图：任咏华擅长研究光化学和光物理学
文 | 新时社报记者 唐晓明 黄洋港
有“彩虹科学家”之称的任咏华，是香港极少数名动世界的顶尖女科学家。在创新科技、环保能源的研发大潮席卷全球下，她在此之前已埋首研发质佳价廉的新发光材料，力图打破跨国企业技术垄断局面，屡有突破。她认为，人类未来会面对严峻能源短缺问题，必须发展再生能源和节能材料，其科研正好适用在这方面，希望为世界突破能源困境提供新途径。
化学教授 曾获“女性诺贝尔奖”
任咏华擅长研究光化学和光物理学。行年五十三岁的她，是香港大学化学系讲座教授，20多年来一直醉心无机化学、配位和有机金属化学、超分子化学和光化学的基础研究，至今获奖无数，例如在今年9月10日获日本错体化学（配位化学）会颁发日本错体化学会国际奖，2011年获颁有“女性诺贝尔奖”之誉的国际大奖─“欧莱雅─联合国教科文组织世界杰出女科学家成就奖”。近年她正研究各种新类型的发色团和发光材料，有望应用于太阳能转换及固态照明如有机发光二极管，自主研发核心科技。
“我们通常研究发光材料，尤其是磷光材料，主要是希望能令化合物发出红绿蓝三原色的磷光，透过新颖的器件结构，亦可做出白光。这些发光材料可应用于有机发光二极管显示屏、固态照明等范畴。”
任咏华向记者解释，传统钨丝灯泡是古老技术，逾90%能量都化成热能，比较浪费，目前市面的光管和悭电胆的电源效率虽然较好，但当中含有水银，抛弃时会污染环境。
控制分子排列改发光特性
为此，任咏华试图研发新型发光材料及改善现有OLED器件结构，期望能大幅节能和减省生产成本。“现在流行LED和OLED，我主要做有机发光器件（OLED）研究，製作方法主要利用蒸镀，在真空环境下製备器件，目前的科技更可利用印刷技术製备薄膜，就像印报纸般。这种印刷或旋涂製法便宜，电能转化做光能的效率亦较高，产生热能较少，能大幅节省能源，更可使用在弯曲的器件上。”
研发港专利 创科基金资助
经过不断研究，任咏华发现利用超分子化学原理，控制分子与分子之间排列的方式，可以影响化合物的颜色、发光颜色、电荷传输及导电特性，“相同分子以不同的排列方法，会影响其分子轨道的能量隙，从而改变其颜色及发光情况，例如水分子之间都有氢键将之连结在一起，在冰状态时分子之间会比较接近，而成为蒸气时，排列则较为疏离。”
她续称，这技术还可优化电荷传输，对提升太阳能电池和OLED的功率有正面影响。
任教授研究的重大意义在于，“现在很多发光材料都由新时社司拥有专利，例如美国的Universal Display Corporation，德国的Merck及韩国的三星等，我们需要研发由我们香港自主专利的材料。”
她说，相关技术研究成功与否，主要取决于器件的功率和稳健性，令产品更加耐用，及如何可以大量生产，以降低生产成本。“我们目前已经拥有一些相关专利，现时我们的研究项目更成功获得‘创新及科技基金’的资助，亦有业界对开发我们拥有的专利材料表示兴趣，正商讨进一步合作。”
感叹实验室场地设施不足
图：今年获颁发日本错体化学会国际奖
谈到全球的科研环境，任咏华慨嘆，牛津大学研究实验室加有玻璃墙，外面设有学生书枱，学生既能看到实验过程，亦避免吸到实验的化学品气味。她说，新加坡的南洋理工大学参考英国牛津大学的图则兴建研究实验室，后来发现不够应用，还加建第二栋。
“香港的科研环境却非常挤迫，我们并不是每一个学生都有一张实验枱，通常都是两个人，有时甚至三个人一张。外国不时都是一个学生使用一个通风柜，我们则是二至三人共用一个，而且我们是坐在实验室里头，在实验旁边摆放椅子供学生观看情况。”
她直言，香港科研佔本地生产总值只有0.74%，深圳佔4%以上，一般地区至少约佔3%，“相比起其他面临经济困境的国家，香港经济相对稳定及充裕，政府应该投放更多资源在科研和教育上，例如像港科院创院院长徐立之教授建议增加500亿元科研基金，这主意值得考虑。”
港科学家艰辛环境获成就
任教授忆述，本港科研资源採购困难，虽然随着时代变迁，方便了科研发展，例如以前学术期刊寄到香港要坐船运来，需时二至三个月，现在只需在互联网便能下载，“但是目前化学品送运仍很费时，相比英美两国只需三日速运便已收到，香港快则个多月，普通的两个月，慢的三至四个月也有。和内地、日本和韩国有存放地点相比，我们明显输了一截。”
任咏华补充，香港的科研设施环境一直有欠理想，但教授们在艰辛恶劣的环境下依然取得出色的科研成果，例如前香港理工大学校长潘宗光教授和香港大学陈世祥教授，是很知名的科学家，虽然他们是在资源缺乏的情况下做科研，但干得很出色。任的博士导师支志明教授和她自己早期做科研的日子也十分艰苦。她说，先天缺陷下也能做到如此成绩，其实社会应该给予更多支持，从而更好推动香港创新科技发展。
主张科研合作无专业界限
图：港大实验室里，任咏华埋首研发低廉质佳的新发光材料
任咏华醉心科研。对她来说，在教学上可把化学分成多个范畴，但科研工作就没有这种界线，“环顾上个世纪的人可谓‘万能’，可以同时是艺术家，又是科学家、工程师，后来由于知识膨胀，才要分为文、理科，理科又再分物理、化学、生物和数学，之后化学又细分为无机化学、有机化学、分析化学、物理化学、计算化学、量子化学等。”
细分分支原为方便教学
任咏华解释，在教学方面讲求系统性，所以要把化学细分成不同的分支学科方便教学。但在进行科研时，有些人却将不同的分支学科例如无机化学、有机化学等领域视作不同的专业来研究，而忽略分支领域间的互补性和理解。
她认为这不是一件好事，因为做科研都是希望能解决重要的科学问题，然而要解决这些科学问题不能单靠某研究领域的知识，科研人员往往需要宽广的学术视野，对不同的学科有一定的理解。
事实上，早在十多年前亦重新提倡跨学科研究，不同研究领域的科学家互补不足，相互合作，共同面对挑战。她十分同意这建议，做科研应该是集大成，不应刻意分家。
“我不时和学生分享，在科研上难以分家。例如要做金属配合物，我们通常先用有机合成化学做配体，之后才加个金属核心做成配合物，这部分是无机的合成，或者金属有机的合成；然后我们会针对这配合物加以表徵，用到好多物理化学的仪器，有时或者会用到分析化学或物理化学进行表徵。”
吁学生视野要广阔
她举例，很多发光与吸光的实验，需要用到不同的光谱仪器去检测，甚至使用脉冲激光，“因为太阳光的收集，都需要用到光化学、光物理学的知识，例如分子轨道、量子化学的计算，而发出不同颜色的光亦涉及大量物理化学和计算化学。”
她说，化学可称为一个中心科学，它涉及很多范畴，既可和医疗结合，又可和工程、物理、能源、环境等拉上关系，所以很广阔，“我和学生讲，视野要广阔，不要只关注自己的研究范畴，毕竟要解决重要的科学问题，就是需要不同专业领域的知识和科学家走在一起。”
任咏华获聘为香港大学黄乾亨黄乾利基金教授（化学与能源）及化学系讲座教授，她是无机化学、配位和有机金属化学、超分子化学和光化学方面的国际知名女科学家。先后当选国家科学院院士、世界科学院院士、美国科学院外籍院士、欧洲人文和自然科学院（又称欧洲科学院）外籍院士、港科院创院院士、获颁欧莱雅─联合国教科文组织“世界杰出女科学家成就奖”等，是全球少有荣获联合国女科学家奖的学者。
她于去年九月初在德国举行的欧洲人文和自然科学院（Academia Europaea；又称欧洲科学院）的会议获选为外籍院士，更是去年该院化学界别唯一的外籍院士。
该科学院于1988年成立，成员包括不同领域的科学家及学者。成为该院院士的首要条件，是候选人的学术成就必须持续在所属界别中达国际领先及卓越水平，其任命不会受国籍、性别、所在国家或学科的限制。候选院士需由现任院士提名，经过严格的评审，最后通过推荐和选举产生。该院现任院士约有3000人，当中外籍院士超过70人。
扫描本文章到手机浏览
扫描关注新时社官方微信
