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■呂堅將帶領香港學者，用3年時間破解納米結構的基礎原理。 本報記者劉國權 攝
——獲900萬資助 用於航天及生物醫學皆可
本報記者 吳玫
由尺寸小於100納米的微粒組成的納米材料，目前已廣泛應用於各行各業。香港理工大學最近獲研資局、創新科技基金、國際大企業資助逾900萬元，在理論和技術應用兩個層面更深入地研究結構納米材料。理大機械工程學系講座教授兼系主任呂堅表示，一般納米材料強度大，但缺乏韌性，故他們致力於研製出兼具強和韌特性的納米結構材料，預計可用於製造飛機外殼，令其「減磅」，以降低耗油量；又能被生物醫學應用，製作輕便結實的假肢，生物相融性亦較普通材料更好。
由創新科技基金轄下的納米科技及先進材料研發中心資助的「應用於工程結構的多層的納米結構金屬片/板的研發」項目，還獲得中國寶鋼集團及歐洲航太防衛與太空科技公司(EADS)的支持，後者更是空中巴士的母公司，在全球的航天、太空及相關服務方面佔領導地位，兩間公司均是全球500強的企業，有關項目的資助額合共500萬元，研究期將於明年10月完結。
航空業鋼業料受惠
呂堅表示，一般的納米材料強度大、韌性小，而其他材料則具備韌性、缺乏強度，不能兩全其美。理大的研究目標就是要研製出高強度、高韌性的新納米材料。目前，他們在不鏽鋼表面嘗試生成納米晶，將材料彈性極限提高3倍，同時增加了硬度。此外，他們還擁有「滲氮」專利技術，即在材料表面形成氮氣層，使材料硬度加大5倍，若借助納米化工藝，還可以令氮氣層滲透得更深、強度更大。
他指有關技術成熟後，研製的納米結構金屬板可令航空業及鋼業受惠。例如現在飛機外殼的材料多以鋁板為主，若日後採用高強度的納米鋁板，預計可在不增加飛機製造成本下，使其體積減輕，令耗油量下降；汽車車頂和保險槓採用這種高強度高韌性的材料，更能減緩交通事故的破壞力。另納米結構金屬板若應用在生物醫學方面，則可令假肢輕便牢固，且實驗證明這類材料的生物相融性較普通材料好，令人體的康復速度更快。
港美高校7月起合作
另一項由研究資助局撥款410萬元的「高強度高韌性結構材料的設計與研究」，將由呂堅領導、聚合科大、城大和港大的納米專家，並計劃同美國加州大學柏克萊分校、賓夕法尼亞州大學、法國國立電算與控制科研究學院等開展合作。項目將於7月啟動，計劃用3年時間破解納米結構的基礎原理、並建立有關理論及計算標準，令這類新型材料在工業中得到更好的生產控制和廣泛應用。
呂堅專於研究材料科學與工程、機械工程及力學等學術領域。在研究納米尺度結構材料中，他與中國科學院金屬研究所研究員盧柯合作的「用較低溫氮化純鐵微結構細化的表層」，研究成果曾刊於03年出版的《科學》雜誌(Science)。此外，他們還共同研發了「表面機械研磨處理方法」，利用隨機塑性變形技術，試圖使金屬表層的晶粒尺寸達到納米量級，曾獲得歐美及中國的數項專利權。07年，呂堅更憑「納米金屬材料的裝備－表面機械研磨處理方法」在第56屆世界創新科技博覽會中奪得特別嘉許金獎及特別獎。
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