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未來·無限

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主持人:香港電台公共事務組

身處世界關鍵的轉折,需要眼界和知識。
每個星期六,我們會邀請一位科學家,介紹在其研究範疇內一個正在影響世界未來發展、我們不可不知的趨勢,以專業和視野來培養具前瞻的預測與洞察力。
星期六早上,讓我們看遠一點,看到未來的無限可能。

監製: 林嘉瑜
製作: 張璟瑩

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26/07/2025

探索索烴的科學與應用

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。」 

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26/07/2025 - 足本 Full (HKT 09:20 - 09:30)

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