化學系

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國立臺灣師範大學化學系座落於公館校區理學院大樓。本系成立於民國五十一年,最初僅設大學部。之後於民國六十三年、七十八年陸續成立化學研究所碩士班和博士班。本系教育目標旨在培養化學專業人才與中等學校自然及化學專業師資,授課著重理論及應用性。本系所現有師資為專任教授25人,另外尚有與中央研究院合聘教授3位,在分析、有機、無機及物理化學四個學門的基礎上發展跨領域之教學研究合作計畫。此外,本系另有助教13位,職技員工1位,協助處理一般學生實驗及行政事務。學生方面,大學部現實際共322人,碩士班現實際就學研究生共174人,博士班現實際就學共55人。

本系一向秉持著教學與研究並重,近年來為配合許多研究計畫的需求,研究設備亦不斷的更新。本系所的研究計畫大部分來自國科會的經費補助。此外,本系提供研究生獎助學金,研究生可支領助教獎學金(TA)、研究獎學金(RA)和部分的個別教授所提供的博士班學生獎學金(fellowships)。成績優良的大學部學生也可以申請獎學金。

本校圖書館藏書豐富,除了本部圖書館外,分部理學院圖書館西文藏書現有13萬餘冊,西文期刊合訂本有911餘種期刊,將近約3萬冊。此外,西文現期期刊約450種,涵蓋化學、生化、生物科技、材料及其他科學類等領域。目前本系各研究室連接校園網路,將館藏查詢、圖書流通、期刊目錄轉載等功能,納入圖書館資訊系統中,並提供多種光碟資料庫之檢索及線上資料庫如Science Citation Index,Chemical Citation Index,Chemical Abstracts,Beilstein,MDL資料庫與STICNET全國科技資訊網路之查詢。

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    以電化學法製備金奈米結構及其應用之研究
    (2009) 林苔瑄; Lin, Tai-Hsuan
    摘要 奈米材料於近幾十年備受矚目並引起研究熱潮,成為當紅的尖端科技,最主要的原因在於隨著尺寸的縮小及構形的改變,奈米級結構會呈現出有別於塊材之獨特的物理與化學性質。就我們所知,金為高化學惰性的貴重金屬,但當金的尺吋微小至數奈米時,其物理和化學性質會隨粒徑奈米化而改變,隨著粒徑縮小,比表面積大幅增加、粒子邊緣及裸露角增加、與載體之接觸表面積增加,金的表面形成凹凸不平的原子台階,而呈現獨特催化活性,如果再搭配可還原性金屬氧化物載體即可成為高活性的奈米金觸媒。除此之外,金奈米結構所具有之優異獨特的光學、化學以及電子學性質,使之可更廣泛地應用在電子、化學以及生醫等領域(如:奈米電子元件、化學感測器、燃料電池、觸媒催化、生物感測器…等)。在此論文中,我們利用電化學脈衝電鍍法製備所需之金奈米粒子以及具有樹枝狀分支的金奈米結構。 金奈米粒子以脈衝電鍍沉積於表面改質或未改質的玻璃碳電極基板上;苯磺酸分子以電氧化方式進行嫁接達到改質修飾表面的目的,藉由X光光電子能譜儀、循環伏安法以及交流阻抗來分析探討嫁接苯磺酸分子後,玻璃碳電極表面性質的變化。接著,經由調變電鍍液的濃度和電鍍時間,可控制奈米粒子的尺寸大小以及於基版上的分散性,完整製備後的電極於富含氧氣的磷酸緩衝溶液裡進行電催化活性的量測。金奈米粒子生成於苯磺酸分子修飾後之電極,其無論粒子的分散性或比表面積都有顯著的增加,相較於未經修飾的玻璃碳電極與多晶的金電極更表現出較佳的電催化活性。 以相同的電化學沉積法,在玻璃碳電極上製備出具有良好結晶性並呈現三軸對稱的支狀金結構,此乃由於電鍍溶液裡添加了含有硫醇官能基之氨基酸的緣故。由於金的不同晶面 (facet) 對於硫原子具有不同的鍵結強度,因此利用氨基酸在各個晶面形成硫金鍵 (S-Au bond),佐以提供適當的電鍍電位來進行金奈米結構的控制生長實驗。金樹狀結構主體呈現三軸對稱,由皆沿著 (111) 晶面方向成長的主幹、分支以及奈米葉片共三個部分組成,我們利用x光光電子能譜儀、掃瞄及穿透式電子顯微鏡、x光繞射儀來確定鑑定其結構成分。再者,對於甲醇氧化以及氧氣還原的電催化活性,金樹狀結構的表現優於多晶的金電極。
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    功能化金奈米粒子於生物技術上的應用
    (2007) 楊正義; Yang Chan-Yi
    近幾年來,對於尋找新材料的科學家們,奈米科技的發展已經引起他們極大的研究興趣,例如半導體、金屬團簇及線狀等奈米層級的材料,由於其獨特的物理性質,使其可以應用至作為奈米感測器、催化載體或光電儀器。此外,為了方便觀察量測,金屬奈米粒子也可以隨著實驗的需要,組裝至我們所需要的結構。在多樣化的金屬半導體中,金奈米粒子的研究更是被科學家長久以來的青睞,由於金奈粒子其簡易的修飾性並且具有極高的穩定性,使得金奈米粒子的應用更加地廣泛。因此我們首次將金奈米粒子與醣分子結合,利用簡單地化學修飾將醣分子共價地鍵結至金奈米粒子上,由於金奈米粒子與硫基可以穩定鍵結,因此我們可以使用金奈米粒子為載體,使醣分子可以在金奈米粒子上呈現出多價效應。利用大腸桿菌鞭毛上特定的蛋白質受體與特定的醣分子鍵結,我們可以使用電子顯微鏡直接觀測蛋白質受體的位置,其結合對於高濃度鹽類溶液有相當高的耐受度。我們也利用流通式生物分子感測系統來測量醣分子與特定蛋白質的鍵結強度,金奈米粒子與醣分子的結合不僅可以提供單一醣分子所呈現的選擇性,並且其共價效應甚至強過單一分子的鍵結力。經由我們的研究,相信可以為奈米技術與生物技術的結合提供另一境界的便利性。利用奈米粒子特殊的物性及化性,在生物系統上的觀測甚至可以超越一般傳統的生物觀測模式。
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    合成奈米材料及其在生醫與能源上之應用
    (2015) 李政宏; Li, Cheng-Hung
    近年來螢光導引手術使用分子影像探針的技術已經大幅的進步,可以精準地來切除腫的位置.此篇我們合成出螢光奈米粒子(金和參雜銪的釓氧化物)結合標靶適體AS-1411.此種奈米粒子可以有好的水溶性、生物相容性、可見螢光、和應在斷層掃瞄時有不錯的X光吸收能力(金)並有好的磁化率可應用在核磁共振裡(參雜銪的釓氧化物).螢光奈米粒子可以拿來應用在斷層掃描中以老鼠進行實驗當作顯影試劑,進一步得知腫瘤的位置.更進一步的是我們可以利用奈米粒發出的螢光讓肉眼輕易地直接看到來進行切除.經由切除下來的腫瘤,我們進行IVIS的測試發現,其螢光強度遠大於對照組.所以可以清楚的說明從螢光圖上螢光奈米粒子可以被用來當作標靶癌症腫瘤的螢光標籤.我們的目標就是讓功能化的奈米粒子成功地成為有潛力應用在臨床上螢光導引的手術中.而結果顯示,螢光奈米粒子不僅可以當作醫藥的顯影試劑,未來也可以當作自體螢光探針來應用在手術中. 奈米粒子不僅可以應用在生醫應用中,也可以拿來用在能量儲存,像是锂電磁.近年來科學家試著用矽來取代電極中的碳材來改善電磁效能.最好的情形下可以改善將近10倍儲存電容量.但矽在幾次充放電過後會產生結構上的崩壞,使電池死亡.而新型以矽為電極材料的锂離子電池就是克服在充放電後所導致的電容量損失所發展出來的.此篇研究裡,我們拿矽與參雜SPA(5-sulfoisophthalic acid)的聚苯胺做結合來當锂離子電池的電極.此一複合材料在經過一千圈的充放電後還有99.6%的庫倫效率並高達925 mAh g-1.代表經由參雜SPA可以有效改善電極強度. 這個發現開啟了一個讓矽成為電極的可能.除了矽我們還使用了以碳為基材的氧化鉛複合物來嘗試作為電池,首先PVP經由水熱法碳化成含碳基材,再來氧化鉛參雜銅元素來增加導電度.此一材料和其他報導過含鉛材料相比有不錯的電容量(420 mAh g-1),在5.5 A g−1電流下可以充達9500圈還有大於90%的電容量.