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榜上友名

取於天然 更勝天然

黃得勝借鏡自然打造未來物料

工程校友黃得勝播種於科技,收成於自然<em>(Eric Sin攝)</em>

和其他工程師一樣,黃得勝的職責是為人類世界的問題尋求解決方法;特別的是,他的靈感來自大自然這本無字天書。他仿效豬籠草利用滑溜籠口捕獵昆蟲的原理,發明出極抗黏的仿生物塗層SLIPS,並藉此於2014年入選美國MIT Technology Review三十五歲以下科技先鋒之列。這項發明被稱頌為「當今最引人入勝、極具應用潛力的新型物料」,而它的起源則發生在十七年前的中大工程學院

2000年,黃得勝剛考上大學,成為中大自動化與計算機輔助工程學系(現稱機械與自動化工程學系)一員新生。在修李文榮教授的基礎電子課程時,他邂逅了納米科技。「在最後一課,李教授給我們展示多張用電子顯微鏡拍攝的大特寫,教我大為震撼;其中一張可見到一隻螞蟻,拿着個比它身軀還要小的精緻齒輪。對於如此精微的器件製作,我深感好奇,下課後就草擬了一份微型飛行機械人製作計劃書,然後電郵給李教授。」

SLIPS塗層的發明靈感來自食蟲植物豬籠草

這位勤奮用功、志向遠大的學生隨即贏得李教授的青睞,不久獲薦參與研究實驗。「本科生加入實驗團隊的情況十分罕見,更何況我當時還是一名新生。現在回想起來,我也詫異李教授怎麼放心我不會把先進研究設備弄壞。」黃得勝半開玩笑道。

中大畢業後,他選擇負笈千里以外的加州大學洛杉磯分校攻讀博士學位,師從李教授曾經師從的博士生導師何志明教授。「我素來景仰李教授的教學作風。能夠踵武恩師,以他的導師為導師,實在是我的福分。」

在加州大學將近完成學業時,黃得勝開始對借鏡自然界以解決技術難題的仿生學產生興趣。「我領略到大自然原來是納米技術大師。從壁虎牢牢抓住牆壁的腳掌,到出淤泥而不染的荷花,自然界利用微納米結構發揮特殊功能的生物比比皆是。這也成了我博士論文的主題。」

2010年,他遷居波士頓,到哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所工作。一年以後,在其博士後導師Joanna Aizenberg指導下,研發出抗黏物料SLIPS。一如其植物界的藍本豬籠草,SLIPS能排斥任何種類的液體,包括油、水和血液,甚至連細菌和海洋甲殼類生物都無法黏附其上。

黃得勝在哈佛大學與Joanna Aizenberg<em>(左)</em>共同研發出SLIPS

SLIPS由注滿潤滑液的納米結構基質組成。潤滑液靠基質鎖定,形成穩定而不黏的表膜。黃得勝以水漂現象比喻SLIPS的運作原理:「雨天在濕滑路面開車,車輪被薄薄一層水托起,隔離地面,因而失去摩擦力,車子就會在水面打滑。」

兼具自動復原功能的SLIPS,耐用程度比其自然界藍本有過之而無不及。「當有物件撞擊液體時,會在液體表面造成凹陷;但移去撞擊物後,液體會自動填滿凹陷處而恢復原狀。由於SLIPS的表面是液體,所以會產生同一反應。」他解釋道。

這種嶄新材料的用途不勝枚舉:既可用於為醫療裝置和人造器官鍍膜,減低細菌感染風險;又可用於覆蓋船身以防止海洋甲殼類生物黏附;還能用於防止飛機外殼結冰,提升飛行安全與航班準時度。從外行人的角度看,若將這種新穎材料應用在日用品包裝上,日後要倒出最後一滴茄汁或擠出最後一點牙膏,再也不費吹灰之力。

黃得勝現任賓夕法尼亞州立大學機械工程系助理教授,兼自然啟發工程實驗室主管。他希望利用自然啟發科技應對二十一世紀部分重大挑戰,尤其在水資源可持續發展方面。他與團隊正在研發抗黏馬桶,只需極少水就能沖洗乾淨;還有超級水冷凝器,能從空氣中輕易收集淨水。

黃得勝:「對於人類面對的多方挑戰,大自然其實蘊藏着許多成熟的解決方案。」<em>(Eric Sin攝)</em>

今年4月,中大工程學院慶祝成立二十五周年,特別選出二十五位傑出校友,當中包括黃得勝。「接到通知時真是驚喜萬分。二十五年來,工程學院培育的優秀人才多不勝數,各自在不同領域建樹良多。能和他們一同上榜,是我的榮幸。」

他又指出,即使近至十五年前,納米科技除了用於生產集成電路外,普遍被視為難以應用。「但我持相反看法。自然界每天都在用納米科技解決複雜問題,種種生存策略經過了數十億年實地測試的洗禮。對於人類面對的多方挑戰,大自然其實蘊藏着許多成熟的解決方案。納米科技讓人類得以複製進化智慧,化超能力為容易事。」

文/資訊處 Christine N.

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