醉心科研 貢獻社羣

2017年09月28日

醉心科研 貢獻社羣

羅嘉穗博士先進材料研究講座教授──謝國偉教授

香港浸會大學過去兩年於國際發明展上均取得驕人的成績,分別於第44及45屆日內瓦國際發明展上合共奪得十五個獎項,其中一項發明尤為矚目,吸引不少媒體廣泛報道,就是由浸大物理系講座教授謝國偉教授發明的超硬抗刮強韌薄膜,可應用於電子產品的觸控屏幕,被喻為「鐵甲玻璃」。此發明於2016年的發明展上,撃敗來自40個國家共1,000個參展項目,奪得全場最高榮譽大獎、工業製作組金獎及特別優異獎三項大獎,揚威海外,為香港的學術研究爭光。這項發明的靈魂人物謝國偉教授2016年出任羅嘉穗博士先進材料研究講座教授*,帶領浸大提升研究水平。

謝國偉教授於物理系可說是無人不曉。一方面,他是浸大首個取得專利的學者,曾研發出有機發光二極管,令浸大的先進材料研究走向國際;另一方面,謝教授著作甚豐,在國際學術會議及國際權威期刊發表超過290篇演講及論文,單是根據谷歌學術搜尋,謝教授的著作已被引用逾7,800次。此外,謝教授是英國物理學會院士,媒體總愛就一些物理相關議題訪問謝教授,全因他的講解深入淺出,其「打煲呔、二撇鬚」的形象因而深入人心。

好奇心帶動研究

這位「鐵甲玻璃」背後的倡導者,自幼已經喜歡「搞搞震」,常有新穎破格的念頭,因此能與學生打成一片,絕無隔閡。他憶述當初發明這項藍寶石納米薄膜並無花上太多時間,因為他的研究團隊對藍寶石這物料及納米技術已研究多年,打下了良好的基礎,加上團隊經常集思廣益(Brainstorming),以致研究得以火速完成。謝教授笑言發明絕不是為「攞獎」,而是他們經常問「如何可以做得更好」。這種薄膜若鍍在玻璃上作為手機的輕觸顯示屏,會比一般手機屏幕堅硬兩倍,媲美同樣提供抗刮保護的單晶藍寶石玻璃顯示屏幕,但生產成本只有一半,而且製作時間只須一天,遠比製作藍寶石模具所需的三星期短。建基於此項研究,謝教授率領一班物理學家及工程師組成公司,為產品商業化鋪路。研究自2014年申請首項專利,發展至今已擴展至15項專利,並爭取到不少企業家的投資及外界的撥款,以助團隊持續研究。謝教授表示這項研發還有很多發展潛力,有望應用於其他物料上。

謝教授的研究領域──先進材料,就是指科學家特別創造或加以改造的材料。這些先進材料不但比過往沿用的材料更佳、更有效率,而且能應用於一些嶄新的領域。現今社會發展一日千里,新的需求層出不窮,先進材料正好能滿足人類層出不窮的新需要。謝教授一直對與「光」有關的研究特別感興趣,他的研究包括有機聚合物和等離子納米結構材料中線性和非線性的光學性質、有機和無機磷光材料,以及有機電子材料。「我經常跟學生說,研究光的話,很容易便可知道自己的實驗是否成功──只要在實驗過程中找到光就行了!」因為對光的興趣,謝教授研究「藍光」多年,其有機發光二極管的專利亦源於光;亦因為對光的好奇,他對蝴蝶產生了濃厚的興趣。

「蝴蝶色彩繽紛,其奪目色彩來自兩大因素:一是蝴蝶翅膀上的色素,另一是靠光反射出來的顏色。亞熱帶地區陽光充沛,靠光反射出顏色的蝴蝶品種較為普遍,因為牠們可充份利用陽光。」為了研究,謝教授到處尋找蝴蝶標本,最後給他找來馬來西亞蝴蝶園的幫忙,讓他解剖死去的蝴蝶作研究。「蝴蝶翅膀上原來有一層層達納米級的微細晶體結構,折射光線後組成顏色,從不同角度觀看更有變色的效果,真是十分有趣!」聽着謝教授的解說,不禁令人讚嘆大自然的奧祕,亦讓人佩服謝教授竟能發掘出這些奇妙之處。謝教授的團隊於2013年發表這項全球首個蝴蝶變色結構的研究,並獲刊載於美國光學學會期刊上。該研究更有機會應用於服裝範疇,變色的服裝或可成真。謝教授指出:「先進材料的研究需要跨學科知識,從物理、生物、化學等等不同的角度,探索大自然的定律,從而研發出合適於現今需要的材料。」由此可見,帶領先進材料的研究,確實需要擁有紮實的學術根基。

持之以恆

醉心研究數十載,謝教授屢創突破,他笑言沒多想成功的因由,但相信由於他的研究每每因「好奇心」而起,因此他會鍥而不捨地堅持着,不輕言放棄。他又指每當開始一項研究,他就會訂下目標,持之以恆。「研究通常經年累月,有時更會遇上瓶頸,難以衝破,因此抱持樂觀心態非常重要。」諾貝爾物理學獎得主丁肇中教授曾到訪浸大,謝教授十分認同丁教授對研究的看法:「研究的結果往往出人意表,不是我們所能預期,更多時候帶來驚喜!」

謝教授是少數同時具備學術及產業背景的學者,畢業後的十年間,他曾在英國從事科研工作,例如曾在英國航天公司Astrium Space工作八年,主要負責氣象衛星、國際太空站等與衛星相關項目。這產業背景令謝教授非常重視訂立目標及監察進度。曾獲他指導的研究生就指出,謝教授要求他們訂下時間表,可以是半年、一年甚至三年,規劃出如何達到研究目標,並要求學生定期匯報及發表成果;另一特點就是其實際的產業經驗令謝教授有很多「新奇的想法」,往往能提出獨特的見解,引領他們如何把研究應用,轉移知識或走向商業化。多年來,謝教授除了取得專利,更取得超過四十項研究撥款,包括大學教育資助委員會研究資助局、創新科技署、國家自然科學基金委員會、裘槎基金會、鄺慶泉院士及其他業界資助。

感謝捐款人的肯定

去年,謝教授獲委任為羅嘉穗博士先進材料研究講座教授,他表示感到非常榮幸。「當然對學生來說,教授是否講座級,他們未必了解箇中分別,但在學術界來說,能當上講座教授,即意味着該教授在某一領域具備一定成就,有一定份量,代表大學表達意見時,也能帶來影響力。」謝教授又指出,不少研究在起步初期,未必即時預視如何應用研究成果,因而難覓資金支持。獲得此教授席後,將有助他們推動一些前期的基礎研究。另外,謝教授表示出任此講座教授席一職後,短期目標便是把他發明的藍寶石納米薄膜應用於更多其他物質如塑膠上,而長期目標則是研發出不會損害環境的有機和非有機的合成物料,以及一些穿戴式的電子物料,期望對社會有所貢獻。

謝教授衷心感謝捐款人羅嘉穗博士的支持:「羅博士支持此教授席,是對浸大的研究一個莫大的肯定!」事實上,浸大的資源及地方有限,查濟民科學大樓已使用逾半世紀,大學正籌劃重建計劃。儘管如此,浸大不少科研成果都是世界最前沿的,並沒有受資源或地方所囿。樂天的謝教授笑言:「最壞的時期經已過去!」他指出浸大確實資源有限,例如實驗室不足,「不過,正因為學生需輪流使用實驗室,實驗前會事先考慮清楚,亦會把握可使用實驗室的時間,有限的資源結果帶來了良性競爭,加上大家的團隊意識很強,做研究時會互相鼓勵支持。」

謝教授不時相約學生於周末遠足,他的學生形容:「我們是行山,但謝教授是『跑山』。」熟悉謝教授的人都知道,謝教授練就一身好身手,能駕馭太極、瑜伽一些高難度的動作,全因他努力不懈堅持練習。相信正是因為其魄力和堅毅不屈的精神,令謝教授可以成為國際級的學者,並在這條研究路上不斷創新,攀越頂峰。

*此訪問稿於2017年刊登。頒授予謝國偉教授之冠名教授名銜於2020年改名為「羅嘉穗博士先進材料研究教授」。

謝國偉教授

  • 香港浸會大學物理系講座教授
  • 香港浸會大學羅嘉穗博士先進材料研究講座教授
  • 香港浸會大學先進材料研究所的創辦人及所長
  • 國泰光電有限公司創始人、董事長及行政總裁
  • 英國物理學會院士
  • 香港光機電行業協會科技及創新委員會主席
  • 香港物理學會前董事局成員
  • 上海復旦大學客座教授
  • 廣州中山大學客席教授及博士生導師
  • 暨南大學訪問教授
  • Journal of Modern Optics 編輯委員會成員
  • 2016年第44屆日內瓦國際發明展以「超硬抗刮強韌薄膜」獲最高榮譽大獎、工業製作組金獎 、特別優異獎三個奬項
  • 2015年香港浸會大學創新科技獎年度最具前途發明獎
  • 2016年香港浸會大學傑出學術研究表現獎
  • 擁有15項專利