纳米材料与绿色混凝土研究先驱 刘锦茂教授膺选欧洲人文和自然科学院外籍院士

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香港城大建筑学及土木工程学系讲座教授刘锦茂教授。(图片来源:香港城市大学)

 

杰出工程学家、香港城市大学(香港城大)建筑学及土木工程学系讲座教授刘锦茂教授,膺选欧洲人文和自然科学院外籍院士(Foreign Member of the Academia Europaea),以表彰他为工程学作出的重大贡献。他对入选感到很荣幸,希望有更多机会与土木工程和更广泛学科的学者交流与合作。

荣膺欧洲人文和自然科学院外籍院士的刘教授会致力推动跨学科合作。他说:“很荣幸入选欧洲人文和自然科学院院士,对未来的研究规划而言,我希望有更多的机会与土木工程和更广泛学科的研究者开展深入的交流与合作。”

 钻研纳米材料与绿色混凝土

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图为重型结构实验室内的部分设施。(图片来源:香港城市大学)

 

刘教授于2005年加入香港城大,2011至2017年担任建筑学及土木工程学系系主任。他对校园内重型结构实验室的研究设施赞赏有加,并说:“建造这个实验室需时数年。如果没有香港城大和郭位校长的支持,我的很多研究计划都无法顺利开展。”

刘教授的主要研究方向是纳米复合材料的力学行为,已研究超过20年,其学术研究涵盖了计算力学、多尺度建模、功能材料及结构、系统优化及消防科学等领域,均享誉国际。

他于消防科学的研究衍生出环保型阻燃剂的新设计,能有效提高工程材料的阻燃性能,并减少有害物质的释放,影响远超出土木工程领域,横跨至化学工程等范畴。他于碳纳米管(carbon nanotube)及其复合材料的相关研究,在工程材料领域亦取得了广泛关注。他发表的研究论文,剖析了碳纳米管的分散及增强作用如何影响水泥基复合材料的各种性能,为此类重要纳米材料进一步在工业上的应用铺路。

刘教授对纳米材料的研究大多与绿色混凝土有关,可说是绿色混凝土与纳米材料研究的先驱。绿色混凝土使用了纳米材料,內含废弃物料如废旧骨料(waste aggregate,即混凝土及砂浆中起骨架和填充作用的粒状材料)、废旧纤维、粉煤灰和硅灰等,这些材料在生产加工过程不会破坏环境。

而绿色混凝土具有比传统混凝土更高的强度和耐久性,可以实现非再生性资源的可循环使用,以及有害物质的最低排放,既能减少环境污染,又能与自然生态系统协调共生。在近期的一项研究中,刘教授及其研究团队尝试评估再生碳纤维对水泥基材料的增强效果,发现再生碳纤维不仅能够有效地提高水泥基材料的力学性能,而且能够明显地减少对环境的污染。

多年来,刘教授对再生及绿色混凝土进行了广泛研究,显示绿色混凝土不但能促进运用废弃物料及非常规替代材料,包括地质聚合物(geopolymer,一种新型的无机绿色建筑材料,因具高力学性能,并有抗压、抗酸、防火、耐高温、快速凝固等优异性能,可成为水泥的替代品)、塑料和橡胶等,而且以可持续及创新的方式制备混凝土,能够带来许多环境、技术及经济效益,包括降低制造过程中的能源消耗和二氧化碳排放量、提高材料的强度和刚性、以及降低成本等。

多次获选为高度被引用研究人员

刘教授在《皇家数学、物理及工程学学会学报》《应用力学与工程学的计算机方法》《固体力学与物理学期刊》等国际顶级期刊上发表了800多篇论文。他自2001年起获美国科学信息研究所(Institute for Scientific Information, ISI, 为科睿唯安 Web of Science的前身)等多家知名机构选为工程学高度被引用研究人员,同时获科睿唯安选为2018年工程领域高度被引用研究人员,以及2019与2020年跨领域研究高度被引用研究人员。他发表的论文获得专业人士引用逾4万次,现时在「Google学术搜寻」的H指数为99。

刘教授同时是香港工程师学会、美国机械工程师学会、英国机械工程师学会、新加坡工程师学会会士,亦是英国工程委员会特许工程师,以及香港工程师学会注册专业工程师。他亦是新加坡南洋理工大学终身教授、南洋超级计算与可视化中心(Nanyang Center for Supercomputing and Visualization)的创始主任。

欧洲人文和自然科学院(Academia Europaea)成立于1988年,是一所欧洲学院式非政府组织,其成员均是致力促进学习、教育及研究的科学家与学者。这些学者来自物理科学、生物科学及医学、数学、人文学科、社会及认知科学、经济和法律等范畴。该院共有4,000多位成员,其中74位是诺贝尔奖得主,包括2020年物理学奖的得奖人Roger Penrose爵士Reinhard Genzel教授。而来自香港城大的成员还包括电机工程学系讲座教授陈关荣教授和大学杰出教授(理学院)Philippe G. Ciarlet教授

本文已于 “香港城大研创” 微信公众号发布。
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