【裘槎科研獎】尋替代品製鎂合金 港大學者奪裘槎獎

鎂合金是目前最輕的負重金屬，被廣泛應用在航天工業及各種交通運輸工具中，由於其兼具柔韌度高的特性，也被用作製造手提電腦外殼等。然而，現時鎂合金主要以稀土混合鎂金屬製作而成，不但成本高，也面對稀土稀少及在製造過程中釋放大量有毒及有害放射性物質等問題。對此，香港大學工程學院機械工程系教授黃明欣開展了新型輕量化鎂合金研究，目標是以其他金屬取代稀土來合成鎂合金，避免使用稀土所產生的問題，而黃明欣亦憑該項目獲裘槎基金會頒授「裘槎優秀科研者獎2022」，並支持該項目研究。

鎂合金的最大優點是輕，其密度約1.74克每立方厘米，是鋼的20%，幾乎與紙一樣輕。不過黃明欣指出，現時鎂合金主要以稀土混合鎂製作而成，為此，他和團隊利用泛函密度理論指導下的人工智能機器學習策略，以及位錯工程理論，尋找稀土的替代合金元素組合以進行鎂合金合成，並初步發現鈣（Ca）和銻（Sb）以及鉍（Bi）和銻這兩個非稀土合金元素組合，並製作出實驗成品。

黃明欣：可用於生物醫學領域

黃明欣表示，現階段以非稀土合金元素合成的鎂合金受壓強度有約250兆帕斯卡（MPa），未來的研究目標是提升到約400兆帕斯卡，與在工地用作建築的鋼筋強度一樣，同時保持10%的柔韌度，方便屈曲但不折斷，以及保持低密度和輕量的特性。除了工業用途外，他認為，以非稀土合金元素製成的鎂合金還可用在生物醫學領域，例如製作治療骨折時用的骨釘，可以自然溶解，免除再動手術將其移出的麻煩和痛苦，未來不排除把醫學應用也列入研究方向之中。

他強調，金屬是人類文明發展的重要材料，但是其製作過程中對環境的影響和損害亦不可忽視，因此，除了希望非稀土鎂合金的研究能大幅降低生產稀土過程的負面影響，從而減少對稀土的依賴外，也希望透過新型鎂合金製成的產品，例如車輛因重量減輕而減少耗油從而降低碳排放，一起為環保和可持續發展作出貢獻。 ◆香港文匯報記者 金文博