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【裘槎科研獎】中大學者:我是「創科農夫」

2018-12-12
繆謙表示,若縮小傳感器體積,將可用於檢測癌症。香港文匯報記者詹漢基  攝繆謙表示,若縮小傳感器體積,將可用於檢測癌症。香港文匯報記者詹漢基 攝

合成有機電晶體器件 助研發可彎曲電子顯示屏等電子產品

科技產品能夠日新月異,依賴的是新型高效的材料,如同精美菜餚亦需要農夫用心耕作種出優質食材一樣。香港中文大學化學系教授繆謙,成功和團隊合成可令電子傳導速度倍增的創新N-型有機電晶體器件,並發現能檢測蛋白質的獨特有機半導體自組裝結構,為研發新一代可彎曲電子顯示屏、穿戴式生物感應器等電子產品「種菜」奠基,提供更多功能的材料元件。其於化學材料的卓越貢獻讓他獲頒最新一屆的「裘槎優秀科研者獎2019」。■香港文匯報記者 詹漢基

專研有機半導體材料的繆謙在接受香港文匯報訪問時笑言:「如果把高性能的有機電子產品比作精美的菜餚,我的工作是種菜,而不是做菜。」

事實上,材料研發於科技產品革新尤其關鍵,例如電子顯示屏,過往一直主要由無機材料矽製造的半導體零件,雖然無機半導體的效能高,然而材質過硬,生產過程繁複,並需要消耗能量進行加熱提煉而成。

柔軟可列印 電子傳速倍增

繆謙的團隊從基礎材料入手,以有機物料替代無機半導體,製造出薄膜電晶體,不但材質柔軟,更可在室溫環境列印出來,未來更有望取代矽,製造出能彎曲摺疊的電話顯示屏。

團隊並成功將有機半導體材料合成新的N-型有機電晶體器件,實現了最高的電子傳導速度,較以往提速一倍,未來期望組成更大的電路,應用在更複雜的電子儀器上。

最近,繆謙團隊又發現一種獨特的自組裝結構,可以將能與蛋白結合的基團引入有機半導體材料,而不破壞電荷傳輸的途徑。

以此為基礎製造的新式電子傳感器,可以檢測水溶液中的離子和蛋白質,將化學信號轉化為電信號。

若靈敏度足 「呼氣」可測癌

繆謙表示,正計劃進一步研發電子傳感器,若能提高靈敏度和準確度,不但可以用於檢測食品、環境監測,更可以透過人類的血液、甚至呼出的氣體,診斷對方是否患上了癌症,未來更有望進一步縮小傳感器體積,結合可以穿戴的電子儀器,讓檢測更方便。

創新合成「馬鞍狀」石墨烯

除了有機半導體材料的研發,繆謙也積極研究納米碳結構,主要課題包括碳納米管以及2004年被發現、兼具強度彈性導熱導電效能、科技應用極廣的石墨烯(Graphene)。

他與團隊以創新的化學合成方法,在碳原子組成的過程加上七邊形或八邊形,將碳離子排列成馬鞍形狀,成功合成過往難以製造的具有負曲率的石墨烯片段,在納米材料領域往前邁出重要一步。

繆謙表示,新穎的形狀有助大大開拓石墨烯用途更多的可能性,例如可將馬鞍狀石墨烯用作鋰離子電極材料,容納更多的鋰離子,有望提高電池的容量。

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