材料与纺织科研突破：钙钛矿太阳能、智能降温纺织与 DIMS 近视防控

香港理工大学(The Hong Kong Polytechnic University, PolyU)综合信息数据库 · 04 科研模块 一片能发电的太阳能板、一件会「主动排汗降温」的运动衣、一副能减缓儿童近视加深的眼镜片——理大的科研不止航天，在能源材料、功能纺织与近视防控光学等领域，近年亦有亮眼突破，其中两项分别登上《Nature》与《Science》。本篇为这几条「应用材料」科研线立档。 航天科研见 aerospace-program-overview.md；理大标志性科研突破总览见 achievements.md；时装及纺织学院见 01 学术 · 时装及纺织学院；理大知识转移与技术授权路径见 output-and-innovation.md。资料以理大新闻稿、科研媒体、学术发布为主，数据均注明来源。

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# 一、钙钛矿太阳能电池：创纪录的转换效率

# 1.1 33.89% 的纪录

太阳能电池的核心指标是光电转换效率(power-conversion efficiency)——把多少阳光转化为电。钙钛矿/硅叠层(perovskite/silicon tandem)电池是当前提升效率的前沿路线：传统单结硅电池的理论效率上限约为 29%（Shockley–Queisser 极限附近），而把一层钙钛矿薄膜叠加在硅电池之上，能吸收硅无法有效利用的短波光谱，从而突破单结电池的理论天花板。

据EurekAlert 报道理大成果^※，理大研究团队通过新颖的双层界面钝化(bilayer interface passivation)策略，开发出创纪录约 33.89% 转换效率的叠层太阳能电池——克服了太阳能技术发展的一大障碍。「界面钝化」通俗地说，是通过在材料层与层之间加入特殊涂层，减少电荷在界面处的损耗与复合——这类似于给电池内部的「接口」做打磨抛光，让电流传输更顺畅、损耗更小。

据 EurekAlert 转发的理大新闻稿，该成果由应用物理学系助理教授尹俊(Yin Jun)领衔，具体技术路径是在钙钛矿/硅界面嵌入一层纳米级、离散分布的超薄氟化锂(LiF)，并配合短链乙二胺二碘化物(EDAI)分子沉积，同时实现「场效应钝化」与「化学钝化」两种机制，减少电子提取损耗、抑制非辐射复合。成果于 2025 年 5 月 23 日公布，发表于顶级学术期刊《Nature》（DOI: 10.1038/s41586-024-07997-7），研究由理大联合隆基绿能(LONGI Green Energy Technology)与苏州大学团队完成——隆基是全球硅片与光伏组件龙头企业，这一产学研合作路径也是理大「应用材料服务产业」取向的体现。

# 1.2 目标 40%

据公开报道，理大团队正推动钙钛矿/硅叠层太阳能电池的商业化，终极目标是把效率从约 34% 提升到40%这一里程碑。

# 1.3 放进全球赛道：钙钛矿叠层电池的竞速

理大的 33.89% 并非孤例，而是全球多个团队同期竞逐的赛道上的一项纪录。据公开报道，同一技术路线上，隆基绿能自家团队随后于 2024–2025 年多次刷新经美国国家可再生能源实验室(NREL)独立认证的世界纪录（2025 年 4 月达约 34.85%），牛津光伏(Oxford PV)等企业也在推进商业化量产。这说明钙钛矿/硅叠层太阳能是当前全球能源材料领域最激烈的竞速赛道之一，理大的贡献在于界面钝化机制的基础研究突破，为后续企业级量产提供了可复用的技术路径（属客观背景说明，非评价理大与业界孰优孰劣）。

来源强度:33.89% 纪录、双层界面钝化机制、尹俊领衔、Nature 发表、隆基/苏大合作见 EurekAlert 转发理大稿；全球竞速背景数据据公开行业报道，个别数字随认证周期波动，以各机构当期公告为准。

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# 二、功能纺织：智能排汗运动衣

# 2.1 iActive™ 与 Omni-Cool-Dry™

理大时装及纺织学院(SFT)（见 01 学术 · 时装及纺织学院）在功能纺织上颇有建树。据Media OutReach 报道^※:

• iActive™ 运动衣系列：具备根系般的液体输送系统与皮肤般的主动排汗散热结构，运用仿生抗热面料加速排汗；
• Omni-Cool-Dry™ 面料：提供超快排汗，在动态热条件下保持干爽透气、全天舒适。

这些「智能纺织」把仿生学、材料科学与服装设计结合——不是普通的运动衣，而是会「主动管理」汗水与温度的功能性纺织品。

# 2.2 国际奖项与领军学者

理大功能纺织研究获国际认可。iActive™、Omni-Cool-Dry™ 系列的主要研发者是时装及纺织学院副教授寿大华(Dahua Shou)——他同时是理大智能可穿戴系统研究院(RI-IWEAR)核心成员、未来时尚纺织研究中心骨干。据理大时装及纺织学院官网^※，寿大华 2023 年获纤维学会(The Fiber Society)杰出成就奖(Distinguished Achievement Award)，表彰其在个人热湿管理、智能可穿戴与软体机器人方面的贡献——印证理大在纺织科技领域的国际地位（呼应 01 学术 · 时装及纺织学院的智能纺织研究方向）。

寿大华团队的降温纺织并非一步登天。据理大 2021 年新闻稿^※，早在 2021 年，其团队研发的「Sweatextile：一种仿生单向导水排汗纺织物」就已拿下TechConnect 2021 全球创新奖·先进纺织类别——原理是模仿皮肤排汗动作，把多余汗水快速导向织物外侧形成水珠排出，同时防御外部液体侵入。同一届 TechConnect 上，理大材料科学领域另一项成果——郝建华(Hao Jianhua)教授团队研发的「无氢氟酸、快速合成 MXenes」方法——同获材料与制造类别奖项，为能源存储、制氢等应用提供更环保的合成路径。这说明 iActive™/Omni-Cool-Dry™ 并非孤立发明，而是理大纺织团队自 2021 年 Sweatextile 起持续迭代、逐步升级为 2024–2025 年更成熟商用面料与《Science》系统论文的一条清晰技术脉络。

来源强度:iActive™/Omni-Cool-Dry™ 见 Media OutReach 报道；纤维学会奖见公开资料。

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# 三、智能降温纺织的科学突破：一篇《Science》论文与四项技术

全球极端高温正成为公共健康议题。据理大新闻稿(2025-09-15)^※引述的统计，全球约 36 亿人暴露于极端高温风险中，2000–2019 年间与高温相关的死亡约每年 48 万人。理大寿大华团队正是在这一背景下，把 iActive™、Omni-Cool-Dry™ 等单项面料成果，整合成一套系统性的「个人降温」科学论述。

# 3.1 登上《Science》：一篇论文四项技术

据 理大时装及纺织学院新闻^※，寿大华团队 2025 年 8 月 28 日在顶级期刊《Science》发表题为《Sustainable personal cooling in a warming world》（《变暖世界中的可持续个人降温》）的综述论文，系统梳理了理大团队自身及全球同行在辐射、传导、对流、蒸发四种降温机制上的技术布局，并首次提出以 AI 驱动的闭环系统将感知、预测与执行环节联通，让衣物依据体温与环境实时自我调节。

理大在论文中呈现的自研技术组合如下：

# 3.2 从实验室到日内瓦领奖台

iActive™、Omni-Cool-Dry™ 系列已多次在国际发明展获奖：据公开报道，该系列先后拿下日内瓦国际发明展 2024 年金奖与2025 年评审团嘉许金奖，并获TechConnect 全球创新奖。这与理大知识转移体系惯常的「实验室 → 发明展 → 产业授权」路径一致（见 output-and-innovation.md 关于国际发明展收成的讨论）。

来源强度:《Science》论文标题、发表日期、四项技术细节、全球高温统计见理大新闻稿与 SFT 官网新闻；日内瓦奖项与 TechConnect 奖据公开报道，具体年份届数请回看原发布。

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# 四、近视防控光学：DIMS 镜片的全球影响

理大眼科视光学院的近视防控研究是其健康科学领域最具全球影响力的成果之一。据多方来源，理大团队研发的「离焦多区近视控制镜片(Defocus Incorporated Multiple Segments, DIMS)」:

DIMS 的突破在于它通过镜片光学区的多区设计，使儿童佩戴普通眼镜的同时减缓眼轴增长，兼顾矫正视力与防控近视。据理大眼科视光学院官网，该系列成果已被全球眼视光学教科书收录为近视控制循证依据——这也是理大「无医学院却深耕健康/生命科学」科研版图的一个具体例证（见 achievements.md）。DIMS 之所以成为全球关注的科研成果，也与东亚近视问题的严重程度直接相关：据学术研究综述，亚洲儿童青少年近视患病率已居全球最高，中国、日本、韩国等地区的患病率均显著高于全球均值——这正是理大这项「香港原创、面向全球」光学技术的现实土壤。

DIMS 从实验室走向「MiYOSMART」商业产品的路径，也呼应了理大整体的知识转移与技术授权模式（咨询、合作研究、技术授权、衍生企业，详见 output-and-innovation.md）——与豪雅的商业合作，正是「技术授权」这一知识转移模式的具体案例。需注意的是，市面上不时有报道将 DIMS 商业化合作方误记为「依视路(Essilor)」——据理大与豪雅官方资料，MiYOSMART 的独家技术合作方为豪雅视光，本文据此更正。

# 4.1 十余年合作与 2026 年新一代镜片

理大眼科视光学院与豪雅的合作始于 2012 年，双方基于「离焦理论(defocus theory)」共同开发 DIMS 技术。据理大 2023 年新闻稿^※，豪雅曾向理大眼科视光学院捐赠价值港币 380 万元的验光设备与镜片，支持一项涉及约 700 副镜片、聚焦快速近视加深儿童的两年期随机对照试验，由理大眼科视光学院主任祁彩姿(Chea-su Kee)教授领衔。

2026 年，双方进一步推出新一代「三重强化设计(Triple Enhanced Design, DIMS TED)」镜片，商业名为「MiYOSMART iQ」。据 公开报道^※，DIMS TED 把适用年龄下探到4 岁——为 DIMS 系列首次在如此低龄儿童中验证近视控制效力。据 2026 年美国视觉与眼科学研究协会(ARVO)年会披露的临床数据，7–12 岁儿童佩戴新镜片 12 个月后，等效球镜度数(SER)与眼轴增长的平均控制率分别达约 100% 与 94%，即近视度数与眼轴长度平均「零加深」，为 DIMS 系列迄今报告的最高控制效力。

来源强度：临床试验效果、期刊发表见《Ophthalmology》；商业化合作方（豪雅）、合作起始年份、380 万元捐赠、700 副镜片试验规模见理大官方新闻稿；50+ 国家/400 万儿童、2026 年 DIMS TED 临床数据据公开行业报道与 ARVO 年会披露，具体数字随统计口径与年份更新。

# 4.2 全球近视管理镜片版图：DIMS 不是唯一玩家

近视管理镜片是一门增长迅猛的全球生意——据市场研究机构公开数据，全球近视控制镜片市场规模 2024 年约 155.3 亿美元，预计到 2031 年增长至约 414.8 亿美元，2025–2031 年复合年增长率约 14.4%。理大 DIMS/豪雅这条线，与法国依视路(Essilor)等公司的竞品同场竞技：

坊间之所以常把 DIMS 的商业化合作方误记为「依视路」，很可能正是因为依视路的 Stellest 是市场上与 MiYOSMART 竞争最直接的同类产品，两者常被媒体并列报道而混淆——这也是本文在第四节开头特别订正这一误记的原因。三者的共同点是都采用「周边离焦」的光学原理：让镜片周边区域的成像刻意落在视网膜前方，从而在生理层面减缓眼球向后拉长的信号——理大 DIMS 与豪雅的差异化优势在于微透镜数量更少、单颗透镜面积相对更大，据理大方面早期论述，这一设计在保证控制效力的同时兼顾了视觉舒适度与外观自然度（较不易被察觉镜片上有特殊结构）。

来源强度：全球市场规模与增长率据公开行业市场研究报告，具体数字因统计口径不同而有出入，仅作量级参考；竞品技术细节(Stellest/MyoCare)据公开行业报道与厂商官网，非理大官方口径，本站不代表对其效力背书。

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# 五、材料科学的学术脉络：二维材料与柔性电子

理大的应用材料研究不止于「拿得出手的招牌成果」，在学术产出层面也有持续积累：

# 5.1 二维材料：「扭一扭」让材料又强又韧

据EurekAlert 转发理大成果^※，理大应用物理学系赵炯(Jiong Zhao)教授团队 2025 年 7 月 18 日在顶级期刊《Nature Materials》发表研究，提出一种「扭转工程(twisting engineering)」策略，解决了二维材料领域一个长期难题——强度与韧性通常不可兼得（越硬的材料越容易脆裂）。

具体机制上，团队把两层过渡金属二硫化物(TMD)——如二硫化钼(MoS₂)、二硫化钨(WS₂)——以一定角度旋转叠加，制造出上下两层晶格取向的「错位」。当裂纹在这种扭转双层结构中扩展时，因取向错位形成互锁的裂纹路径；更关键的是，裂纹边缘会通过层间自组装、自发形成稳定的晶界结构，从而阻止应力集中与裂纹持续扩展——这一过程被形容为「裂纹自愈合」，比常规断裂消耗更多能量，因而在不牺牲强度的前提下显著提升韧性。团队还发现，只需调整两层材料间的扭转角度，就能连续调控韧性增强的程度。这类高强高韧的二维材料，被认为对柔性电子、大功率器件、可穿戴设备、光电子器件与能量转换/量子技术有直接应用潜力——与本文第三节的柔性可穿戴降温技术属同一学科交叉带。

除赵炯团队外，理大应用物理学系在二维材料光电特性上亦有持续产出：曾远宏(Yuen Hong Tsang)教授团队研究石墨烯、WS₂、MoS₂等材料的非线性光学性质，应用于锁模/调 Q 激光器、光电探测器等；杨明(Ming Yang)教授团队则把机器学习方法引入二维材料的物性预测。这些团队共同构成理大在纳米材料/光电子交叉领域的学术基础。

# 5.2 柔性/可拉伸电子材料

理大在柔性电子方向的成果与纺织/可穿戴研究高度交叉：可拉伸导电墨水用于印刷柔性电路；液态金属（EGaIn 等）嵌入弹性体基底的超柔性导体。2025 年度教育部高校科研优秀成果奖二等奖项目之一正属柔性电子技术前沿方向（据 EurekAlert 转发理大稿；国家奖项系统梳理见 research-impact-and-international-network.md）。第二节提到的郝建华教授团队 MXenes 合成方法，正是这一方向的材料基础之一——MXenes 是一类导电性优良、易于加工成薄膜的二维材料，常被用作柔性电极与储能器件的候选材料。这一方向与本文第三节的 SweatMD、软体机器人服装同属「柔性+可穿戴」学科交叉带，反映理大材料科学、纺织科学与电子工程三系的跨学院协作模式。

这条学术脉络与钙钛矿太阳能、智能纺织、DIMS 镜片共同说明：理大的材料科学不是单一「明星成果」的孤例，而有持续的学术产出基础支撑。

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# 六、放进理大「应用科研」版图

钙钛矿太阳能、功能纺织、降温科技与近视防控光学，与理大其他应用科研一道，勾勒出其「面向产业与可持续」的科研性格：

这些方向的共同点是：都有明确的产业或社会应用出口。理大的科研不以「纯理论」见长，而以「把科学变成可用的技术、产品与方案」为特色——这与其从工业学校以来的应用基因一脉相承。也正因如此，理大这几项材料突破普遍走「顶级期刊发表 + 产业授权/商业化」的双轨路径：钙钛矿太阳能对接隆基绿能等光伏企业、降温纺织对接运动服饰产业、DIMS 镜片对接豪雅、二维材料的扭转工程与 MXenes 合成则对接柔性电子与储能产业——四条线均可在 output-and-innovation.md 的知识转移框架下找到对应模式。值得一提的是，本文四条线的领衔学者（尹俊、寿大华、祁彩姿、赵炯、郝建华）分属应用物理学系、时装及纺织学院与眼科视光学院三个不同学院——这也说明理大的「应用材料」科研版图并非某一学院独力支撑，而是多学院并进、各自在细分赛道做出国际顶尖成果的格局。

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