新一代資訊技術、新能源、智慧製造等新興產業迅速發展，社會對材料的需求和標準亦隨之提高。澳門大學因此成立澳門先進材料研發中心，推進新材料科技創新和轉化，助力澳門新材料產業邁向綠色化、低碳化、精細化和節約化。
研發佈局厚積薄發
新一輪科技和產業變革促使全球科技創新空前活躍。國家和澳門不論是打造高新科技產業、構建智慧城市，還是拓展城市基建時，性能超群的新材料都是不可或缺的物質支撐。利用先進科技開發的新材料大多高性能、高耐用、低缺陷、低成本、多功能，是百業轉型升級的基礎，更是城市可持續發展的先決條件，相關研發工作任重道遠、刻不容緩。
澳大的科研佈局早以先進材料為重要方向之一。2014年，澳大成立應用物理及材料工程研究院（下簡稱：研究院），匯聚來自美國、歐洲、日本、新加坡、香港等地大學及世界知名研究機構、創新意識強烈的菁英，組成實力雄厚的跨學科團隊，從量子力學、原子理論、晶體結構的固態理論出發，攻關新材料的關鍵技術。經過近十年努力，研究院的科研環境日益成熟，累積卓越成果。因此，澳大在澳門科學技術發展基金的支持下成立了澳門先進材料研發中心（下簡稱：研發中心），促進新型特徵半導體、量子生物醫學，以及新一代傳感器等與新材料相關的交叉研究。這是澳大繼澳門中藥研發中心後的又一個澳門產學研轉化平台。
研發中心位於澳大科研基地N23科研大樓，毗鄰澳大的國家重點實驗室。科研基地與橫琴澳門青年創業谷僅一牆之隔。研發中心與珠海澳大科技研究院緊密聯動，借助科技研發和高端製造業在橫琴發展的契機，加快把研究院既有成果轉化落地，助力澳門特區探索以市場需求為導向、產學研結合的發展模式。
優先開發的新材料
能源危機、環境污染、人類健康等問題均為研究院一直鑽研的課題。2020年澳大榮譽理學博士、2014年諾貝爾物理學獎得主中村修二教授是可持續能源技術的先驅，其發明不僅為照明行業帶來革命性改變，也為人類福祉作出重大貢獻。中村教授對澳大的新材料研發方向深表認同。他進一步指出，新材料研發有助企業提升競爭力和開拓市場，但更重要的是能有效改善生產和生活環境，提升大眾幸福感，造福社會。
對此，研發中心正加強結合新材料的基礎研究與技術應用，針對市場需求推進新材料開發，並直接對接企業，加速成果轉化。研究院院長、研發中心主任湯子康教授是國際知名的納米光電子材料領域領軍人物，多年來引領團隊走在先進材料研究前沿，以創新思維為「卡脖子」技術研發別闢蹊徑。
湯子康教授指出：「研製劃時代意義的材料一直是我們的目標。新材料是粵港澳大灣區當前最活躍、最具潛力的科研版塊之一，而集應用研究、成果轉化、產業服務於一體的研發中心，則象徵澳大在新材料領域能為澳門產學研結合提供創新動力、可以提升與大灣區產業界創新合作和協同發展的水平。」
綠色建材用於澳門基建
製造水泥通常耗費大量熱能，其化學過程亦會產生大量二氧化碳。僅2021年，全球來自建築、道路及基建工程使用的水泥的碳排量達29億噸，佔碳排放總量的7%。澳大研發的「納米泡沫混凝土」與市面常規產品相比，泡孔大幅減小，施工時能節約10% 至40%水泥原料，顯著降低碳排放和生產成本，隔熱保溫能力更提升兩至三倍，能用於輕質牆板、門芯板乃至大規模建築現澆回填工程。該技術已用於澳門、珠海等地多項重大工程，如澳氹第四條跨海大橋口岸人工島連接線和珠澳橫琴口岸綜合交通樞紐。這款混凝土在上述兩項工程的用量已達六萬立方米，相較市面同類技術方案節約水泥一萬噸，降低相應碳排放九千噸（按生產一噸水泥排放0.9噸二氧化碳計算），使施工更符合綠色理念。
生態環保材料助農田保水
全球暖化持續，乾旱和沙漠化不斷擴大，對生態體系、水土資源、生命安全均構成威脅。澳大研發的「新型超級水凝膠」吸水能力出眾，高達自身重量18,000倍以上，刷新世界紀錄。該產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，用於農田保水和沙漠綠化治理。該產品已進入用戶試用階段。同樣由澳大研發的「植物防曬霜」則能透過噴灑保護植物葉片，防止農作物出現高溫日灼現象，隔阻有害紫外線和促進光合作用，對在高海拔、乾旱或熱帶等環境的植物尤其有用。它的成本較市面進口產品低70%，而且效果更佳，正在企業進行中試生產。
新材料促進能源轉型
潔淨能源開發是實現全球能源轉型和構建「綠色澳門」的關鍵一環。澳大研發的「水變氫」催化劑能在大電流下保持穩定和高效，滿足工業綠色製氫對水電解電極的要求，成本低、壽命長、生產過程無污染。該催化劑已投入批量生產，並於內地進行大規模、大面積製氫的試行測試，有望推動傳統化石燃料的能源替代進程。
另一方面，市面的光伏電池通常以多晶矽為原材料，提煉時高污染、高耗能、高成本，而澳大基於鈣鈦礦材料開發的光伏器件則能用低溫印刷方式大面積製備，成本低廉。其中，最新開發的「純相準二維鈣鈦礦薄膜」使用柔軟輕便的鈣鈦礦材料，可透過噴霧列印在背包或衣服上，進行穩定、高效的太陽能儲電。這種鈣鈦礦光伏器件在光電轉換率的關鍵指標上在市場有領先地位，正對接資本作大規模生產。
腫瘤免疫治療新技術
治療癌症的難處之一在於癌細胞能通過免疫逃逸機制，逃脫免疫系統追殺。澳大研發的新型碳納米點材料能快捷、準確地對癌細胞的蛋白「整容」，使其與正常蛋白有所區別，引發人體免疫系統的免疫反應，清除癌細胞。研究團隊已初步完成碳量子點材料的標準化生產工藝，並與國藥集團合作，於粵澳合作中醫藥科技產業園完成碳量子點材料標準化生產的GMP（藥品生產質量管理規範）實驗室規劃。
支撐高新技術產業
澳大已透過研發中心將多個先進材料項目與本地、外地的企業和社會資本談判對接，以提高科技成果轉化落地的效率，並支撐未來重大工程和高新技術產業的發展。研發中心將把握橫琴粵澳深度合作區的政策優勢，加快科研成果產業化，助力澳門發展新材料產業，並促使更多澳大科技用於灣區高新產業，為提升國家和澳門的科技實力貢獻澳大的力量。
文 / 余偉業
圖 / 編輯部‧英文翻譯 / 關詠琪
來源：《澳大新語》第28期