Faculty of Science, The Chinese University of Hong Kong (CUHK) - 余濟美 教授 (化學系)

中大理學人

研之成理:
高瞻遠矚—— 走在知識轉移前線的綠色化學家                  

 

余濟美 教授

化學系

 

高瞻遠矚—— 走在知識轉移前線的綠色化學家
余濟美教授1995年加入中大,除了是一位光催化專家,更是早於2002年已走在知識轉移前線的環保化學家。自2012 年,他出任聯合書院院長,是三千多位學生的「家長」。究竟余教授多年來如何身兼多職?而作為知識轉移先驅的他,又對香港的科研有甚麼感想和願景?

 

「貼地」的化學家
余教授的研究興趣包括納米材料、光催化技術,並希望利用化學方法解決環境問題。他對環保問題的關注,始於多年前他在美國攻讀學士及博士,當地早於三十多年前,已意識到環境保護的重要性。

余教授不遺餘力在中大推廣環保。2004年時任聯合書院環境委員會主席的他,在書院基金會及大學的慷慨撥款下,開創先河,於張祝珊師生康樂大樓安裝太陽能熱水器,大樓的體育部更衣室自此供應熱水,為全港大學首個大型太陽能熱水系統。此項計劃非常成功,也間接推動了中大向政府申請撥款,於2007年為校內二十七棟宿舍和大學游泳池更衣室安裝太陽能熱水系統。

余教授醉心研究光催化領域,他開發的溶膠——凝膠產生的二氧化鈦 (TiO2) 納米薄膜技術,即在紫外光照射下,薄膜產生光催化作用,將大部份有機污染物氧化,變為無害的水和二氧化碳。技術提供了一種簡單有效、可靠及低成本的消毒方法,適用於建築物或水質處理系統,或是空氣淨化系統的過濾組件。經余教授改良技術後,薄膜更能穩定地結合在不同物料上,其特殊結構提高污染物與薄膜的表面接觸面積,提升光催化消毒的效能,甚或可以延伸至驅動光催化反應的波長適用範圍。技術能應用在不同環境,單是最接近可見光的紫外光 (UV),便足以觸發氧化反應。另外,余教授的改良令二氧化鈦 (TiO2) 穩定地嵌入薄膜之中,避免受物理因素影響其光催化潔淨效能,穩定地在物件上發揮效能超過二十年。

 

從實驗室走到民用市場
余教授於光催化研究方面成績斐然,至今擁有六項有關製造和應用光催化納米材料的發明專利權。原來早在開展基礎研究時,余教授已察覺技術的應用潛力。直至九十年代末的一次會議,環保工業業界代表對余教授的研究深感興趣,尋求合作。適逢政府當時推出「創新及科技支援計劃」 (ITF) ,由政府資助最高九成的研究經費,業界提供餘下一成,大大鼓勵了本地公營科研機構把研發成果應用並轉移至業界;雙方一拍即合,余教授的團隊成功把技術應用在水質處理及空氣淨化系統,並在2002年推出市場。

余教授當年與商界合作,實踐「知識轉移」 (Knowledge Transfer),絕對是理學院的先驅。他成功轉化研究成果至非學術效益,跟現時學界提倡的研究政策方向不謀而合,可見余教授的高瞻遠矚。

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2020年1月,聯合書院伯利衡宿舍安裝了採用余教授光催化技術的空氣淨化機。
(左起:書院副院長李鴻基教授、院長余濟美教授、宿舍舍監梁德華博士)

 

光催化還是光「吹水」
2019新型冠狀病毒病肆虐下,各界對消毒用品趨之若鶩,不少公司紛紛推出各式各樣的「納米光催化」消毒產品。專家余教授直言,此類產品的質素和效果良莠不齊,他解釋:「『催化劑』在化學上是指不會因化學反應而分解或耗損的物質;而『納米光催化』產品多以噴劑形式使用,而非利用特別技術為物品表面結合塗膜;加上產品需定期噴灑以維持聲稱的效能,很可能是因為產品會出現流失損耗。究竟損耗的納米成份會否被人體吸入或影響環境?」。他呼籲消費者在購置相關產品和服務時,應多留意廠方有否釐清產品效果、對使用者及環境的安全等疑慮。

 

雪落無痕育英才
余教授雖然已是光催化研究的頂尖專家,但仍追求突破。團隊致力改善UV LED的光催化效能,除了因其成本低廉的優勢外,亦因為相比UV光管,它所造成的環境影響較少。余教授開發的技術近年更邁向國際,獲一所法國空氣淨化系統製造商採用,產品已售予超過3,500位海外商業用戶,其中一個改良產品的體積亦大幅減少,適用於更細小的空間,例如車廂和房間。

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前方的小黑盒,便是由法國空氣清新系統製造商推出、採用余教授開發的光催化技術之小型空氣淨化機。而余教授手上用作示範的是採用了納米薄膜技術的瓦片,至今已有20年歷史,依然功能正常。

 

余教授從不吝惜地傳授知識,最為人津津樂道的要數當時仍是中學生的黃深銘及李鍵邦;他們於2014年設計的「自潔門柄」,其關鍵的自動消毒功能正正採用了余教授開發的二氧化鈦納米薄膜技術。

當年兩位中學生向余教授介紹「自潔門柄」的概念,余教授也感興趣,於是找來一位研究生一起「落手落腳」把概念實體化。雪落無痕,余教授當日的幫忙,除了為二人贏得多個國際獎項外,更在2017-18年度獲得「大學科技初創企業資助計劃」 (TSSSU),開始創業把「自潔門柄」推向市場,並取得多個專利。產品現已獲數碼港、香港科技園、醫院管理局、中大醫院等多個公營機構採用;其中一位發明者也加入了中大理學院本科的大家庭,矢志進一步改良及開發更多自潔設施。余教授道:「年輕人初生之犢不畏虎的精神,腦袋往往有無盡的創意,當中有些念頭為創科發展帶來一絲曙光」。

 

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余教授在2019 正式授權技術予一家本地初創科企,產品至今已獲數碼港、香港科技園、醫院管理局、中大醫院等多個公營機構採用。(相片取自: James Dyson 設計大獎)

 

從事知識轉移的機遇與挑戰
對於現今創科的熱潮,先驅余教授也分享了他多年來轉化研究成果的心得。他指出,近年有不少鼓勵知識轉移、創科的資助計劃,例如上文提到的 ITF,由政府斥資為投資者承擔部份風險,以吸引更多商界人士參與大學的應用研究。余教授亦明白部份科研人員會因不時匯報項目進度而對計劃卻步,他笑言:「獲政府和商界撥項,持續匯報進度和開支也是應有的責任,花一點錢去請專人跟進,不然那有時間專注自己的研究和教學工作呢!」。

在香港發展科創,除了資金,空間也是另一難題。余教授建議初創公司向香港科技園租用場地、甚至實驗設備。位於大學站旁的中大創新大樓 InnoPort 也於本年陸續投入使用,期望更好地凝聚中大師生和業界,推動初創發展。

相比二十年前,余教授有感現時知識轉移的配套更為完善。研究人員要踏出第一步培養創業思維,如對自己的研究成果有信心,可以自立門戶成立初創公司。除學術會議外,研究人員也可多參與由生產力促進局、工業貿易署等舉辦的公共事務會議或工作坊,認識不同界別的與會者,開拓合作機遇。

余教授補充,政府近年雖然銳意發展創科企業,但投放於科研的資源,如優配研究金 (GRF) 就每個項目的資助金額不升反跌;反觀內地的國家自然科學基金,每個項目由九十年代初的數萬元提升至現時高達百萬元的資助。研究經費的削減不但直接影響科研工作,更削弱年輕科研人才在港發展的信心,對本港發展知識型經濟影響深遠。

 

書院工作「催化」出生活樂趣
出任聯合書院院長第八年,余教授熱愛科研工作,也樂於與書院上下交流、接觸,感受截然不同的校園生活。書院工作不只是一份承擔,平日有機會接觸不同學系的同事,與他們閒聊是在繁重工作的一點平衡、調劑,更是拓展人脈的好機會,有助日後尋找合作伙伴進行跨學科研究。


文:熊思敏  |   編輯:宋嘉恩