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澳门大学成立先进材料研发中心,推进新材料科技创新和转化

时间:2023-12-18 来源:澳门大学 作者:交流合作部 点击:1011


新一代信息技术、新能源、智能制造等新兴产业迅速发展,社会对材料的需求和标准亦随之提高。澳门大学因此成立澳门先进材料研发中心,推进新材料科技创新和转化,助力澳门新材料产业迈向绿色化、低碳化、精细化和节约化。
  研发布局厚积薄发
   新一轮科技和产业变革促使全球科技创新空前活跃。国家和澳门不论是打造高新科技产业、构建智慧城市,还是拓展城市基建时,性能超群的新材料都是不可或缺的物质支撑。利用先进科技开发的新材料大多高性能、高耐用、低缺陷、低成本、多功能,是百业转型升级的基础,更是城市可持续发展的先决条件,相关研发工作任重道远、刻不容缓。

澳大的科研布局早以先进材料为重要方向之一。2014年,澳大成立应用物理及材料工程研究院(下简称:研究院),汇聚来自美国、欧洲、日本、新加坡、香港等地大学及世界知名研究机构、创新意识强烈的菁英,组成实力雄厚的跨学科团队,从量子力学、原子理论、晶体结构的固态理论出发,攻关新材料的关键技术。经过近十年努力,研究院的科研环境日益成熟,累积卓越成果。因此,澳大在澳门科学技术发展基金的支持下成立了澳门先进材料研发中心(下简称:研发中心),促进新型特征半导体、量子生物医学,以及新一代传感器等与新材料相关的交叉研究。这是澳大继澳门中药研发中心后的又一个澳门产学研转化平台。

研发中心位于澳大科研基地N23科研大楼,毗邻澳大的国家重点实验室。科研基地与横琴澳门青年创业谷仅一墙之隔。研发中心与珠海澳大科技研究院紧密联动,借助科技研发和高端制造业在横琴发展的契机,加快把研究院既有成果转化落地,助力澳门特区探索以市场需求为导向、产学研结合的发展模式。

优先开发的新材料

能源危机、环境污染、人类健康等问题均为研究院一直钻研的课题。2020年澳大荣誉理学博士、2014年诺贝尔物理学奖得主中村修二教授是可持续能源技术的先驱,其发明不仅为照明行业带来革命性改变,也为人类福祉作出重大贡献。中村教授对澳大的新材料研发方向深表认同。他进一步指出,新材料研发有助企业提升竞争力和开拓市场,但更重要的是能有效改善生产和生活环境,提升大众幸福感,造福社会。

对此,研发中心正加强结合新材料的基础研究与技术应用,针对市场需求推进新材料开发,并直接对接企业,加速成果转化。研究院院长、研发中心主任汤子康教授是国际知名的纳米光电子材料领域领军人物,多年来引领团队走在先进材料研究前沿,以创新思维为「卡脖子」技术研发别辟蹊径。

汤子康教授指出:「研制划时代意义的材料一直是我们的目标。新材料是粤港澳大湾区当前最活跃、最具潜力的科研版块之一,而集应用研究、成果转化、产业服务于一体的研发中心,则象征澳大在新材料领域能为澳门产学研结合提供创新动力、可以提升与大湾区产业界创新合作和协同发展的水平。」

绿色建材用于澳门基建

制造水泥通常耗费大量热能,其化学过程亦会产生大量二氧化碳。仅2021年,全球来自建筑、道路及基建工程使用的水泥的碳排量达29亿吨,占碳排放总量的7%。澳大研发的「纳米泡沫混凝土」与市面常规产品相比,泡孔大幅减小,施工时能节约10% 至40%水泥原料,显著降低碳排放和生产成本,隔热保温能力更提升两至三倍,能用于轻质墙板、门芯板乃至大规模建筑现浇回填工程。该技术已用于澳门、珠海等地多项重大工程,如澳凼第四条跨海大桥口岸人工岛连接线和珠澳横琴口岸综合交通枢纽。这款混凝土在上述两项工程的用量已达六万立方米,相较市面同类技术方案节约水泥一万吨,降低相应碳排放九千吨(按生产一吨水泥排放0.9吨二氧化碳计算),使施工更符合绿色理念。

生态环保材料助农田保水

全球暖化持续,干旱和沙漠化不断扩大,对生态体系、水土资源、生命安全均构成威胁。澳大研发的「新型超级水凝胶」吸水能力出众,高达自身重量18,000倍以上,刷新世界纪录。该产品能固定植物根系附近40%水分,有助防止水土流失,可埋在土壤,用于农田保水和沙漠绿化治理。该产品已进入用户试用阶段。同样由澳大研发的「植物防晒霜」则能透过喷洒保护植物叶片,防止农作物出现高温日灼现象,隔阻有害紫外线和促进光合作用,对在高海拔、干旱或热带等环境的植物尤其有用。它的成本较市面进口产品低70%,而且效果更佳,正在企业进行中试生产。

新材料促进能源转型

洁净能源开发是实现全球能源转型和构建「绿色澳门」的关键一环。澳大研发的「水变氢」催化剂能在大电流下保持稳定和高效,满足工业绿色制氢对水电解电极的要求,成本低、寿命长、生产过程无污染。该催化剂已投入批量生产,并于内地进行大规模、大面积制氢的试行测试,有望推动传统化石燃料的能源替代进程。

另一方面,市面的光伏电池通常以多晶硅为原材料,提炼时高污染、高耗能、高成本,而澳大基于钙钛矿材料开发的光伏器件则能用低温印刷方式大面积制备,成本低廉。其中,最新开发的「纯相准二维钙钛矿薄膜」使用柔软轻便的钙钛矿材料,可透过喷雾打印在背包或衣服上,进行稳定、高效的太阳能储电。这种钙钛矿光伏器件在光电转换率的关键指标上在市场有领先地位,正对接资本作大规模生产。

肿瘤免疫治疗新技术

治疗癌症的难处之一在于癌细胞能通过免疫逃逸机制,逃脱免疫系统追杀。澳大研发的新型碳纳米点材料能快捷、准确地对癌细胞的蛋白「整容」,使其与正常蛋白有所区别,引发人体免疫系统的免疫反应,清除癌细胞。研究团队已初步完成碳量子点材料的标准化生产工艺,并与国药集团合作,于粤澳合作中医药科技产业园完成碳量子点材料标准化生产的GMP(药品生产质量管理规范)实验室规划。

支撑高新技术产业

澳大已透过研发中心将多个先进材料项目与本地、外地的企业和社会资本谈判对接,以提高科技成果转化落地的效率,并支撑未来重大工程和高新技术产业的发展。研发中心将把握横琴粤澳深度合作区的政策优势,加快科研成果产业化,助力澳门发展新材料产业,并促使更多澳大科技用于湾区高新产业,为提升国家和澳门的科技实力贡献澳大的力量。


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