材料與紡織科研突破:鈣鈦礦太陽能、智能運動衣與 DIMS 近視防控

香港理工大學(The Hong Kong Polytechnic University, PolyU)綜合資訊數據庫 · 04 科研模塊 一塊可以發電嘅太陽能板、一件會「主動排汗」嘅運動衫、一副能夠減慢兒童近視加深嘅眼鏡片——理大嘅科研唔止航天,喺能源材料、功能紡織同近視防控光學呢幾個領域,近年都有亮眼突破。本篇為呢幾條「應用材料」科研線立檔。 航天科研見 aerospace-program-overview.md;理大標誌性科研突破總覽見 achievements.md;時裝及紡織學院見 01 學術 · 時裝及紡織學院。資料以理大新聞稿、科研媒體、學術發布為主,數據均註明來源。

# 一、鈣鈦礦太陽能電池:破紀錄嘅轉換效率

# 1.1 33.89% 嘅紀錄

太陽能電池嘅核心指標係光電轉換效率(power-conversion efficiency)——即係將幾多陽光轉化為電。鈣鈦礦/矽疊層(perovskite/silicon tandem)電池係目前提升效率嘅前沿路線:傳統單結矽電池嘅理論效率上限約為 29%(近 Shockley–Queisser 極限),而將一層鈣鈦礦薄膜疊加喺矽電池上面,能夠吸收矽無法有效利用嘅短波光譜,從而突破單結電池嘅理論天花板。

據EurekAlert 報道理大成果^※,理大研究團隊透過新穎嘅雙層界面鈍化(bilayer interface passivation)策略,開發出破紀錄約 33.89% 轉換效率嘅疊層太陽能電池——克服咗太陽能技術發展嘅一大障礙。「界面鈍化」通俗噉講,係透過喺材料層與層之間加入特殊塗層,減少電荷喺界面處嘅損耗同複合——呢個做法類似為電池內部嘅「接口」進行打磨拋光,令電流傳輸更順暢、損耗更細。

# 1.2 目標 40%

據公開報道,理大團隊正推動鈣鈦礦/矽疊層太陽能電池嘅商品化,終極目標係將效率從約 34% 提升到40%呢個里程碑;相關研究發表於權威期刊《Nature Photonics》,提出咗邁向 40% 嘅策略建議。

來源強度:33.89% 紀錄、雙層界面鈍化、40% 目標、Nature Photonics 見 EurekAlert 同公開報道。

# 二、功能紡織:智能排汗運動衫

# 2.1 iActive™ 同 Omni-Cool-Dry™

理大時裝及紡織學院(SFT)(見 01 學術 · 時裝及紡織學院)喺功能紡織上頗有建樹。據Media OutReach 報道^※:

• iActive™ 運動衫系列:具備根系般嘅液體輸送系統同皮膚般嘅主動排汗散熱結構,運用仿生抗熱布料加速排汗;
• Omni-Cool-Dry™ 布料:提供超快排汗,喺動態熱條件下保持乾爽透氣、全日舒適。

呢啲「智能紡織」將仿生學、材料科學同服裝設計結合——唔係普通嘅運動衫,而係會「主動管理」汗水同温度嘅功能性紡織品。

# 2.2 國際獎項

理大功能紡織研究獲國際認可。據公開資料,理大相關學者(如 Shou 博士)曾獲纖維學會(The Fiber Society)2023 年傑出成就獎(Distinguished Achievement Award)等榮譽——印證理大喺紡織科技領域嘅國際地位(呼應 01 學術 · 時裝及紡織學院嘅智能紡織研究方向)。

來源強度:iActive™/Omni-Cool-Dry™ 見 Media OutReach 報道;纖維學會獎見公開資料。

# 三、近視防控光學:DIMS 鏡片嘅全球影響

理大眼科視光學院嘅近視防控研究係佢健康科學領域最具全球影響力嘅成果之一。據多方來源,理大團隊研發嘅「離焦多區近視控制鏡片(Defocus Incorporated Multiple Segments, DIMS)」:

DIMS 嘅突破在於佢透過鏡片光學區嘅多區設計,令兒童佩戴普通眼鏡嘅同時減慢眼軸增長,兼顧矯正視力同防控近視。據理大眼科視光學院官網,該系列成果已被全球眼視光學教科書收錄為近視控制循證依據——呢個亦係理大「無醫學院卻深耕健康/生命科學」科研版圖嘅一個具體例證(見 achievements.md)。

DIMS 從實驗室走向「MyoSmart」商業產品嘅路徑,亦呼應咗理大整體嘅知識轉移同技術授權模式(諮詢、合作研究、技術授權、衍生企業,詳見 output-and-innovation.md)——同香港依視路嘅商業合作,正係「技術授權」呢種知識轉移模式嘅具體案例。

來源強度:臨牀試驗效果、期刊發表見《Ophthalmology》;監管批准、商品化狀態見理大眼科視光學院官網同行業媒體。

# 四、材料科學嘅學術脈絡:二維材料同柔性電子

理大嘅應用材料研究唔止於「攞得出手嘅招牌成果」,喺學術產出層面亦有持續累積:

# 4.1 二維材料同新型納米材料

據理大應用物理學系(AP)同材料科學研究方向嘅公開資料,理大喺二維材料(2D materials)研究上有學術產出:單層/雙層 MoS₂ 等過渡金屬二硫化物嘅電學、光學特性研究;石墨烯喺柔性電子同複合材料中嘅應用。相關成果發表於 ACS Nano、Advanced Materials 等頂級期刊。

# 4.2 柔性/可拉伸電子材料

理大喺柔性電子方向嘅成果同紡織/可穿戴研究高度交叉:可拉伸導電墨水用於印刷柔性電路;液態金屬(EGaIn 等)嵌入彈性體基底嘅超柔性導體。2025 年度教育部高校科研優秀成果獎二等獎項目之一正屬柔性電子技術前沿方向(據 EurekAlert 轉發理大稿;國家獎項系統梳理見 research-impact-and-international-network.md)。

呢條學術脈絡同鈣鈦礦太陽能、智能紡織、DIMS 鏡片共同説明:理大嘅材料科學唔係單一「明星成果」嘅孤例,而有持續嘅學術產出基礎支撐。

# 五、放進理大「應用科研」版圖

鈣鈦礦太陽能、功能紡織同近視防控光學,與理大其他應用科研一道,勾勒出佢「面向產業同可持續」嘅科研性格:

呢啲方向嘅共同點係:都有明確嘅產業或社會應用出口。理大嘅科研唔以「純理論」見長,而以「將科學變成可用嘅技術、產品同方案」為特色——呢點同佢自工業學校以來嘅應用基因一脈相承。