高平教授團隊的高分子材料技術(shù)獲得日內(nèi)瓦國際發(fā)明展最高獎項
2022年3月下旬，一年一度的日內(nèi)瓦國際發(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隊。
“但人總有不甘心，準(zhǔn)備了那么久，哪怕得不到特別嘉許獎，金獎銀獎銅獎總要有的吧？”高教授團隊的顧其傲博士回憶到，“還是忍不住發(fā)郵件問主辦方，結(jié)果那邊直接回復(fù)congratulations，獲得了最高獎項特別嘉許金獎。真的是特別開心。”
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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際展覽會。也是世界上舉辦歷史最長，規(guī)模最大的發(fā)明展。項目獎分金銀銅三類，評審團特別嘉許金獎從大賽金獎中產(chǎn)生，必須評審團全票通過才能獲得。
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幾十年磨一劍，自由是最好的激勵
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隊不久，偶遇一名從未見過面的13屆師兄，聊了一會，師兄問了一句：“高老師現(xiàn)在還在做聚乙烯嗎？”
“我回答是的。高老師1986年在劍橋讀博時就開始研究聚乙烯，直到今天已經(jīng)30多年。來科大以后開始研究薄膜，也有十幾年了。”
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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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激勵科研的方式有很多。有些學(xué)校用高額獎金鼓勵學(xué)者發(fā)文章，科大的制度是給予充分的自由，“問題就是需要去時間解決，對于尤其是很多工程類的問題，它不是你拍腦瓜就能想出來的。學(xué)校給你時間去鉆研這個東西，讓你去做自己想做的事情，我覺得挺好的?！?/p>
在個人的學(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題會直接請教師兄師姐，他們豐富的經(jīng)驗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，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項目是“柔性多功能高孔隙率超薄聚乙烯膜的合成方法”。根據(jù)世界知識產(chǎn)權(quán)組織（WIPO）的報告，中國在高分子材料領(lǐng)域?qū)γ绹募夹g(shù)依賴程度排在所有領(lǐng)域的第三名，僅次于航空發(fā)動機領(lǐng)域和醫(yī)藥行業(yè)。
然而，本次獲獎意味著中國已完全具有自主權(quán)。
高教授團隊歷時十余年研發(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），同時也被認(rèn)為是世界上最強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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高教授團隊研發(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公司測試了薄膜樣品?，F(xiàn)在，他們希望授權(quán)專利。這側(cè)面說明了高教授團隊強大的技術(shù)能力。
這種薄膜除了具有超過不銹鋼25倍的比強度以外，同時還具有高透明、透氣、防水，其孔徑大小也可自由調(diào)節(jié)等特點，因此也被廣泛用于許多場景。
在新冠疫情的大背景下，意義最顯著的莫過于透明口罩和人工肺。
疫情以后大家都戴上口罩，許多靠讀唇語交流的聽說障礙人士很難跟人溝通。加拿大政府曾經(jīng)聯(lián)系高教授團隊，表示非常希望擁有既能防止細(xì)菌傳播又能看清唇語的透明口罩，用于殘障學(xué)校的幼兒語言教育。
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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)備一臺就要一兩百萬，里面的核心零部件氣體交換膜開機一秒鐘就要花費5萬。這么重要的機器，在疫情初期中國還不能自主生產(chǎn)，基本被美國壟斷。
但現(xiàn)在，高教授團隊研發(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，會在港科大（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，做出一些成績來”
近幾年，越來越多港校把目光聚焦于廣深，在這里落戶、生長。新建起來的學(xué)校、研究所擁有最先進的設(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：國家超級計算廣州中心“天河二號”系統(tǒng)；廣東省東莞市中國散裂中子源等；小的基礎(chǔ)配套包括深圳的微電子加工，實驗設(shè)備定制改造……種種先進的設(shè)備讓顧博士萌發(fā)了對新環(huán)境的期待：
“廣深兩地的（實驗設(shè)備）工業(yè)，包括自己定制小的實驗設(shè)備是非常成熟的，你可以和那些有工業(yè)經(jīng)驗的人進行深入的交流。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）即將建立起國內(nèi)高校中第一家專注高分子超薄膜材料的實驗室。實驗室堅持以“科學(xué)有高度，應(yīng)用有前景，社會有影響力”為思想指導(dǎo)，把理論分子設(shè)計與合成、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，設(shè)置三個主要研究方向：
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通用超強度超薄膜材料
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高性能動力電池隔膜材料
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高分子薄膜人體皮膚/傳感器設(shè)計
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現(xiàn)高分子超薄膜實驗室分為合成，加工與表征三個區(qū)域，擁有100元萬以上的設(shè)備十余臺：雙向拉膜機，SEM，TGA，DSC，超聲噴涂機，流變儀，擠出機、萬能測試機、FTIR、Raman等。未來將建設(shè)成為立足粵港澳大灣區(qū)，引領(lǐng)中國，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）的實驗室更注重體現(xiàn)交叉學(xué)科的差異化。對高教授團隊來說，除了準(zhǔn)備研究高分子材料的實驗設(shè)備以外，還會跟各個系的教授探討和高分子材料相關(guān)的、可能會用到的設(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)境系可能用于測試過濾性能的設(shè)備等。大家可以充分感受交叉學(xué)科帶來的優(yōu)勢，更敏捷地作出反應(yīng)。
提到對未來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。這是我非常期待的。”
