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                 化 學 新 聞
同步輻射研究在材料科學的應用與發展 CSLT 化學季刊第七十六卷第二期
 
更新日期: : 2018-07-25 09:07:08
 
最新一期《化學》季刊的主題為《同步輻射研究在材料科學的應用與發展》,本期客座編輯為郭建成教授(中山大學物理系。此次專題報導了台灣團隊運用同步輻射進行不同面向的研究,期望讀者對同步加速器光源技術與國內相關研究進展有多一些的認識。歡迎前往華藝線上圖書館《化學》季刊瀏覽本期各篇文章(https://doi.org/10.6623/chem)。CSLT 中國化學會會員可免費下載每篇文章電子檔,敬請多加利用。化學季刊下期主題為《二次電池》,由李志聰教授(中山大學化學系)擔任專題報導主編,預計收錄多篇精彩回顧性論文,敬請拭目以待。

 

同步加速器光源,或稱同步輻射,是一個涵蓋極寬頻譜的人造光源。有別於其他光源產生的機制,同步輻射是藉由將電子加速到接近光速時在電磁場中偏轉所形成的電磁輻射。此方式產生的光源,具有優異的準直性、偏振性、高功率與高亮度,以及接近雷射的同調性,同時可以產生寬闊的連續光譜,因此成為一種性能優異的新型態光源。全世界近年來有許多相應的新同步加速器光源陸續建造出光,台灣在這一波競逐中也沒有落後,2015 年底座落於原光源旁的新同步加速器光源「台灣光子源」出光,兩年多來許多利用台灣光子源的新光速線與新實驗站陸續開始運作,加入了科學研究的行列,讓台灣在相關的研究領域仍然具有競爭力。本期將報導台灣團隊利用同步加速器光源進行的不同研究面向,包含了能源材料科學、蛋白質結晶學、軟X光吸收譜,與新穎的二維凡得瓦材料研究。然而因篇幅有限仍然無法於本期報導中含括所有同步輻射技術,但仍期望本期所收錄之文章能讓讀者對同步輻射技術與國內相關研究的進展有進一步的了解與啟發,以下將簡介本期收錄文章之介紹:

能源材料科學,由同步輻射中心林彥谷博士的團隊執筆。如林博士所述,在環保意識抬頭的現今,永續綠色能源材料,如太陽能以及高儲能等材料的發展一直是在全世界備受矚目的重要議題。同步輻射技術具有針對複合性材料分析其中元素相關的電子結構和化學鍵結環境的優勢,因此可用於鑑定材料本質和其摻雜元素及氧化還原反應的影響。因此科學家可以透過元素解析的化學組態、電子結構與能帶結構提升對材料科學的了解。在文中林博士將對近幾年發展快速的能源材料針對其材料鑑定方法與電化學應用方面進行廣泛的介紹。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.201806_76(2).002

蛋白質結晶學,由同步輻射中心陳俊榮副主任領導的團隊執筆。陳教授是國內利用同步加速器光源研究蛋白質結晶學的專家,在文中他詳細地介紹了在台灣利用同步輻射研究蛋白質結晶學可利用的資源。相較於傳統的結晶學研究,藉由同步加速器光源的蛋白質結晶學設施研究,可迅速精準得到蛋白質完整的立體結構資訊。而新建造的台灣光子源具有超高亮度同步加速器光源,其蛋白質結晶學設施也幫助科學家在生物醫學領域中開創無限新願景。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.201806_76(2).003

軟X光吸收譜,由中正大學秦伊瑩教授執筆。秦教授是國內從事軟X光吸收譜研究的專家,而這一技術有別於X光電子譜(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS),是將內核電子激發至最低未佔用分子軌域(lowest unoccupied molecular orbital, LUMO)的能譜,因此能夠提供更多與化學鍵結相關的資訊。X光吸收譜是同步輻射獨有的技術,秦教授在文中仔細的介紹了它的原理和實驗技術,以及可以應用的相關材料研究。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.201806_76(2).001

以光電子能譜顯微技術研究凡得瓦材料電子結構,由同步輻射中心陳家浩博士團隊執筆。隨著石墨烯的發展,二維凡得瓦材料受到廣泛的重視。凡得瓦材料擁有多樣化的電子結構及物理性質,也因此具備廣泛的應用潛力。但是在實現材料新穎特性的同時,觀察材料堆疊的微區電子與化學結構以理解材料形成元件時的微觀機制仍然是個挑戰。文中陳博士介紹了如何利用同步輻射光電子能譜顯微技術研究單層凡得瓦材料的本徵及其異質介面的物理化學結構,以及單層凡得瓦材料與基材的交互作用。這將有助於深入了解二維凡得瓦材料多樣化的性質,並對其後續的元件應用有所助益。
http://dx.doi.org/10.6623/chem.201806_76(2).004

雖然本期內容無法完整地報導所有同步輻射研究的工具與技術,但仍希望透過報導的內容讓讀者了解同步輻射目前之發展狀況,並特別感謝作者群們對於本期議題之支持及不吝分享所學。



 

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