主持人:香港電台公共事務組
嘉賓:香港大學化學系副教授歐陽灝宇
「大家好,我是歐陽灝宇,香港大學化學系副教授。我的研究主要是超分子化學以及機械互鎖分子。我唸中學的時候對化學感到興趣,這是一門刺激和充滿創造力的科學,通過原子以不同化學鍵方式連接,組成了不同的分子。當我攻讀博士期間接觸到索烴這類機械互鎖分子後,我發現原來原子之間不一定需要靠化學鍵連接,也可以透過環環相扣方式去組成新的分子。我認為這是可以展示我們創新和創造力的一門科學,因此我對索烴和機械互鎖分子感到興趣。」
甚麼是索烴? 歐陽灝宇教授解釋,索烴是由環狀分子組成,環與環之間雖無化學鍵相連,卻以鑰匙圈般相扣,形成獨特的互鎖結構。
「這類分子猶如宏觀世界中的鑰匙圈或鐵鏈,雖由堅硬的金屬製成,卻因為環環相扣而同時具備強度與柔韌性。在分子層面,這種互鎖結構使環狀分子能夠在不受化學鍵限制的情況下相對移動,賦予它們高度的柔韌性與可變形性,不僅能響應外部刺激而作出變化,同時能保持結構完整,如像分子機械中的齒輪般精確運動,從而提升納米機械裝置的效能。」
歐陽教授團隊的一個研究方向是開發新的合成策略,提高索烴合成的效率,並擴展其結構複雜性。
「這些新型的高效索烴合成策略,不僅能用於構建更精密的分子機械,亦有利於後續的深入探索和研究。另一個研究方向則是探討索烴如何影響金屬活性中心的化學反應性,以應用於催化與配位化學領域。在工業應用方面,我們會使用不同的金屬催化劑進行化學反應,使這些反應更有效率並減少能量消耗。我們可利用索烴的獨特結構和柔韌性,保持金屬的化學活性進行催化,同時減少催化劑的損耗,使催化過程更高效。
合成索烴是非常困難的,想像要將「鑰匙圈」相扣,難度猶如將細線穿過針眼,而這條「線」是分子尺度的,針眼是納米級別的小,將如此幼的線通過這麼小的針眼是份外困難的。 化學的核心概念在於化學鍵,物質由原子通過化學鍵連接,而化學反應則是化學鍵的變化和原子重新排列。然而,研究機械互鎖分子時,我們已超越傳統化學鍵領域,探索分子間,在化學鍵以外的相互作用。我們面對的是幾乎未知的領域,但這也意味著充滿驚喜和新發現。」
主持人:香港電台公共事務組
嘉賓: 香港理工大學應用物理學系系主任劉樹平教授
香港現時約三分之二的碳排放源自發電。雖然煤在本地發電燃料組合中所佔的比例已由2015年的一半大幅下降至目前的約四分之一,但是本地的燃料組合仍然側重化石燃料。
「發電佔本港碳排放很高的比例,尤其是用煤的話,現在政府有政策,發電廠盡量將煤改成天然氣,就算用天然氣,也會有碳排放的,只不過較少,所以碳的來源,發電廠是其中一個,現在另外一個比較多的是來自堆填區,堆填區亦產生很多碳排放。 未來香港會有焚化爐,或者稱為I-PARK 綜合廢物管理設施,廢物轉化為能源,將都市垃圾焚燒,焚燒的過程產生熱力,產生熱力也可以發電,似乎是挺好的,但是它也會有碳排放 ,碳排放是不會消失的。」
科學家正在研究不同方法,將不同來源排放出來的碳收集、儲存,甚至轉化為其他有用的化學品。
「現時世上很多不同地方也有要求,如一些活動產生大量碳排放,應採取相應措施減低排放量,其中一種方法就是捕捉它,捕捉後又怎樣儲存它呢?有些方法就是放在地底,現在經常聽見有發生地震,地震可能將二氧化碳排出來,比較好的方法就是轉換成一些產品,譬如將碳變成塑膠,變成塑膠之後可能就會儲存得久一點,至少在空氣裡面,份量不會不斷地增加,你不要讓它增加,你用多一點或者你捕獲多一點的時候,那可能會減少。舉一個例子,碳捕獲了之後,轉換成甚麼呢?我們在理工大學有一個研究,就是將它轉換成乙烯,乙烯是一種氣體來的。 乙烯是很重要的,全世界的需求很高,乙烯如果可以用電解的方法去製成乙烯,不是用石油化工來製乙烯的話,碳排放是相差很遠的。那麼乙烯用來製造甚麼呢?就是現在我們所有的塑膠產品,其實原材料都是由乙烯開始,全世界的需求是很大的。你想像一下,如果我不需要用化石材料的方法去製乙烯,而是需要在捕獲了的碳來製乙烯的話,其實對環境的幫助會很大。」
團隊希望能夠在未來本港的轉廢為能設施,應用到這套負碳技術,收集和轉化焚化爐排出的碳。
「希望在未來的廢轉能裝置於明年可以運作之後,我們有一些合作,將我們的負碳排放技術,可於裝置內運用。 如果成功的話,真的可以將這個廢轉能的碳值去減低, 其一是對香港好,另外有一個技術示範的作用,裝置在香港成功的話,其實可以輻射出去至大灣區、全世界。 有報導指,歐洲有五百座這種裝置,設想五百座這種裝置,每一座都有這種負碳排放的技術在裡面,我相信對全世界的影響會很大。 」