主持人:香港電台公共事務組
嘉賓: 香港中文大學腸道微生物群研究中心主任陳家亮教授
隨著社會近年對腸道微生態的相關研究多了接觸,大家有可能聽說,腸道就如人的第二個大腦,但為個有這個說法?
「為何稱之為人的第二個大腦,是因為如果我們將腸道裡面的微生物的基因總和加起來,是等於我們身體其他細胞的一百倍或以上。 我們人體的基因是不可以改變的,是父母遺傳給我們的,但是相反我們腸道微生物的基因,它可以透過我們不同的飲食,或者其他科學方法來改變,從而改善我們的健康,以至改變疾病產生的風險。傳統智慧認為,腸道微生態只是影響消化、飲食、排泄的習慣,近年已經有很多科學和臨床醫學的證據,證明原來腸道內的細菌好與壞,是影響到我們健康的,例如肥胖、糖尿病、大腸癌,甚至很多腸道以外,大家完全聯想不到關係的事情,我們的情緒、小朋友的自閉症,以至長者的認知障礙,也與我們腸道細菌的好壞息息相關。在可見的將來,我們已經可以知道,能夠有及早的測試方法,透過檢驗少量糞便,已經知道患大腸癌的風險,甚至小至一、兩歲的小朋友,我們可以預測到他們將來,去到五、六歲時,患自閉症的風險,所以我覺得未來的日子,透過改變我們腸道的細菌,可以改變我們的健康,改變我們的命運,這是未來的十至二十年的世界大趨勢。」
展望未來,科學家相信腸道微生態的有關研究結果,將會在疾病預防,以及藥物開發方面,發揮很大的效用。
「我相信將來只要大家留少量糞便樣本,我們已經可以幫大家分析不同疾病的風險,患病的機會有多高,從而可以對症下藥,預防勝於治療。大家以後不要認為,糞便就這樣沖走,少量的糞便樣本其實是一個很重要的資料庫。 第二,我們可能需要從現在開始,將那些有用、重要、珍貴的細菌保存,因為隨著我們的社會變得越來越現代化,我們的飲食和生活習慣令到很多以往有益、珍貴的細菌慢慢地從這個世界消失。我們可能真的需要一個很規模大的糞便庫,即是糞便的挪亞方舟,儲存起一些珍貴的糞便,為我們將來下一代,將這些珍貴、有益的菌取出來,可能可以減少下一代患上多種疾病的風險。生物醫學科研方面,香港的國際地位是非常高的,但今天我們要面對的挑戰是如何將這些學術上的科研轉化落地,每一天能夠應用在市民的身上。我希望從事科研工作的同事、朋友不要氣餒,因為這條路的確是一條艱苦、孤獨、迂迴曲折的道路,我希望在可見的將來,我們香港能夠成為一個科研創科中心,將健康和希望帶給我們的下一代。」
主持人:香港電台公共事務組
嘉賓: 香港青年科學院院士、香港科技大學超材料研究中心主任李贊恒教授
「大家好,我是李贊恒教授,我在香港科技大學物理系擔任教授,也是超材料研究中心主任,我也是香港青年科學院院士。我的研究領域主要是圍繞超材料以及納米光子學,我的研究目標是通過這些精細的納米結構的設計來構建新的超材料,實現一些看上來科幻的應用,譬如電影《哈利波特》中的隱形斗篷。」
超材料是一種人造的材料,有別於一般材料通過化學成分來決定它們的光學性質,超材料可以因應內部的結構設計,可以跳出這個框框,意味著它可以超越一般材料所能提供的光學性質。
「我舉一個例子,例如我們要描述光的傳播方向,我們通常是通過折射率,通過這些特別的結構,我們可以控制光波,甚至有時候是聲波,或者水波或彈性波的折射率,它可以令到它很大 ,遠大於空氣的折射率,甚至可以是負數,這些特別的控制能力令到超材料可以用在一些很特別的用途,例如剛才我提及,可以使一些物體隱形或者製造錯覺,混淆物體的大小和位置。 另外,超材料也可以用於例如高效的吸音,或者改良天線的接收率的應用。我舉一個簡單的例子,例如我們的眼鏡,其實我們的透鏡是用它的曲面來控制光線,但是如果用上這些超材料或者超表面的話,其實可以純粹通過組建這些納米結構形成一個表面,可以用很平、很薄的材料來製造這些透鏡,甚至可以超越原來透鏡的控制能力,令到光學器件更輕或者更省空間,直接就可以改變現在光學領域的一些相關研究甚至應用。 超材料的應用可以用來改裝手提電話或者顯微鏡的鏡頭,令到它有新的感受,譬如它可以感受到光的偏振,譬如現時我們日常生活中聽見的虛擬實境(VR)或者擴增實境(AR),也可以做更高解像度的全息圖, 這些用上超材料或者超表面,就可以用單層的納米結構實現,它有更高的效率,也有更少的像差,頻率上也可以更寬大,令到它從成像到通訊方面,功能都可以有所提升。剛才我提到《哈利波特》裡面的隱形斗篷,其實很像很遙遠,但超材料已經開始可以令它實現,最重要的就是它背後的原理,靜悄悄地為我們現在製造光學元件帶來一些衝擊和變化,因為它的原理可以令到那些光學器件更加輕,所以譬如在隱形斗篷這個例子上面, 我們希望以後可以造出更薄和輕的隱形斗篷,使用這些超表面來實現這個目標。」
科學家正在研究,將這些超表面可以與現有的半導體製造工藝相結合,有助實現大規模生產。
「它已經有研究的價值,但是要有應用的價值,我們一定要令到它能夠更便宜地生產,所以我們現在研究的會是一些納米印壓技術,令到它能夠更大面積,更容易地生產。 另外,我們也會在一些新的領域上面,希望用到這些超表面,因為它可以令到東西更輕。在我的研究當中,我們很希望將這些超表面,用在量子光學來發揮更大的作用。 在量子光學中,其實這些超表面是可以更精確地控制光的量子態,希望它們能夠對譬如量子的計算或者是量子的通訊,令到它的元件更輕,更加省空間,這些都是我們未來這幾年,甚至十年想達至的趨勢。」