn)題會(huì)直接請(qǐng)教師兄師姐，他們豐富的經(jīng)驗(yàn)提供了很多幫助和指導(dǎo)，讓本就艱難的科研道路走得順暢一些。
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“以前我們很依賴美國(guó)，現(xiàn)在他們找我們授權(quán)技術(shù)”
本次高平教授和顧博士的獲獎(jiǎng)項(xiàng)目是“柔性多功能高孔隙率超薄聚乙烯膜的合成方法”。根據(jù)世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）的報(bào)告，中國(guó)在高分子材料領(lǐng)域?qū)γ绹?guó)的技術(shù)依賴程度排在所有領(lǐng)域的第三名，僅次于航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域和醫(yī)藥行業(yè)。
然而，本次獲獎(jiǎng)意味著中國(guó)已完全具有自主權(quán)。
高教授團(tuán)隊(duì)歷時(shí)十余年研發(fā)了一種超薄納米薄膜，該薄膜不僅超?。▋H為人頭發(fā)絲1/5000厚度），同時(shí)也被認(rèn)為是世界上最強(qiáng)的高分子納米薄膜材料，可用于一些精細(xì)程度高的工業(yè)。特別是在水處理方面，可制作超純水、超凈水。
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高教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的聚合物納米薄膜
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這種技術(shù)得到了世界巨頭公司的認(rèn)可。幾年前，Millipore公司測(cè)試了薄膜樣品?，F(xiàn)在，他們希望授權(quán)專利。這側(cè)面說(shuō)明了高教授團(tuán)隊(duì)強(qiáng)大的技術(shù)能力。
這種薄膜除了具有超過(guò)不銹鋼25倍的比強(qiáng)度以外，同時(shí)還具有高透明、透氣、防水，其孔徑大小也可自由調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，因此也被廣泛用于許多場(chǎng)景。
在新冠疫情的大背景下，意義最顯著的莫過(guò)于透明口罩和人工肺。
疫情以后大家都戴上口罩，許多靠讀唇語(yǔ)交流的聽說(shuō)障礙人士很難跟人溝通。加拿大政府曾經(jīng)聯(lián)系高教授團(tuán)隊(duì)，表示非常希望擁有既能防止細(xì)菌傳播又能看清唇語(yǔ)的透明口罩，用于殘障學(xué)校的幼兒語(yǔ)言教育。
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利用這種新聚合物納米物材料制造的口罩，既透明透氣，又隔絕病毒和細(xì)菌
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另一個(gè)優(yōu)秀成果是人工肺。新冠重癥患者的肺部通常嚴(yán)重受損，需要外部的人工肺幫助他們維持呼吸。但這種人工肺設(shè)備一臺(tái)就要一兩百萬(wàn)，里面的核心零部件氣體交換膜開機(jī)一秒鐘就要花費(fèi)5萬(wàn)。這么重要的機(jī)器，在疫情初期中國(guó)還不能自主生產(chǎn)，基本被美國(guó)壟斷。
但現(xiàn)在，高教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的納米薄膜已經(jīng)具備做氣體交換膜的條件。顧博士稱，接下來(lái)，會(huì)在港科大（廣州）盡快完善研究成果，早日投入使用。
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高平教授向香港特首林鄭月娥女士展示納米薄膜
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“在我們自己的校園里，做出一些成績(jī)來(lái)”
近幾年，越來(lái)越多港校把目光聚焦于廣深，在這里落戶、生長(zhǎng)。新建起來(lái)的學(xué)校、研究所擁有最先進(jìn)的設(shè)備，最優(yōu)渥的科研環(huán)境。
即將開學(xué)的港科大（廣州）也擁有更能融合大灣區(qū)的配套資源，例如大科學(xué)裝置包括：國(guó)家超級(jí)計(jì)算廣州中心“天河二號(hào)”系統(tǒng)；廣東省東莞市中國(guó)散裂中子源等；小的基礎(chǔ)配套包括深圳的微電子加工，實(shí)驗(yàn)設(shè)備定制改造……種種先進(jìn)的設(shè)備讓顧博士萌發(fā)了對(duì)新環(huán)境的期待：
“廣深兩地的（實(shí)驗(yàn)設(shè)備）工業(yè)，包括自己定制小的實(shí)驗(yàn)設(shè)備是非常成熟的，你可以和那些有工業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人進(jìn)行深入的交流。例如電子行業(yè)需要做PCB板之類的設(shè)備，絕大部分都是深圳做的，所以如果項(xiàng)目在廣州的話，效率就很高。我們也需要定制化的設(shè)備，跟一些廣深的廠家去溝通的話非常高效?！?/p>
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港科大（廣州）即將建立起國(guó)內(nèi)高校中第一家專注高分子超薄膜材料的實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室堅(jiān)持以“科學(xué)有高度，應(yīng)用有前景，社會(huì)有影響力”為思想指導(dǎo)，把理論分子設(shè)計(jì)與合成、微觀結(jié)構(gòu)與性能、宏觀材料制備與應(yīng)用融為一體。依靠港科大學(xué)術(shù)資源，結(jié)合自身優(yōu)勢(shì)，設(shè)置三個(gè)主要研究方向：
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通用超強(qiáng)度超薄膜材料
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高性能動(dòng)力電池隔膜材料
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高分子薄膜人體皮膚/傳感器設(shè)計(jì)
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現(xiàn)高分子超薄膜實(shí)驗(yàn)室分為合成，加工與表征三個(gè)區(qū)域，擁有100元萬(wàn)以上的設(shè)備十余臺(tái)：雙向拉膜機(jī)，SEM，TGA，DSC，超聲噴涂機(jī)，流變儀，擠出機(jī)、萬(wàn)能測(cè)試機(jī)、FTIR、Raman等。未來(lái)將建設(shè)成為立足粵港澳大灣區(qū)，引領(lǐng)中國(guó)，面向世界的一流高分子超薄膜研發(fā)中心。
除此之外，港科大（廣州）的實(shí)驗(yàn)室更注重體現(xiàn)交叉學(xué)科的差異化。對(duì)高教授團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，除了準(zhǔn)備研究高分子材料的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以外，還會(huì)跟各個(gè)系的教授探討和高分子材料相關(guān)的、可能會(huì)用到的設(shè)備，以便更快更廣泛地看到研究成果在不同領(lǐng)域的效果。例如生物系所需要的材料，環(huán)境系可能用于測(cè)試過(guò)濾性能的設(shè)備等。大家可以充分感受交叉學(xué)科帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，更敏捷地作出反應(yīng)。
提到對(duì)未來(lái)廣州校園科研生活的暢想，顧博士表示：“以前別的學(xué)校有最先進(jìn)的設(shè)備，一些研究可能要去那邊做。但現(xiàn)在港科大（廣州）也有非常扎實(shí)的科研基礎(chǔ)，我們能在自己的校園里很快地做出一些成績(jī)。這是我非常期待的?！?/p>
