星岛日报

【专访】纳米泰斗梁焕方 粒子里解决人类疑难

2020-05-18 08:27
国际过滤协会主席梁焕方研究出N98新技术,冀可商品化制成高规格口罩。
国际过滤协会主席梁焕方研究出N98新技术,冀可商品化制成高规格口罩。

今年初爆发的一场疫症,让口罩成为港人的日常必需品。当口罩和过滤技术在大众眼中仍毫不起眼时,国际过滤协会主席梁焕方却已醉心其中十五载。这位港产专家在美从事工业多年,当初险些踩入航天研究,但命运将他一步步领到纳米世界。梁焕方一直深信肉眼看不见的纳米纤维可成救命符,粒子里可找到重构蓝天、防御病毒的兵器,近期他发表了一项比N95更高规格又更透气的N98新技术,盼可将口罩防护标准提升,并将港人研发的技术带到更多角落。

昔日若跟香港人说起ASTM标准、BFE、PFE,甚至口罩压降(Delta P)大概都没多少人能够理解;熔喷布、纳米纤维等口罩原源,公众亦鲜有研究。惟当人人拚命想了解更多口罩知识,商家争相投入口罩生产时,却鲜有港人知道专门研究过滤纳米粒子技术的国际知名专家梁焕方,其实就在香港,上月他更发表了一项关于极高口罩规格的N98新技术论文。

「最大敌人」在一百纳米内

前綫医护人员惯用的N95,其核心技术于九二年问世,三年后应用在口罩,迄今二十五年。梁焕方直言,N95口罩具备高防护效能,但其压降高、透气度低,长者或其他肺部功能较弱人士不宜佩戴,故研发高防护的纳米口罩一直是他的心愿,「N95规格多年来都没有更新,但以现今的科技已有办法生产能够平衡高防护及透气度的口罩。」

梁焕方一直对抗的「最大敌人」,粒径不过一百纳米(等同零点一微米,),甲型流感、冠状病毒、于空气碰撞凝聚的汽车废气等污染物均在列上,加上现实中的粒子更为混杂,实验室测出的过滤率在真实环境样本将会下跌,带来更大挑战。梁焕方研发的纳米纤维口罩已可跟商业机构合作量产,但更高防护、加入静电效能的纳米口罩,他苦思多年也难找到合适材料。

早年生产纳米纤维布,难在十二小时才产出一小片布料,近年电纺技术及产能虽有提升,但纳米体积细小,加入静电易有干扰问题。梁焕方四年前才开始渐有头绪,试着以「社交距离」的概念减少干扰效果,改良后的成品于零点三微米过滤率可达九成八,与此同时,其口罩压降仅是N95的十分之一,意味成功改善透气程度。梁焕方的论文刊出后,不久已接获外国癌症中心总监的查询,让他感到十分振奋,「希望更多人可享N98的科研成果,更盼港人研发的技术得以落地。」

N98新技术受国际注目

梁焕方走进纳米世界十五年,跟其修读机械工程出身的专业看似风马牛不相及,早年他更差点开展航天工程研究。七四年于男拔毕业后,他在很少港人出国留学的年代负笈美国康奈尔大学,于机械及航空航天工程学院只花了两年时间便以第一名成绩毕业,驱使史丹福大学、栢克莱加州大学及麻省理工学院(MIT)纷纷以奖学金向他招手,「我最后选择了MIT的机械工程,因当时有位教授研究火箭返回地球的技术,我觉得很特别很适合我,不做小儿科的事!」

流体力学专家Ascher Shapiro(中)是梁焕方亦师亦友的好上司。受访者提供
流体力学专家Ascher Shapiro(中)是梁焕方亦师亦友的好上司。受访者提供
除了日内瓦国际发明展奖项外,梁焕方以多个范畴在全球有近百项专利技术。
除了日内瓦国际发明展奖项外,梁焕方以多个范畴在全球有近百项专利技术。

跟随流体力学家实践科研

岂料上帝跟梁焕方开了个玩笑,教授在他入学后始说不再研究航天工程,决定开始研究海水化淡,冀解决其家乡以色列沙漠化的问题,「我当时很不开心,想做的事做不了,根本不知道自己在研究甚么,但三十年后人人皆有听闻海水化淡。」他再用了四年半时间读硕博士,自以为MIT出身的履历优秀,惟当时美国大学不聘用港人担任教职,只能屈服入职石油工业,其后亦曾转职到另一公司研究离心机,不情愿的职涯却为今日他的科研工作奠定基础。

梁焕方跟随MIT教授兼流体力学专家Ascher Shapiro足足有十五年,从对方身上学到要将基本概念建构出更复杂的应用实践,也因而有许多机会尝试将一门技术应用到多个层面。亦师亦友的教授离世后,他曾自立门户创办生物科技公司,○五年再获时任理大校长潘宗光邀请回港在机械工程系执教鞭,同时领导创新产品与技术研究所。

万能学者获近百专利技术

「当年香港很多工业已经北移,潘校长希望可以请一班人重振本地工业。」梁焕方成为教授的梦想在毕业多年后终于成真,惟因二十五年工业经验不同常人的教研轨迹而受到质疑,当时年届五十一岁的他未上工已有声音指其「来大学等退休」,但他在大学找到很大动力,更为促成十个领域的部门合作,天天邀请不同同事吃午餐,趁机了解对方的工作,「一年半载后所有同事我都认识了。」

创新产品与技术研究所做过四个研究项目,如助医院以人工智能辅助诊疗、视障人士导航鞋,惟研究所创立五年后解散,他只好专心研究纳米纤维,「当时的确很不开心,但我是基督徒,很相信神给我多少机会就有几多机会。」当初错失探究无垠星空的机会,命运让梁焕方成为解决大众日常疑难的学者,多年来共获得五十二项美国专利,包括离心机、纳米纤维技术、医疗科技、太阳能、光触媒等,加上十多项在其他国家申请中的专利,在全球合共近百项专利发明,有人形容他沾手众多研究范畴,是「万能科学家」,但他称自己只是好学,「我常像个傻佬问自己问题,我不懂就去问。」

昔日外界不明研究过滤纳米粒子对人的用处,梁焕方也有学生到近期疫情才开始顿悟,但他一直深信「微粒不微小」,一如他为重构蓝天才开始研究纳米技术,年底也有意著书讲解多年研究经验,计画清单仍长,唯一只是未有退休的选项,「我希望我的研究可以帮到人,在健康、环境和能源三大方面带来影响。」

原文刊于《星岛日报》

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