RSC Prizes 2026：獎項就位，期待您的提名！

英國皇家化學會於 1869 年推出一系列獎項（RSC Prizes），旨在鼓勵與支持在推動化學學科發展方面做出傑出貢獻的個人、團隊或組織。2019 年，英國皇家化學會宣布對其表彰體系進行有史以來最大規模的改革，使其更契合化學科學的最新發展。過去的獲獎者中，共有六十多位諾貝爾獎得主，包括 2021 年諾獎得主 David W. C. MacMillan 教授、2022 年第二次獲得諾獎的 Barry Sharpless 教授（2022 Sir Derek Barton Gold Medal 得主），以及今年的諾獎得主 Omar Yaghi 教授（2017 Spiers Memorial Award 與 2020 Sustainable Water Award 得主）。RSC Prizes 2026 系列獎項現已開放提名，截止日期為 2026 年 1 月 14 日。歡迎您申請或提名，讓我們的科研成果更具全球影響力！ 

想成功拿到國科會研究補助嗎？有哪些地雷千萬不要碰？除了個人型計畫外，還有什麼其他經費可以申請？學門的新規劃是什麼？通通讓化學學門召集人告訴你。3/7，不見不散喔！

 

國科會化學學門規畫說明     時間：3/7  上午11:45-12:00     地點：國立中興大學社管大樓

Unveiling the Evolution of Afterglow in Diboraanthracene Scaffolds: From Thermally Activated Delayed Fluorescence to Room-Temperature Phosphorescence

Yi-Kuan Chen, Jian Lei, Po-Cheng Liu, Cheng-Han Lin, Yu-Ming Chen,

Wun-Shuo Chang, I-Chia Chen, Liang-Yan Hsu, and Tien-Lin Wu

J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 49, 45603–45617

國立清華大學 化學系 吳典霖助理教授

三配位有機硼分子藉由硼中心有效促進系統間跨越（ISC），近年逐漸崛起為極具潛力的有機餘暉材料系統。其中，diboraanthracene（DBA）衍生物已證明可達到秒級等級的餘暉放光。本研究系統性分析DBA骨架的結構調變如何影響放光機制，並揭示餘暉發光路徑的演化過程。令人驚訝的是，於MesDBA合成問世近三十年後，我們首次量測與報導其超長熱活化延遲螢光(TADF)的性質及放光壽命高達0.72 s，創下目前文獻純TADF系統中最長的世界記錄。進一步延伸π共軛得到的MesDBP分子，開啟了室溫磷光（RTP）新路徑，實現TADF與RTP的混合型餘暉，其餘暉可維持12秒、壽命達 1.41 s。最後透過引入含有剛性iptycene結構設計出MesDBPI，抑制非輻射路徑，關閉激發光源後的放光可持續長達40秒。其部分氘化衍生物MesDBPI-d₁₈更大幅延長發光壽命至4.00 s 的TADF與4.22 s 的RTP，刷新目前有機硼分子於PMMA基質的最長紀錄。為探究此演化機制與激發態動力學，研究團隊與本系陳益佳教授與中研院原分所許良彥教授分別進行激發態光譜量測與以Marcus理論為建立模型，計算逆向系統間跨越（RISC）之速率常數，其計算結果與實驗數據展現高度一致性。

 

在應用方面，使用MesDBPI製作的餘暉有機發光二極體 (afterglow OLEDs)可達到最高1.8%的外部量子效率，證實此分子設計策略在光電元件上具可行性。此外，可調控的餘暉顏色也成功展示多階層的資訊安全應用，並且以NTHU的字母作為防偽示範。整體而言，本研究以 DBA 分子系統揭示 TADF 至 RTP 的可控制演化行為，並成功打造長達 40 秒的超長餘暉，奠定其作為次世代光電與安全技術平台的高度潛力。此分子設計策略不僅深化對有機餘暉機制的理解，也為其在 OLED、智慧感測、生醫影像與資訊安全等領域的未來應用開啟全新的發展契機。

The Impact of Structural Heterogeneity on the Interpretation of Fluorescence Quenching Mechanisms in Carbon Dots and Carbon Dots@MOF Composites

Abizard Sarno Faraz Raufa, Chieh-Sheng Chi, and Chih-Wei Chang

J. Phys. Chem. C 2025, 129, 47, 20981–20988

國立彰化師範大學 化學系 張智煒教授

碳量子點 (Carbon Dots, CDs) 因其優異的光學特性，已被廣泛應用於重金屬離子的螢光感測。然而，文獻中關於其螢光猝滅機制究竟是屬於靜態猝滅」或是「動態猝滅」始終存在顯著爭議。由於傳統透析純化僅能移除小分子副產物，無法有效分離具有不同光物理特性的碳點物種，研究者往往被迫針對成分複雜的混合物進行分析，導致實驗數據的詮釋產生偏差，並使得後續的感測效能優化缺乏明確的理論基礎。為釐清此光物理謎團，本研究採用微波輔助法合成 CDs，並利用高效液相層析 (HPLC) 技術將透析後的CDs更進一步的分離為氧化程度較高且官能基匱乏的CDs(α)，以及表面富含羧酸基與胺基的CDs(β)。其中，CDs(β) 因表面擁有豐富的官能基作為結合位點，對於銅離子表現出遠高於 CDs(α) 的結合常數與偵測靈敏度。實驗顯示，當我們將透析後的CDs封裝入ZIF-8時，會傾向優先捕獲對銅離子具高靈敏度的 CDs(β)。而被封裝後的 CDs(β) 雖然因空間侷限效應提升了其穩定性，但 ZIF-8 骨架同時阻礙了銅離子的擴散與接觸，導致實際檢測靈敏度反而下降。藉由使用純化後的樣品，我們也發現在文獻中常見的「可利用MOF 封裝增強離子靈敏度」此一論點，是將「經 MOF 選擇性封裝的高靈敏物種」與「未經適當純化的低效能混合物」進行不對等比較所產生的誤解。總結而言，本工作強調了嚴謹的純化程序對於正確解析碳量子點的光物理機制、避免實驗假象及精確評估其化學感測效能具有不可或缺的重要性。 

Structural basis of K11/K48-branched ubiquitin chain recognition by the human 26S proteasome

Piotr Draczkowski, Szu-Ni Chen, Ting Chen, Yong-Sheng Wang, Hsin-An Shih,

Jessica Y. C. Huang, Ming-Chieh Tsai, Shu-Yu Lin, Steven Lin, Rosa Viner,

Yuan-Chih Chang, Kuen-Phon Wu, and Shang-Te Danny Hsu

Nature Communications, 2025, 16:9094

中央研究院 生物化學研究所 徐尚德研究員

蛋白質品質控制是細胞維持穩態的核心機制，而泛素-蛋白酶體系統 (UPS) 負責標記並降解受損或老化的蛋白。過去主流觀點多著重於均質性、以 K48 連結的線性泛素鏈作為蛋白酶體辨識與降解的主要訊號。然而，近年研究顯示分支型 (branched) 泛素鏈在蛋白穩定性維持、訊號調控與細胞命運決定中具有不可忽視的重要性。但由於其結構與拓樸高度複雜，且缺乏能同時解析鏈型、數量與三維構型的技術，其被蛋白酶體辨識的分子機制一直是UPS領域的關鍵缺口。中研院生化所徐尚德研究員團隊結合冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）、Ub-AQUA 絕對量化質譜與交聯質譜（XL-MS），成功取得人類蛋白酶體與 K11/K48 分支型泛素鏈的高解析度三維結構，首次在原子層級明確界定分支點與整體拓樸，並揭示蛋白酶體如何「讀取」此類複雜泛素訊號。Ub-AQUA 的定量能力有效確認不同泛素接點的化學組成與比例，排除傳統質譜可能產生的鏈型判讀誤差，使得「結構 + 拓樸 + 定量」成為破解此問題的關鍵策略。

 

研究進一步發現，蛋白酶體次單元 RPN2 含有先前未被發現的 K11 專一性結合位點，並與RPN10、RPN8、RPT4/RPT5等形成多價辨識介面，使蛋白酶體能以高親和力與高度專一性辨識分支型泛素鏈，大幅提升受質降解效率。此研究填補了分支型泛素鏈被蛋白酶體辨識機制的長期空白，並為理解細胞如何透過多樣化泛素密碼調控蛋白品質與訊息傳遞提供關鍵結構基礎。該成果獲《Nature Communications》選為 Highlight Article，彰顯其在 UPS 研究中的重大影響。研究由徐尚德、吳昆峯與凌嘉鴻博士合作完成，並獲中研院冷凍電顯與質譜核心設施支持。

Valentina Wieser, Yoyo Cheng-Ting Yu, Andrea Valencia Ramirez, David T. Wu,

Frank Uwe Renner, Hsiu-Wei Cheng

J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 46, 42416–42425

國立臺灣大學 化學系 鄭修偉助理教授

材料間的黏附力強度對於生活中的各式應用有著舉足輕重的腳色，影響範圍深遠廣泛，從居家建築的防水工程、汽車板金上的烤漆一直到半導體晶圓中的奈米複合材料製作中，都可見到黏附力強度的討論。然而這些巨觀的作用力核心關鍵卻可能歸因於界面的一層單分子結構行為？當固體浸潤入液體中時，在固態與液態界面會因能量差而產生表面電荷。這些電荷會與液態中的離子透過正負電吸引力配對而形成電雙層。在我們的研究中發現，這一層薄薄的離子層結構變化可以大幅度的改變材料之間的黏附行為。臺大化學系的奧地利籍研究生魏婷娜(Valentina Wieser)透過使用電化學表面力學儀(Surface Force Apparatus)所進行的一系列實驗中，發現不同的施加電位可以調控氯化鈉溶液中的鈉離子進出電極表面自組裝分子層的行為，如同電池充放電一般。當我們將實驗發現與中研院化學所吳台偉所長團隊的理論計算進行相互驗證後，發現電位並不僅僅影響鈉離子進入而已，同時會在分子層外吸引一層電性相反的氯離子吸附。當這一層氯離子的水和結構在數量與厚度上可以顯著屏蔽掉自組裝單分子層的官能基與別的材料結構作用時，材料間的黏附力即大幅下降。反之，當電位反轉而減少鈉離子嵌入時，外層的水和結構弱化，材料間的黏附力即恢復原有的強度。 

Molecular Editing of 5-Alkynyl-1,2,3-triazines via a Silver-Mediated Skeletal Remodeling Approach: Solvent-Controlled Switchable Synthesis of Functionalized Pyrroles and Furans

Hsiang-Wen Chen, Wan-Hsuan Liu, Chia-Hao Chang, and Jiun-Jie Shie

J. Org. Chem. 2025, 90, 43, 15191–15203

中央研究院 化學研究所 謝俊結副研究員

五元芳香雜環是各種天然物、藥物及光學材料的關鍵結構。其中，吡咯與呋喃則是相對常見且重要的分子雜環，因此這些結構組成的合成受到高度關注，並開發多種優雅的方法來製備功能化的吡咯和呋喃。分子編輯策略是目前當代合成的顯學，可用於定點修飾既有的化學結構，而無須重頭建構複雜分子骨架。該方法涉及插入、刪除或交換單一原子，實現縮環、擴環及結構多樣化。對此，我們提出一種使用5-炔基-1,2,3-三嗪的分子骨架重塑方法，可切換合成官能基化吡咯與呋喃。這種靈活的雜環編輯方法涉及1,2,3-三嗪的親核性開環，與隨後進行銀介導環化反應。此過程可透過調整銀介導條件與溶劑系統，進行精密控制吡咯與呋喃的合成。整體而言，本方法可在溫和的反應條件下，即可破壞六元芳香雜環1,2,3-三嗪，並產生經由溶劑所控制的開環中間體，實現靈活建構各種五元芳香雜環的可能性。值得注意的是，此策略也能透過5-溴基-1,2,3-三嗪先行製備5-炔基-1,2,3-三嗪，無須純化的條件下，直接進行銀介導雜環骨架重塑反應，完成兩步一鍋化串聯合成，從容取得5-取代吡咯與呋喃-3-醛。此外，研究亦證實市售矽膠裝載硝酸銀可應用於這些反應，並可回收循環利用，從而實現永續化學，同時對於高效建構五元芳香雜環–吡咯與呋喃提供新的見解及途徑。

Crystal Packing–Trajectory Correlation in Topochemical Photoisomerization

Dr. Bryan Po-Wen Chen, Prof. Chao-Ping Hsu, Prof. Joseph Jen-Tse Huang,

and Prof. Pi-Tai Chou

Angew. Chem. Int. Ed. 2025, e18997

中央研究院 化學研究所 黃人則研究員

國立臺灣大學 化學系 周必泰教授

可光異構化（photoisomerizable）的有機小分子可應用於各種光電元件。然而，這些材料多以固態形式加工，而分子在固態中因最密堆積、晶體空隙（crystal void）少得可憐，激發態引發之翻轉（flipping）與踩踏板（pedaling）等運動受到限制，使光異構化遠比在液、氣相下困難。以水楊醯亞胺（salicylimine）為例，分子在光激發後可於固態中進行 pedaling 異構化生成色彩鮮豔的順式酮（E-keto）。但為了讓反應中心具備足夠自由度，傳統設計多需引入體積龐大的位阻基團，以打亂原本的最密堆積，使晶體內留有可供異構化的空隙。因此，多數固態光異構化分子都偏向立體、具高位阻的結構。

 

然而，平面分子是否就無法在固態中異構化？我們認為：透過精準的晶體工程（crystal engineering），即使是平面分子的最密堆積晶體，也可能在反應中心周圍保有局部自由空間，使光異構化仍可發生。關鍵在於堆疊方式：若分子呈面對面（face-to-face）排列，即便堆積緊密，仍能於局部保留供 pedaling 運動的空間。透過晶體結構分析，我們發現具上述堆疊特徵的晶體，相較於一般滑移（slipped）堆疊，更能在光照後發生異構化與變色。此外，以Python.Trimesh模擬晶體分析，我們發現面對面堆疊的反應軌跡受鄰近分子阻擋較少，其自由度甚至接近傳統非平面高位阻分子。本研究利用拓樸分析證實：平面分子在固態中依然可能具備有效光異構化能力，突破了以往「固態異構化需大位阻分子」的設計限制。

Magneto-voltaic activity of single-atom iron on reduced graphene oxide for magneto-catalytic conversion of H₂O₂ into O₂ 

Chieh-Wei Chung, Jyun-Yau Huang, Jing-Guan Liang, Linda Iffland, Loise Ann Dayao, Dinesh Kumar Dhanthala Chittibabu, Chong-Chi Chi, Jeng-Lung Chen, Ting-Shan Chan, Chi-Liang Chen, Ying-Rui Lu, Chieh-Cheng Huang, Ho-Hsiu Chou, Zong-Hong Lin,

Ying-Chieh Chen, Ming-Yen Lu, Hsin-Tsung Chen, Ulf-Peter Apfel, Yei-Chen Lai, Tsai-Te Lu 

Chem. Sci. 2026, Advance Article

中原大學 化學系 陳欣聰教授

國立中興大學 化學系 賴奕丞助理教授

國立清華大學 生物醫學工程研究所 魯才德教授

除了熟知的熱、電與光等常見的物理能量，您是否想過運用其他物理能量來精準控制化學反應？這不僅是新的嘗試，更可能開啟化學能與該物理能量交互轉換的革命性路徑。在本研究中，我們成功開發了一套嶄新的磁催化（Magneto-catalysis）系統。該系統利用交流磁場（Alternating Magnetic Field, AMF）作為時變磁場來源，並由具導電性的還原氧化石墨烯（rGO）擔任關鍵的「磁敏劑（Magneto-sensitizer）」角色；負載於其上的單原子鐵（Single-atom Fe）則作為催化活性中心，成功實現了磁驅動雙氧水（H₂O₂）氧化以產生氧氣（O₂）的反應。在深入的機制探討上，我們提出當施加交流磁場時，造成了磁敏劑內部的電子電洞分離，而被激發的電洞進一步氧化催化活性中心的Fe(III)，轉換為高價態的 Fe(IV)-oxo 活性物種，以催化雙氧水氧化並產生氧氣。為確切證實此一關鍵步驟，團隊運用Freeze-quench技術，凍結磁催化過程中的反應中間體，並結合同步輻射X光吸收光譜、垂直與平行模式的 EPR 光譜，以及 Mössbauer 等光譜技術，成功捕捉並證明了Fe(IV)-oxo 中間體的生成。我們亦同步運用了理論計算，除了支持此活性中間體的生成外，更提供了完整的磁催化反應路徑資訊。本研究首創「磁伏打」（Magneto-voltaic）概念與量測技術 ，並證實其可作為獨特的熱力學驅動力直接推動化學反應，在磁能轉換化學能的機制上取得了根本性突破。未來期望能運用於開發更多磁催化的化學反應，並拓展至能源及生醫等方面的應用。

Charge redistribution dynamics in chalcogenide-stabilized cuprous electrocatalysts unleash ampere-scale partial 
current toward formate production

Feng-Ze Tian, Wen-Jui Chang, Pei-Jung Liang, Yi-An Lai, Chia-Shuo Hsu, Sheng-Chih Lin, Yu-Hsin Chen, You-Chiuan Chu, Shih-Wen Huang, Hui-Lung Chen, and Hao Ming Chen

Nat. Commun. 2025, 16, 9426

國立臺灣大學 化學系 陳浩銘教授

中國文化大學 化材系 陳輝龍教授

二氧化碳轉化為甲酸是具永續潛力的綠能技術，但在過渡金屬催化劑上實現高選擇性一直是難題。尤其是銅金屬(Cu)本質上容易生成一氧化碳或多碳化學品，鮮少能高選擇性產出甲酸。然而，銅硫族化合物卻能在特定條件下近乎完全生成甲酸，其原因長期未被釐清。國立台灣大學化學系陳浩銘教授團隊與中國文化大學化材系陳輝龍教授合作，結合operando同步輻射量測與理論計算，成功揭示此高選擇性的根本機制，成果發表於《Nature Communications》。研究利用臨場拉曼光譜、臨場紅外線光譜與高能解析X光吸收光譜(HERFD-XAS)，首次捕捉到硫族陰離子不僅能穩定催化結構、避免亞銅(Cu⁺)被過度還原為金屬態銅(Cu⁰)，維持有利於單碳產物(一氧化碳與甲酸)生成的電子組態，更在Cu⁺活性位點中誘發電荷再分佈(charge redistribution)，動態穩定了氧端吸附的甲酸中間體，使二氧化碳還原反應途徑幾乎完全導向生成甲酸。其中，CuS在−0.6 V下可達約90%甲酸法拉第效率，甲酸部分電流密度達安培等級，具有工業化應用潛力。文化大學主導的密度泛函理論(DFT)計算則證實CuO的反鍵結態更接近費米能階，在反應條件下容易被填滿，導致Cu–O鍵不穩定並容易斷裂；相較之下，銅硫族化合物(CuXs)的反鍵結態位於較高能階、不易被電子佔據，使 Cu–X鍵在二氧化碳還原過程中將保持穩定。這意味著硫族元素能強化Cu ^d+位點的穩定度，使催化劑不會像CuO那樣被還原成金屬銅，因而得以維持其反應選擇性。再者，在銅硫族材料上，*OCHO的吸附能明顯優於*COOH。這點亦可由charge density difference所呈現的結果佐證，該*OCHO結構具有更顯著的電子轉移，代表其吸附狀態更為穩定，推知甲酸生成途徑在能量上相對更具優勢。本研究首次從電子結構層面完整解釋銅硫族催化劑的高選擇性，並提出可量化的催化劑設計指標，為二氧化碳轉換與電催化材料發展提供重要新方向。

Origin of Substituent-Modulated Regioselectivity in Phosphine-Catalyzed [3 + 2] Cyclization of Allenoates and Enones: A Kinetic Shift toward Curtin–Hammett Control

Gou-Tao Huang, and Jen-Shiang K. Yu

J. Org. Chem. 2025, 90, 41, 14541–14556

國立陽明交通大學 生物資訊及系統生物研究所 尤禎祥教授

本研究為磷催化(phosphine catalysis)反應機構的研究，著重於反應物為丙二烯酸酯(allenoates)與烯酮(enones)之[3+2]環化反應。此反應生成兩種不同的區域選擇性(regioselectivity)產物，合成實驗的文獻中指出、受質上的取代基是決定產物分佈的關鍵。為釐清影響區域選擇性的本質，利用密度泛函理論(DFT)計算與微動力學(microkinetics)模擬，系統化地闡明取代基調控產物比例的機制，結果顯示：區域選擇性不僅受Michael加成控制，也受控於Z/E加合物(adduct)平衡位置的調節。於烯酮β位與丙二烯酸酯γ位引入取代基時，立體阻礙使Michael加成途徑能障升高，導致後續反應速率下降，使整體反應動力學由直接動力學控制逐漸轉變為Curtin–Hammett控制模式；電子效應與立體效應則決定四種 Michael 加成模式的相對能量，模擬結果完全符合氧吲哚反應中觀察到的 >95:5 α-選擇性。決定最終產物選擇性的三大關鍵因素為：(1) 受質濃度與反應性(決定後續反應速率)；(2) 分子內/分子間過程間的熵效應(如加合物互變與環化)；以及 (3) 磷催化劑的立體體積(調控 Z/E 加合物平衡)。此外也分析了對磷–丙二烯酸酯化學反應的核心機構，確認加合物互變動力學在反應選擇性中的支配地位。加合物互變與後續反應之間的動力學競合，最終決定下游反應的途徑可及性與產物比例。此機制對於後續設計高度選擇性的磷催化轉化反應具參考價值。 

Facile π-extension of boron-doped polycyclic aromatic hydrocarbons by frustrated Lewis pair alkynylation

Ke-Wei Chang, Ting-Yi Lai, To-Jen Chin, Mandala Anitha, Yi-Hung Liu, Fumitaka Ishiwari, Akinori Saeki, and Jeffrey M. Farrell

Chem. Commun., 2025, 61, 19832-19835

國立臺灣大學 化學系 方頡睿助理教授

硼摻雜多環芳香烴（B-doped PAHs）因摻雜之中性硼原子的電子缺陷特性，通常具有較低的「最低未佔分子軌域」(LUMO)能階，使其在有機電子元件和有機發光材料中，特別是對於近紅外光區域的放光材料極具應用潛力。然而因為合成上的困難，所以這些B-doped PAHs尚未被充分研究。國立臺灣大學化學系方頡睿教授與其團隊，近日成功開發出高效的硼摻雜多環芳香烴（B-doped PAHs）之精確硼原子炔基化π延展反應，並刊登於國際期刊《化學通訊》(Chem. Commun., 2025, 61, 19832-19835)。過往的B-doped PAHs硼原子炔基化途徑，大多透過添加有機鋰試劑，或「錫-硼交換」反應等已知方法。本研究則透過一種創新的「受阻路易斯酸鹼對」(Frustrated Lewis Pair, FLP)合成策略，開闢了一條更溫和、無錫、且直觀的B-doped PAHs硼原子炔基化途徑。此方法合成出多樣化的產物結構，包括單硼和雙硼系統。 

 

除了合成方面，團隊也對此方法獲得之硼原子炔基化產物進行了全面的光電性質探究。在電子特性方面，雙硼結構的硼原子炔基化分子展現出優異的電子接受能力，其第一還原電位較其前驅物大幅正移。在光學特性上，隨著π系統的延伸，成功將最大放射波長延伸至近紅外光區域。結構分析證實，部分分子在固態下成功形成連續的一維π堆疊結構，展現出其在電子傳輸方面的潛力。

Observing and Suppressing Metallization in MoS₂ for Near-Ideal Spin Filtering

Ting-Chun Huang, Yu-Xin Chen, Chun-Yi Lin, Chi-Feng Pai, Chiashian Chuang,

Ya-Ping Hsieh, and Mario Hofmann 

ACS Appl. Mater. Interfaces 2025, 17, 48, 65967–65975

中央研究院 原子與分子研究所 謝雅萍研究員

國立臺灣大學 物理系 謝馬利歐教授

二維材料 MoS₂ 的能帶結構與鐵磁材料中的「少數自旋」通道高度匹配，因此被視為最有潛力的自旋濾波器，期望能提升自旋極化並增強磁阻訊號，使磁性隧穿元件具備更高效率與靈敏度，然而，實驗結果卻長期與理論不符─穿隧磁阻變化率（Tunnel Magnetoresistance，TMR）遠低於預期。第一原理計算顯示，當 MoS₂ 與鐵磁電極直接接觸時，界面軌域會產生混成，使原本的半導體層局部金屬化，原本應阻擋多數自旋穿越的「隧道屏障」因而失效。  

 

為釐清關鍵原因，臺大物理系與中研院原分所合作團隊利用最新開發的不間斷接觸製程(Uninterrupted Contact Deposition, UCD)，成功製作出超純淨界面，首次在 Co/MoS₂/Co 元件中直接觀察並量測這一金屬化效應，證實它正是 TMR 長期偏低的主因。如何實現MoS₂作為自旋過濾器？研究團隊進一步引入多層 MoS₂作為元件的中間層，來確保內層MoS₂保持半導體本質，結果顯示自旋過濾能力大幅回升，TMR 最高可達 −170.6%，創下二維材料磁性隧穿接面紀錄，並可運作至 400 K，溫度分析更顯示此元件有兩種傳輸機制共同參與，低溫時以自旋穿隧為主，高溫則由缺陷輔助傳輸接手，使裝置跨越溫度的障礙繼續工作。這項成果證明了，隨著純淨界面的製備，二維材料在 MRAM、量子邏輯與感測元件上的應用潛力正逐漸被實現。 

Neutron Diffraction and Spectroscopic Studies of Intramolecular Tetrel Bonds in Three Fluorinated Zinc Complexes: Significant Redshift in the sp³ C–H Stretch Confirmed by Experiments and Theory

Norman Lu, Gurumallappa Gurumallappa, Pin-Yu Liu, Ka-Long Chan, Yu-Cheng Huang,

Yu-Ching Lin, Yun-Ting Hsieh, Pin-Xiang Zeng, Yashwanth Gowda, Meng-Hsun Tsai, Eskedar Tessema, Huan-Cheng Chang, and Joseph S. Francisco

J. Am. Chem. Soc. 2025, 147, 49, 45270–45282

國立臺北科技大學 分子科學與工程系暨有機高分子研究所 呂良賜教授

本研究用高解析度中子繞射，以毫埃的精度量測 sp³ C−H 鍵長，並揭示鋅錯合物中，分子內第四族鍵（TB）與非典型藍移 C−H···F 氫鍵之間的微妙競爭，決定亞甲基中 C−H 鍵長的變化。在研究中觀察到的非典型氫鍵，其主因是軌域再混成，使 C−H 鍵的 s-軌域 增加並導致C−H 鍵縮短。在本研究中，形成一個六員環，有罕見的分子內第四族鍵。TB 會使一 CH₂ 上的兩根 C−H 鍵等量伸長。其中一根C−H 鍵同時參與藍位移氫鍵；因而在同一 CH₂ 中，產生非常大的C−H鍵長差異。顯著的鍵長差異使兩根C−H 鍵在H− C−H的對稱與非對稱振動不耦合，形成明顯的（local mode）：被 TB誘導拉長的 C−H 伸縮振動會大幅紅移至 2688 cm⁻¹，而另一根 C−H則維持在典型 sp³ 區 (3020 cm⁻¹)。氘代證實：對應的 C−D 訊號（2216 與 1972 cm⁻¹）與虎克定律符合。依Cremer-Kraka準則，藍移氫鍵的力常數皆大於 3 mdyn Å⁻¹ ，顯示其屬於「共價型氫鍵」而非傳統的靜電型氫鍵。而本研究首次利用「中子繞射實測的C−H鍵長差異(造成兩根 C−H 鍵振動獨立)」;並第一次建立sp³ C−H 鍵長與其伸縮振動頻率之間的線性關係，與 MP2 理論計算吻合，將 Badger’s rule延伸至亞甲基這類三原子的多原子系統。故透過中子繞射、氘代實驗、振動光譜與理論分析;本研究，完整揭示第四族鍵作用力與非典型氫鍵如何共同決定 C−H鍵在亞甲基(CH₂)中的最終C−H 鍵長與振動本質。

國立嘉義大學 應用化學系 和 高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系

蘇  明  德  教  授 

 

(文章內容版權為蘇明德教授所有，如需引用請聯繫midesu@mail.ncyu.edu.tw)

「錳」在化學週期表上的原子序數是25，是〝過渡金屬〞的一種。「錳」的熔點很高，攝氏1,246度。沸點更高，攝氏2,061度。注意！「錳」元素本身有毒。   

 

在「錳」的歷史紀錄上，1825年是一個里程碑。這一年，俄國〝錳鋼〞（又叫〝鐵錳〞）的製作獲得成功，從此「錳」開始崛起。〝錳鋼〞既堅硬又富有韌性，因此深受冶金業和機器製造業的推崇，大量用於軋製鐵軌、架設橋梁、構築大廈、製造滾珠軸承等，用〝錳鋼〞做的自行車也深受人們的喜愛。可貴的是，〝錳鋼〞在鑄造後，其多餘的〝碳化物〞會進入到內部加強材料的強度；而在〝錳鋼〞承受重負荷時，那些〝碳化物〞又會分散到表面層，而使〝錳鋼〞在重負載下變得更加堅硬。    

 

含「錳」的化合物在日常生活中也有廣泛的應用。比如說：乾電池中的粉末就是〝二氧化錳〞，是乾電池的〝氧化劑〞。〝二氧化錳〞也可做為火柴的〝助燃劑〞，或者做為油漆和油墨的〝催乾劑〞。其實，在國、高中的化學實驗中，用的最多的一種含「錳」的化合物是〝高錳酸鉀〞，因為它常拿來做為酸性指示劑。〝高錳酸鉀〞溶於水後呈深紫色，加入酸後會很快變成非常淡的粉紅色，因此這種顏色變化可用來證明溶液已變成酸性狀態。

 

與其它許多元素一樣，「錳」也是人體必需的〝微量元素〞。「錳」被確定是人體必需的〝微量元素〞約有六十多年的歷史。「錳」雖在人體內含量很少，但扮演非常重要的角色。儘管「錳」在血液中的含量只有0.002∼0.003％，「錳」卻是人體中多種〝酶〞（又稱〝酵素〞）的核心組成。〝酶〞是一種〝催化劑〞，可幫助人體細胞內的化學反應加速進行，細胞內若缺少「錳」，人體的〝酶〞就不能有效運行，導致人體細胞死亡，甚至生病。

想知道世界上最聰明的腦袋在想什麼嗎？新年伊始，當我們凝視未來時，什麼才是真正形塑世界的前瞻洞見？本書收錄了111位當代最傑出科學家的深度訪談與省思，其中包括數十位諾貝爾獎得主，內容橫跨物理、化學、生物醫學等多個學科，探討科學發現背後的人性、挑戰與哲學思辨。書中以科學家群像形式，展現他們對關鍵主題的見解。例如 DNA 雙螺旋結構發現者 James D. Watson 對科學倫理的思考；化學家 Glenn T. Seaborg 討論超鈾元素的合成與冷戰時期科學的責任。此外分享了他們對靈感來源、教育模式、社會角色以及面對研究失敗的個人經驗。這本書不僅是科學成就的紀錄，更是關於創造性思維、好奇心與人類知識邊界的深刻探討。它證明了偉大的科學不僅需要數據與實驗，更需要哲學性的洞察與堅持不懈的精神。

 

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