耐磨與耐用以外……

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提起塗層的應用,人們往往最先想到的都是它在裝飾方面,例如是顏色的應用,或者是摩擦方面的應用,如提供一層硬表面以防止磨損和腐蝕。不過,物理及材料科學系主任程海東講座教授說:「這只是塗層的部份應用範圍而已。」塗層的應用十分廣泛,例如在昂貴手錶上具防刮損功能的透明塗層、太陽能電池及電視屏幕的透明及導電塗層、製造電路及傳感器的薄膜及半導電薄膜,還有把電力轉為動力的微電機系統內的陶瓷塗層。 

除了與製造工程及工程管理學系合作進行先進塗層應用研究實驗室(Advanced Coatings Applied Research Laboratory,ACARL)的研究項目外,物理及材料科學系的科學家亦有進行其他塗層技術研究,尤其專注於塗層/薄膜方面:即在摩擦及裝飾應用以外,按不同需要把一種材料加在另一種材料上製造適合的塗層。

對塗層技術素有研究

物理及材料科學系在塗層研究方面已有一段歷史。該系於1995年成立超級金剛石實驗室進行類金剛石塗層的科研,四年後實驗室更發展為城大六所大學級研究中心之一的超金剛石及先進薄膜研究中心(Centre of Super-Diamonda nd Advanced Films,COSDAF),由 李述湯 講座教授擔任主任,專門研究鑽石塗層、超硬薄膜、有機電致發光材料及裝置,以及納米材料。

自成立以來,研究中心取得了不少成就,例如研究出新的沉積技術合成具光學透明度的類金剛石塗層及合成更硬、更耐磨及耐刮的鑽石薄膜。此外,中心亦研究出一項創新的氧化助長法合成大量高純度的納米線和製造一連串帶狀的納米矽線。中心亦與香港的製造商合作生產耐刮的保護塗層,應用在錶面、攝影機鏡頭及磁碟片。

李述湯 教授在金剛石及納米科學的研究享譽國際。他於2001年獲德國Alexandervon Humboldt Foundation頒發Humboldt Research Award以表揚他在科學上的成就。今年三月,他在金剛石及納米科學的貢獻為他贏得「國家自然科學獎二等獎」。李教授的研究多年來都獲得政府的支持和資助。在2002?3年度研究資助局中央撥款中,他的有機電致發光研究項目獲撥款180萬港元,這是該研究項目連續第三年獲得政府資助。

材料科學講座教授 YeshayahuLifshitz 於去年創下一項突破,研究出一個方法能合成更細小、密度更高及更強力的電子裝置,可以在高溫及苛刻的輻射環境下運作。是項發明亦可應用於光學儀器的保護塗層,作切削工具、鑽嘴、滑動面的硬質塗層及應用於生物植入物、電化學上的傳感器及電極。

醫學及其他方面的應用

材料工程講座教授兼城大等離子體實驗室主任 朱劍豪 教授和他的研究小組研究出具經濟效益的方法—等離子體表面改良材料技術,可用於改良血液相容性材料的表面和其他牽涉生物結合的矯形外科和正牙科手術。這項技術可以改善材料的表面特性,減少了人工移植失敗。

朱教授於2002年11月獲電機及電子工程師學會(IEEE)選為院士,以表揚他在等離子體浸沒離子注入技術的貢獻。

程海東 教授專門研究相轉變或相變、薄膜表面及界面、超硬塗層、陶瓷塗層如電氣陶瓷及生物陶瓷,這些都與改善人類生活息息相關。程教授最近發明了溶膠凝膠沉積技術及金屬有機分解化學氣相沉積技術,用以合成高質素的鐵電體及反鐵電體薄膜,可以應用於電容器、傳感器、傳動裝置及透明導電電極等等。程教授是ASM International 院士、香港工程師學會院士、紐約科學院成員並曾獲Humboldt Research Award。

物理及材料科學系內其他研究塗層的學者還有專研薄膜、離子束技術及有機電致發光裝置的洪良森教授;專研離子及電子束、等離子體及薄膜的IgorBello博士;專研金剛石、超硬薄膜及有機電致發光的李振聲博士;以及分別研究納米結構材料及電機陶瓷的石燦鴻博士及徐政魁博士。

服務拓展至珠三角

除了進行有關塗層的研究,物理及材料科學系於2002年7月在深圳虛擬大學園的城大深圳應用研究及發展中心內成立材料微觀分析及性能測試專業服務(Materials Micro-analytical Characterization and Testing Services,M2CTS)。此項服務的目的是要為珠三角包括香港和深圳的工業界提供有關材料微觀分析和性能測試的專門知識和人才,提升他們的競爭力。這些服務及設施包括微觀組織性能分析、測試/測量實驗室及加工實驗室,塗層服務也是其中之一。

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