以光子驅動化學轉換 CSLT《化學》第八十二卷第三期出刊
化學季刊新聞
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利用分子吸收光子後的激發態將能量在不同形式間轉換一直是當代化學研究的重點。藉由改變有機分子、配位化合物、奈米粒子與無機材料的分子結構與堆疊方式，化學家能夠精確的調控被吸收的電磁波頻率範圍，以及產生具有不同電荷分佈與自旋性質的光激發態。這些光激發態中具額外能量的電子能夠進一步產生光伏效應、釋放螢光或磷光、誘導分子結構的異構化、或是藉由電子轉移或能量轉移而進行催化反應。在《化學》季刊第八十二卷第一期中，對於各式將光能轉換成電能的光電材料的設計有很詳盡的介紹；而本期的季刊規劃了「以光子驅動化學轉換」專題，著墨於各式使用光照誘發的機械運動或化學反應機制，再延伸到光子與分子之間的強耦合如何修飾基礎的光物理性質。本期收錄文章涵蓋之主題簡介如下：
光機械有機晶體：由臺灣大學化學系楊吉水教授執筆，介紹在固態有機晶體中因順反異構或環化作用等光化學反應產生的晶格應力，可進一步誘發晶體的形變或是螢光變色性，對發展新世代的智能材料帶來潛力。本篇文章也針對楊教授研究團隊近年來設計的一系列五苯荑衍生物具備的獨特光機械性質做回顧。
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).003
光控制乳膠液滴：同樣是藉由光化學反應，這篇由東華大學化學系林哲仁教授執筆的文章中解釋了光響應型界面活性劑如何影響液滴的形貌和運動行為。這類能利用光照主動從遠距控制乳膠的手段，提供了快速響應與可逆性等優勢，可以期待被運用在微流體反應器和藥物傳遞系統之中。
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).004
光啟動奈米酶：由輔仁大學化學系劉靜萍教授團隊執筆，本篇文章介紹可用照光控制其類酶活性的人造奈米酶，相較於純化成本高昂的天然酶具有高操作穩定性與pH值容忍度等優點。劉教授針對無機材料與有機小分子兩大類光啟動奈米酶做了回顧性報導，包括其研究團隊近年開發的新型態分子轉子奈米酶設計。
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).001
水分解光電化學電池：本篇文章邀請師範大學化學系李君婷教授執筆，回顧了金屬有機骨架多元的拓樸結構與催化活性，特別是作為電觸媒與光觸媒驅動水分解過程中兩個重要的半反應–產氫反應與產氧反應–的機制和關鍵發展。這類應用能將豐沛的太陽能高效率的轉換成氫氣作為潔淨能源使用，對於淨零排放與永續綠色科技是相當重要的一個環節。
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).006
光電催化有機合成：由臺灣大學化學系姜昌明教授團隊執筆，本文先討論了光電催化過程中受光激發電子的生命週期，並簡介在固液界面形成的表面態對於能量轉換效率的影響。最後，本文也對於近年使用光電催化進行生物質衍生原料的增值反應、或是取代高毒性試劑進行有機氧化反應的實例進行統整。
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).005
量子電動力學化學：有別於傳統的分子受光子激發概念，近年來已有新穎的理論與實驗成果顯示在光學空腔內，量子化的電磁場可與分子的能階進行耦合，進而控制化學反應的途徑。這篇由中研院原分所許良彥研究員團隊所執筆的文章，整理了其實驗室近年來將量子電動力學效應引入共振能量轉移、螢光放光與分子內轉換等重要光物理現象的代表性研究成果。
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).002
本期亦收錄 2 篇專欄文章，「實驗室化學安全」講述化學實驗後殘餘藥品清理注意事項。「年輕化學家介紹」專欄將介紹甫獲 2023 年《化學》最佳論文獎得獎人− 林欣杰教授的學研歷程。
【實驗室化學安全專欄】化學實驗後殘餘藥品清理注意事項
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).007
【年輕化學家介紹】2023 年《化學》最佳論文獎得獎人− 林欣杰教授
https://doi.org/10.6623/chem.202409_82(3).008
當然，有許多其他與光化學、催化、生醫相關的新穎研究也都仰賴光與分子之間的交互作用，但受季刊篇幅限制無法在本期內容做詳盡的介紹。在此特別感謝作者群們對於本專期邀稿的支持，並不吝與季刊讀者們分享所學專業。
歡迎讀者踴躍閱讀本期《化學》!
專題主編︰姜昌明 助理教授 （國立臺灣大學化學系）
網址:
http://dx.doi.org/10.6623/chem