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【CONNECT实验室／01】荣登全球高被引用科学家，王伟俊教授：年轻拼一把，每年持续发表新文献

刚过的世界地球日（4月22日）主题为“我们的能量，我们的星球”，呼吁加速向可再生能源转型，共同应对气候危机。近年许多的科研开发项目，投入大量资金，积极走在再生能源的路上。促进生产再生能源的原理和过程，普罗大众不容易理解。经由厦门大学马来西亚分校能源与化学工程学院助理院长王伟俊教授讲解，以及带领参观该校的纳米能源与催化技术卓越中心（CONNECT），从中了解到催化成再生能源的原料就是人们生活中常接触得到的元素，通过催化剂转化成再生能源，研究纳米科技和再生能源的可能。报道：本刊关丽玲摄影：本报黄安健厦门大学马来西亚分校于2021年10月10日成立“纳米能源与催化技术卓越中心”（Center of Excellence for NaNo Energy & Catalysis Technology , CONNECT），旨在推动马来西亚及全球的纳米技术与材料研究，同时通过促进研究机构、组织与产业之间的合作，为可持续发展目标做出贡献，例如提供可负担且清洁的能源，以及应对气候变化。身兼CONNECT中心主任的王伟俊解释，CONNECT包含了纳米材料的制备、催化与太阳能驱动的燃料转化、能源储存、运算纳米技术模型四大方向。 “纳米材料必须用高端显微镜来测试催化材料。二氧化碳会导致温室效应，从催化过程中的应用，如氢气产生、二氧化碳还原、降低二氧化碳，可以通过催化剂转化成更好的能量，如一氧化碳、甲烷、甲醇等等，这些产物都有高能量价值，有助于促成碳循环，与马来西亚力争在2050年实现碳中和的国家目标高度契合。” 二氧化碳捕捉很重要，催化剂就是CONNECT在行的方向，用的催化剂如碳基材料、石墨烯、金属基材料包括金属硫化物以及层状双氢氧化物材料如硫化锌铟和磷化镍等来转换二氧化碳。 “这类科研是需要很多方向的专业，不只是靠个人，不可能每个人都懂所有方向。我本身是在行于纳米材料的制备、催化过程、储存和转换成电，这过程会再排放二氧化碳，并重新利用二氧化碳，从而形成一个碳生态系统。” 从实验成果到工业生产，可能涉及好几年的过程。研发人员要了解市场需求，但市场看重经济效益，不可能会等个10年科研结果。王伟俊表示，因此必须找个平衡点，例如，由隶属于科学、工艺及革新部的大马纳米公司（NanoMalaysia Berhad）成为企业与学术研究的桥梁。 3个合作项目已获得研究经费现阶段，CONNECT与大马纳米机构有3个合作项目。第一个已经完成及获得专利的项目是在2022年1月启动的“应用水分子产生氢气制备纳米光催化剂”，特点是此催化剂不仅能吸收热，也能吸收光。此项目的经费约60万令吉。王伟俊接着分享，第二个是很大的项目──“把生物甲烷转换成石墨稀和氢气” ，此研究在科艺部旗下的生物质创新循环经济计划（Biomass Innovation Circular Economy Program, BICEP）下进行，一共获得该部超过1000万令吉的研究经费。王伟俊解释，棕油种植产生许多废弃的树干、空果串、种子和棕油，他们研究把生物甲烷转换化成石墨稀和氢气以减少沼气，用微波等离子体产生高质量的纳米产物以及氢气排放，不仅解决了沼气问题，也把甲烷转化成石墨稀和氢气，一举两得。石墨稀是很好的导电体，这些高质量纳米材料抗拉和机械强度都很高。这项计划将从小规模生产即1年生产3至4公斤的石墨稀，目标是进阶到一年40公斤的大规模生产量，厦大马校也将建设一个至少150平方公尺面积的新实验室。接下来就是工业化的阶段，此成果可以用在手套、电池、冷气、绿色氢气生产，必须找到可以达成共识的企业合作。 CONNECT的第三个约1300万令吉的项目──“光催化产氢与储存技术的规模化应用于燃料电池与能源储存装置”于今年初开始，将制造硅催化太阳能燃料板，将太阳能转化为氢气，并通过储氢的燃料电池来形成一个生态系统。了解催化剂性质是使命很多的化学工程研究都着重在催化剂，王伟俊表示，一个高质量的产物必须达到高稳定生产，从化工的角度一定是催化，转化之后不只是还原，同时也做到氧化，这肯定是很好的催化剂。当催化剂有很好的选择，不需要经过分离过程，如把二氧化碳转成绿色甲醇，就可以减少下游的过程，不需要用蒸馏来分离甲醇，可以降低成本。该技术是CONNECT获国油（Petronas）逾百万令吉资助项目的脱碳核心。化学工程师要寻找的是如何突破新的催化剂，因为催化剂带动了整个反应过程。不佳的催化剂会导致生产效率低，过程耗时就没意义且成本高昂，失去实际应用价值。 “身为化工教授，我们的使命是深入了解催化剂的性质，通过表征仪器去识别其形貌、特征等等。工业化技术的实现源于扎实的实验室研究，只有在基础扎实的前提下，才能挖掘其未来潜力。” 研究成果6次跻身全球前1% 2024年对王伟俊来说是丰硕的一年，不仅CONNECT有不错的成绩单，还晋升了教授级别，并担任韩国大学的兼职教授。他也荣获由高等教育部长拿督斯里赞比里颁发的2024年马来西亚Scopus研究卓越奖（Malaysia Scopus Research Excellence Awards）的“突破性贡献”奖。马来西亚Scopus研究卓越奖分为3个类别：突破性贡献奖（9人）、研究创新奖（4人）、社会影响力奖（6人）。此外，同在去年11月中，他荣登2024年科睿唯安（Clarivate Analytics）全球“高被引科学家”名单，成为仅有的马来西亚籍的两位获奖者之一（注：入榜的有4位大马学者，其中两位非大马籍）。这一荣誉旨在表彰研究成果跻身全球前1%的科学家，即是全世界仅有 6886科学家入榜。这已是他自2019年开始，第6次入榜Clarivate。当然，他也维持入榜史丹福大学的全球前2%顶尖科学家排名。以上极具分量的奖项给予了现年36岁的王伟俊很高的学术肯定。王伟俊除了指导12名硕士和博士生以及4名博士后，目前仍有教导学士和硕士学生，并把他们带进CONNECT团队，参与使用纳米技术和高级纳米材料，促进清洁能源及转化，希望可以栽培更多的年轻学者。 CONNECT成员大多是化学工程背景，但由于是跨领域研究，有的成员来自数学、人工智慧、物理、机械工程、电气工程背景。“我们的研究涉及多学科的知识，要不很难形成完善的生态系统。” 自认是工作狂能够一直维持高度被引用学者（简称“高被引学者”），是整合王伟俊过去10年在科学研究的耕耘。“我常跟学生说，1年的成就可能会带动未来的整个发展，并且要专业和诚信。现在很多学术造假的事件发生，有学者可能为了达标和一时的成就造假。Clarivate就是很有公信力的机构，一旦发现有造假的记录，就会从榜单中除名。” 王伟俊之所以可以做到高被引，是因为每年持续发表新文献，新的文献表示是新的科技发展和趋势。王伟俊目前身兼教学、研究及管理，他是如何分配时间？“老实说，我很难做到Work-life balance，我是个工作狂！我相信年轻就可以刻苦耐劳，就再拼一波吧！至少尝试过，不留遗憾。” 从事研究工作，为了经费必须四处打交道，也要常向资助单位更新研究进展。“管理这门学问，我还在学习，因为真不容易，不可能十全十美，但我觉得总有一天会比昨天、去年做得更好。” 王伟俊同时是多个国际期刊的编委和审稿人，当编委的好处是会知道许多的最新方向，审稿人是看整个研究的质量、创新点和影响。他也参加研讨会，透过交流了解新趋势，这些都是他涉取新知的管道。王伟俊2012年毕业于大马蒙纳士化学工程学位，之后凭一级荣誉学位直跳博士，2016年博士毕业。他从小虽成绩名列前茅，其实在中小学时期很怕压力，但渐渐将压力转为动力，尽其所能维持自己的目标。平时工作也会在忙碌中放松自己，享受美食和旅行，为自己找到减压的方式。相关稿件: 在CONNECT实验室寻找应对气候变化之法更多【新教育】: 【升学管道／01】直接招生Direct Intake，通往公立大学的另一扇门【升学管道／02】以直接招生途径进入公立大学，学费是否划算？

7月前

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纳米科技新突破：二维材料助力阿兹海默症治疗

阿兹海默症正成为全球日益严重的健康问题，影响着数百万人的生活。最新研究表明，二维（2D）纳米材料在该疾病的诊断和治疗方面具有巨大的潜力。此次研究团队中包括英迪国际大学助理副校长吴康教授，他的研究重点是超薄纳米材料在应对这一重大神经系统疾病中的作用。二维纳米材料让诊断更便捷目前，阿兹海默症的诊断主要依赖于脑部成像、脑脊液（CSF）分析和认知测试。尽管这些方法有效，但仍存在诸多局限性。磁共振成像（MRI）和正电子发射断层扫描（PET）成本高昂，许多患者难以负担，而脑脊液检测需要进行疼痛性的腰椎穿刺，因此不适用于大规模筛查。这项研究探讨了二维纳米材料如何提供一种无创且高度敏感的替代方法，通过检测血液等可轻松获取的生物体液中的疾病生物标志物，实现更便捷的诊断。 “这些纳米材料可以用于开发生物传感器，通过简单的血液检测识别β-淀粉样蛋白斑块（beta-amyloid plaques）和Tau蛋白（tau proteins）——这两者是阿兹海默症的典型特征，”吴教授表示。“这将有助于实现更早期的诊断，使医生和患者能够更有效地管理疾病。” 研究测试的材料中，氧化石墨烯（Graphene Oxide, GO）、黑磷（Black Phosphorus）和MXene基生物传感器展现出卓越的检测精度。这些纳米结构具有极高的导电性和生物相容性，能够精准识别与疾病相关的微量蛋白。二维纳米材料可减缓疾病进展除了在诊断方面的应用，二维纳米材料在治疗阿兹海默症方面也展现出巨大潜力。阿兹海默症的一个关键病因是大脑中有害蛋白聚集，损害神经元，导致记忆丧失和认知能力下降。研究发现，氧化石墨烯和黑磷纳米片不仅能阻止这些蛋白聚集，还可能将其分解，从而减缓疾病进展并减少神经退行性病变。 “我们的研究表明，这些纳米材料可以减少大脑炎症，保护神经元，并清除有害的蛋白沉积物。”吴教授解释道。“这可能会彻底改变阿兹海默症的治疗方式，使治疗更具针对性和高效性。” 另一个重要优势是，这些纳米材料能够穿越血脑屏障（blood-brain barrier），而这是神经系统疾病治疗的一大挑战。这意味着它们可以直接将药物递送到受损的大脑区域，提高治疗效果。二维纳米材料推动个性化治疗方案二维纳米材料的应用还有望推动个性化阿兹海默症治疗的发展。医生可以根据每位患者独特的生物标志物制定个性化治疗方案，而非采用千篇一律的治疗方式，从而提高治疗效果和患者的生活质量。预计到2030年，全球阿兹海默症患者人数或将突破8200万，这一严峻挑战迫切需要突破性的解决方案。纳米材料驱动的诊断与治疗创新有望颠覆传统方式，引领医学新变革。若研究取得成功，这些前沿的二维纳米材料将带来无创、高精度、可扩展的检测与治疗手段，为全球数百万患者点燃希望之光，赋予他们更健康、更有质量的未来。更多【新教育】: 泰莱大学商学院从商业教育中塑造领导力，培养具竞争优势毕业生【泰莱大学Projek BacaBaca阅读计划】招募阅读辅导员降低孩子陷入学习贫困亚参果片有效调节血糖水平将成糖尿病管理新选择

8月前

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