港产创新研发❷/城大研高性能材料 借力湾区实现产业化

2026-08-07 05:15:02
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今年上半年,特区政府推出第三个InnoHK创新香港研发平台SEAM@InnoHK,香港城市大学获批准纳入两个项目:「先进智慧制造中心」(CASM)和「永续材料与先进再生技术中心」(SMART)。当中,CASM专注于智能化、精密及可持续的下一代制造技术,以解决产业面临的重大瓶颈。

CASM负责人之一、城大宏桥轻质金属创新研究院暨城大先进结构材料研究中心主任吕坚接受《大公报》专访时表示,CASM不会只做单一环节的突破,而是把人工智能、材料设计平台、增材制造技术与认知制造系统整合起来,形成一条由设计延伸至应用的完整链条。吕坚指出,CASM的关键策略是「借力」而非单打独斗,善用大湾区城市优势——香港负责前端研发与系统设计,包括材料创新、结构优化及制造方案制定;深圳、东莞等湾区城市则承接中后段的试产与规模化制造。这种分工模式既能保持研发灵活性,又能迅速进入产业落地阶段,缩短从实验室到市场的时间。\大公报记者 游茜茵(文) 林少权(图)

吕坚表示,CASM四大创科方向围绕高性能与高效率制造需求展开,分别对应不同产业场景:制冷与空调系统、数据中心散热、新能源车与具身智能体和手机及可携式电子产品。四大方向并非各自为政,而是围绕同一类问题展开─高能耗、高复杂度,以及对性能要求极高的工业场景。在这些场景中,单靠传统制造方式往往难以兼顾效率与性能,因此必须透过材料革新,配合增材制造重新设计产品结构,从源头改变工程逻辑。

在制冷与空调系统方面,城大CASM聚焦在固态相变材料及新一代冷却技术上。现时各国虽已逐步淘汰制冷剂「氟利昂」,但替代物仍涉及碳排放与环境负担问题。研究团队尝试以固态相变材料结合3D打印,设计出更复杂、同时更高效的热管理结构,让冷却系统不再依赖传统流体媒介,而是透过材料本身的相变特性完成热交换,从而降低能耗与排放。

开发数据中心散热材料等设备

数据中心的散热是另一个迫切且现实的挑战。随着人工智能应用爆发,算力需求呈指数式增长,冷却效率逐渐成为限制系统扩展的瓶颈。吕坚形容,当算力规模不断扩张,散热已不再只是配套,而是整个系统设计的核心。城大CASM将在此方向上,以铜及铝合金为基础材料,利用增材制造打造高密度、复杂流道的换热结构,在减重与节省材料的同时,维持甚至提升散热效率,为未来机柜、芯片乃至具身智能体设备提供可行方案。

在新能源车及具身智能体领域,轻量化已成为关键竞争点。对电动车而言,每减少一公斤重量,都会直接反映在续航与能耗表现;对逐步走向自主运作的智能设备来说,重量同样影响安全与运行效率。城大CASM提出一种混合制造策略:先透过计算模型确定结构受力重点,再以3D打印对关键部位进行强化,其余部分则沿用成熟工艺。这种方法既能发挥高性能材料优势,又避免全面升级带来的成本压力,使量产成为可能。

面对手机及可携式电子产品「既要轻,又要强」的要求,研究团队将透明陶瓷、透明玻璃、钛合金以及高熵合金增材制造列为重点研究方向,其中钛合金增材制造与高熵合金的微量调控,被视为突破现有限制的重要路径。同时,研究亦延伸至全玻璃装置形态的探索。这些技术不仅关乎减重,更涉及微结构设计如何影响整体性能与制造弹性,并在强度与成本之间取得一种微妙平衡。

打造设计应用全链条

吕坚强调,城大CASM的技术路线强调一体化思维方案。材料、制程与最终应用不再分开优化,而是从产品需求出发反推设计,务求令科研成果可以真正走出实验室,变成「可生产、可应用、可扩散」进入市场。这种模式,正好呼应工业5.0所强调的人机协作与可持续发展。

在更宏观的层面上,吕坚亦重新定位香港于区域制造体系中的角色。他指出,本地优势并不在于大规模制造,而是高端设计、系统整合以及国际合作能力。透过与大湾区城市分工协作,香港专注研发与方案设计,其他城市则承接量产与落地,形成更具弹性的产业链结构。

同时,CASM正积极拓展国际合作网络,已与剑桥大学、清华大学及瑞士洛桑联邦理工学院等机构建立联系,透过多层次人才培养计划,从博士到本科实习逐步建立人才梯队,目标是打造一个集科研、产业与教育于一体化的制造创新生态。