从广州到柏林,他以纳米级精度书写“破壁”篇章!

在日前落幕的全球顶尖科研竞赛Falling Walls Lab(FWL)的中国赛区决赛中,香港科技大学(广州)功能枢纽先进材料学域高平教授课题组博士生袁世杰凭借项目“超高分子量聚乙烯纳米膜在伤口愈合中的应用”,以突破性的技术理念和出色的现场表现,从众多选手中脱颖而出,荣获广州赛区唯一一等奖,并将于11月7日代表中国赴柏林参加全球总决赛。这一成果不仅展现了港科广在交叉学科研究领域的实力,也为中国青年科学家在国际舞台上赢得了瞩目。

01 Falling Walls Lab:打破壁垒的科学舞台

Falling Walls Lab是由德国Falling Walls基金会主办的世界级路演竞赛,旨在为全球青年才俊提供展示突破性创意的平台。自2011年创办以来,赛事已覆盖104个国家,累计收到超2500份申请,成为连接科学、商业与政策领域的国际桥梁。2025年,FWL首次在广州设立赛区,吸引了来自粤港澳大湾区的优秀学子参与。参赛者需在3分钟内向跨领域评委阐述其项目的创新性与社会价值,优胜者将获得前往柏林与诺贝尔奖得主、行业领袖对话的机会。

袁世杰同学在比赛中

02 三分钟背后的突破:纳米膜技术的革新之路

袁世杰的获奖项目聚焦医疗材料领域的前沿问题。他介绍道:“超高分子量聚乙烯纳米膜具有超高透气性、阻菌性和体液吸收能力,在动物实验中已证实能显著加速伤口愈合。”这一技术有望解决传统敷料易感染、透气性差等痛点,为慢性伤口患者带来福音。  

面对FWL“打破壁垒”的核心主题,袁世杰巧妙地将“纳米膜突破生物材料限制”与赛事理念结合:“科研就像这层膜,既要阻隔有害因素,又要为愈合创造自由呼吸的空间。”评委高度评价其项目“兼具科学严谨性与应用潜力”。

03 从港科广3MT到FWL:一场浓缩的成长之旅

作为曾获港科广3MT(三分钟学术演讲)比赛奖项的“经验选手”,袁世杰对比了两次参赛体验:“FWL更强调‘破壁’的明确主题,而3MT的彩排机制让我提前适应了竞技节奏。”他坦言,FWL的无彩排规则带来了更大挑战,“但正是这种未知性,逼着我们提炼出最核心的创新点”。

谈及备赛趣事,他笑称自己“靠删稿取胜”:“记不住的内容就删掉,只留最能自然表达的部分。”这种化繁为简的策略,恰好呼应了FWL“三分钟展现颠覆性思想”的宗旨。

袁世杰同学展示高平老师课题组的纳米膜

04 科研土壤与导师力量:获奖背后的支撑体系

袁世杰多次提及团队的支持:“港科广对交叉学科的投入和高平教授数十年的研究积淀,为项目奠定了基石。”高平教授是高分子材料领域的权威,其团队长期致力于高分子材料的应用开发。学校提供的创业孵化资源与实验平台,加速了纳米膜从实验室走向产业化的进程。“这次获奖也是集体智慧的体现。”袁世杰强调。

袁世杰和团队伙伴

05 下一步:走向柏林的国际舞台,让世界看见中国创新

对于11月的总决赛,袁世杰计划进一步优化技术数据:“我们会用更扎实的实验结果,向世界展示中国青年的科研创新力。”他期待通过FWL的国际网络,与欧洲顶尖团队展开合作,“让纳米膜技术真正惠及全球患者”。  

FWL基金会将为全球优胜者提供职业发展工作坊、学术机构参访等资源,而总决赛冠军还将获得“年度新兴人才突破奖”及与顶尖科学家同台演讲的机会。

从广州到柏林,袁世杰的科研故事正以纳米级的精度书写着“破壁”的篇章。正如FWL的寓意——科学无边界,创新无止境。

这位青年科学家的下一步,或将引领伤口愈合技术的全新变革,激励更多学子勇闯“无人区”,而港科广“科研+创业”的生态,也将持续为这样的突破提供沃土。  

指导老师介绍

高平教授,于1990年获剑桥大学化学工程博士学位;博士论文题目为《Swelling and Drawing Behavior of Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene》, 师从英国皇家工程院院士Malcolm R. Mackley教授;1989至1993继续在Mackley教授的指导下从事博士后研究;1993年加入香港科技大学任教。高教授科研聚焦于通过高分子微观构型的控制来设计高性能高聚物宏观结构。她的研究组利用分子动力学, 微观流变学的基础研究在高聚物尤其是高分子量聚乙烯的开发方面取得了多项突破性成果。

其中关于液晶聚合物流变学的原创研究被牛津大学出版社出版的本科教科书《Introduction to Synthetic Polymers》第二版采用。高平教授研究组通过在超高分子量聚乙烯塑料中加入纳米碳管,发明了世界上最坚固的防弹碳纳米管增强超高分子量聚乙烯纳米纤维,这种纳米合成纤维的抗拉伸强度比相同质量的304不锈钢强80倍;并首次提出了三阶段的强化模型,从而阐明了纳米复合材料中的特殊的同步增强增韧机理。此项工作与世界上最大的防弹纤维制造商DSM公司(荷兰)合作完成,并于2006年4月23日在香港科技大学新闻刊登。此后,她的研究组开始设计2D超强超高分子量聚乙烯膜,通过对材料的纳米结构进行构型设计,并在2D薄膜上构造拓扑三角形Delaunay孔状结构,发现了世界上最坚韧的2D膜;2019年7月4日,美国专利商标局在网站上发布了新闻报道。此项发现的意义在于,纳米材料可以独立用作宏观的承载结构,使人们可以亲眼目睹和欣赏纳米技术。2020年12月21日,据香港科技大学新闻报道,高平教授团队研发了一种超薄的聚合物纳米薄膜,该薄膜不仅比同等质量的不锈钢坚固25倍,同时也具备透明、透气及防水特质,且可以调节气孔大小,适用于制造可穿戴设备、医疗防护产品、海水淡化滤膜、太阳能电池及应用于其他前沿科技上。

研究领域

● 先进材料

● 微观流变学, 能源超材料

● 高通量气液过滤膜, 高通量海水淡化膜, 皮肤传感器

● 医用高聚物材料

● 聚合体/纳米复合材料

发布日期
2025年05月21日
分类
科广人物
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