教育要闻|研纳米机械人集群系统 港大学者获颁裘槎奖

2022-12-12 00:00

唐晋尧指研究过程中,发现纳米机械人可塑性很高,除了生物医学,也有助应用于「智能材料」上。 
唐晋尧指研究过程中,发现纳米机械人可塑性很高,除了生物医学,也有助应用于「智能材料」上。 

(星岛日报报道)自然界动物会通过集体行动,进行觅食和迁徙,启发香港大学理学院化学系副教授唐晋尧,研发纳米机械人集群系统,通过化学通讯作用,让机械人作出集体决策,获颁「裘槎优秀科研者奖」。他发现纳米机械人的可塑性极高,除了研究利用集体行动方式直接破坏肿瘤,为治疗癌症提供新方法外,亦预料五年内将纳米机械人应用于「智能材料」上,让建筑物可以变色、恒温等。

今届「裘槎优秀科研者奖」得主之一,港大理学院化学系副教授唐晋尧,专攻新型活性纳米机械人研究,通过使用化学、纳米技术和软物质物理学技术,研发可通过化学反应提供动力、引导和编程的纳米机械人。他在纳米机械人中加入集群系统,使机械人单体间能互相通讯,最终出现智能行为,如集体往同一方向前进。

可应用发展智能材料

集群系统的概念,源于动物集体觅食与迁徙的习性,然而现时却无科学理论,解释大规模的生物网络的共识机制。唐晋尧形容是研究遇到的最大困难,只能通过观察鱼、鸟、蜜蜂等动物的群体活动,再加以推敲,反覆钻研,「每个实验都是一小步」。他笑言疫情期间反而让团队有充分的思考空间,「很多东西都慢下来后,给你时间思考一些问题。」

新技术有望先应用于「智能材料」,把单个纳米机械人融入建筑材料上,便可随不同环境条件而自动变色、恒温等,「有信心在五年内可以制造出相关产品」。然而,纳米机械人的长期目标,是应用于生物医学的研究和临牀应用,包括治疗癌症、药物递送等,研究亦较为需时。唐晋尧指,研究团队与港大牙医学院展开合作,将系统用于治疗蛀牙。

现时化疗和标靶治疗,衍生大量副作用,现阶段集中研究纳米机械人网络的组成原理,「我们更关注它的智能是怎么形成的」,冀找出纳米机械人的编程方法,进一步提高其智能,控制纳米机械人群落「作出正确的决策」,找出癌细胞或感染位置,达到治疗目的。

新技术有助治疗癌症

唐晋尧称,虽然新技术最初是以生物医学方向进行研究,但过程中发现纳米机械人网络的可塑性极高,故扩大研究范围和用途,「这是一个很大的领域,不仅仅是生物医学,还可以延伸出一种『活』的材料。」团队计画制作可穿戴电子设备,以及适用于义肢使用者的「电子皮肤」。

来自四川的唐晋尧,先后于中国和美国攻读化学学士及博士课程,一二年起加入港大化学系并成立实验室团队,累积逾二十年研究经验。对比三地的科研环境,唐晋尧称本港是对科研最开放的城市,决定留港发展,「中国的资源投入大,但会设立研究方向,美国一半像中国,一半像香港。」他期望政府能「持续地增加科研投入,同时要给一些自由」,鼓励本地的科研发展。

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