Faculty of Science, The Chinese University of Hong Kong (CUHK) - 余济美 教授 (化学系)

中大理学人

研之成理:
高瞻远瞩—— 走在知识转移前线的绿色化学家

 

余济美 教授

化学系

 

高瞻远瞩—— 走在知识转移前线的绿色化学家
余济美教授1995年加入中大,除了是一位光催化专家,更是早于2002年已走在知识转移前线的环保化学家。自2012 年,他出任联合书院院长,是三千多位学生的「家长」。究竟余教授多年来如何身兼多职?而作为知识转移先驱的他,又对香港的科研有什么感想和愿景?

 

「贴地」的化学家
余教授的研究兴趣包括纳米材料、光催化技术,并希望利用化学方法解决环境问题。他对环保问题的关注,始于多年前他在美国攻读学士及博士,当地早于三十多年前,已意识到环境保护的重要性。

余教授不遗余力在中大推广环保。2004年时任联合书院环境委员会主席的他,在书院基金会及大学的慷慨拨款下,开创先河,于张祝珊师生康乐大楼安装太阳能热水器,大楼的体育部更衣室自此供应热水,为全港大学首个大型太阳能热水系统。此项计划非常成功,也间接推动了中大向政府申请拨款,于2007年为校内二十七栋宿舍和大学游泳池更衣室安装太阳能热水系统。

余教授醉心研究光催化领域,他开发的溶胶——凝胶产生的二氧化钛 (TiO2) 纳米薄膜技术,即在紫外光照射下,薄膜产生光催化作用,将大部份有机污染物氧化,变为无害的水和二氧化碳。技术提供了一种简单有效、可靠及低成本的消毒方法,适用于建筑物或水质处理系统,或是空气净化系统的过滤组件。经余教授改良技术后,薄膜更能稳定地结合在不同物料上,其特殊结构提高污染物与薄膜的表面接触面积,提升光催化消毒的效能,甚或可以延伸至驱动光催化反应的波长适用范围。技术能应用在不同环境,单是最接近可见光的紫外光 (UV),便足以触发氧化反应。另外,余教授的改良令二氧化钛 (TiO2) 稳定地嵌入薄膜之中,避免受物理因素影响其光催化洁净效能,稳定地在物件上发挥效能超过二十年。

 

从实验室走到民用市场
余教授于光催化研究方面成绩斐然,至今拥有六项有关制造和应用光催化纳米材料的发明专利权。原来早在开展基础研究时,余教授已察觉技术的应用潜力。直至九十年代末的一次会议,环保工业业界代表对余教授的研究深感兴趣,寻求合作。适逢政府当时推出「创新及科技支援计划」 (ITF) ,由政府资助最高九成的研究经费,业界提供余下一成,大大鼓励了本地公营科研机构把研发成果应用并转移至业界;双方一拍即合,余教授的团队成功把技术应用在水质处理及空气净化系统,并在2002年推出市场。

余教授当年与商界合作,实践「知识转移」 (Knowledge Transfer),绝对是理学院的先驱。他成功转化研究成果至非学术效益,跟现时学界提倡的研究政策方向不谋而合,可见余教授的高瞻远瞩。

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2020年1月,联合书院伯利衡宿舍安装了采用余教授光催化技术的空气净化机。
(左起:书院副院长李鸿基教授、院长余济美教授、宿舍舍监梁德华博士)

 

光催化还是光「吹水」
2019新型冠状病毒病肆虐下,各界对消毒用品趋之若鹜,不少公司纷纷推出各式各样的「纳米光催化」消毒产品。专家余教授直言,此类产品的质素和效果良莠不齐,他解释:「『催化剂』在化学上是指不会因化学反应而分解或耗损的物质;而『纳米光催化』产品多以喷剂形式使用,而非利用特别技术为物品表面结合涂膜;加上产品需定期喷洒以维持声称的效能,很可能是因为产品会出现流失损耗。究竟损耗的纳米成份会否被人体吸入或影响环境?」。他呼吁消费者在购置相关产品和服务时,应多留意厂方有否厘清产品效果、对使用者及环境的安全等疑虑。

 

雪落无痕育英才
余教授虽然已是光催化研究的顶尖专家,但仍追求突破。团队致力改善UV LED的光催化效能,除了因其成本低廉的优势外,亦因为相比UV光管,它所造成的环境影响较少。余教授开发的技术近年更迈向国际,获一所法国空气净化系统制造商采用,产品已售予超过3,500位海外商业用户,其中一个改良产品的体积亦大幅减少,适用于更细小的空间,例如车厢和房间。

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前方的小黑盒,便是由法国空气清新系统制造商推出、采用余教授开发的光催化技术之小型空气净化机。而余教授手上用作示范的是采用了纳米薄膜技术的瓦片,至今已有20年历史,依然功能正常。

 

余教授从不吝惜地传授知识,最为人津津乐道的要数当时仍是中学生的黄深铭及李键邦;他们于2014年设计的「自洁门柄」,其关键的自动消毒功能正正采用了余教授开发的二氧化钛纳米薄膜技术。

当年两位中学生向余教授介绍「自洁门柄」的概念,余教授也感兴趣,于是找来一位研究生一起「落手落脚」把概念实体化。雪落无痕,余教授当日的帮忙,除了为二人赢得多个国际奖项外,更在2017-18年度获得「大学科技初创企业资助计划」 (TSSSU),开始创业把「自洁门柄」推向市场,并取得多个专利。产品现已获数码港、香港科技园、医院管理局、中大医院等多个公营机构采用;其中一位发明者也加入了中大理学院本科的大家庭,矢志进一步改良及开发更多自洁设施。余教授道:「年轻人初生之犊不畏虎的精神,脑袋往往有无尽的创意,当中有些念头为创科发展带来一丝曙光」。

 

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余教授在2019 正式授权技术予一家本地初创科企,产品至今已获数码港、香港科技园、医院管理局、中大医院等多个公营机构采用。(相片取自: James Dyson 设计大奖)

 

从事知识转移的机遇与挑战
对于现今创科的热潮,先驱余教授也分享了他多年来转化研究成果的心得。他指出,近年有不少鼓励知识转移、创科的资助计划,例如上文提到的 ITF,由政府斥资为投资者承担部份风险,以吸引更多商界人士参与大学的应用研究。余教授亦明白部份科研人员会因不时汇报项目进度而对计划却步,他笑言:「获政府和商界拨项,持续汇报进度和开支也是应有的责任,花一点钱去请专人跟进,不然那有时间专注自己的研究和教学工作呢!」。

在香港发展科创,除了资金,空间也是另一难题。余教授建议初创公司向香港科技园租用场地、甚至实验设备。位于大学站旁的中大创新大楼 InnoPort 也于本年陆续投入使用,期望更好地凝聚中大师生和业界,推动初创发展。

相比二十年前,余教授有感现时知识转移的配套更为完善。研究人员要踏出第一步培养创业思维,如对自己的研究成果有信心,可以自立门户成立初创公司。除学术会议外,研究人员也可多参与由生产力促进局、工业贸易署等举办的公共事务会议或工作坊,认识不同界别的与会者,开拓合作机遇。

余教授补充,政府近年虽然锐意发展创科企业,但投放于科研的资源,如优配研究金 (GRF) 就每个项目的资助金额不升反跌;反观内地的国家自然科学基金,每个项目由九十年代初的数万元提升至现时高达百万元的资助。研究经费的削减不但直接影响科研工作,更削弱年轻科研人才在港发展的信心,对本港发展知識型经济影响深远。

 

书院工作「催化」出生活乐趣
出任联合书院院长第八年,余教授热爱科研工作,也乐于与书院上下交流、接触,感受截然不同的校园生活。书院工作不只是一份承担,平日有机会接触不同学系的同事,与他们闲聊是在繁重工作的一点平衡、调剂,更是拓展人脉的好机会,有助日后寻找合作伙伴进行跨学科研究。


文:熊思敏  |   编辑:宋嘉恩