參與2024-2026 ACS Read and Publish協議的學校老師及研究者，請參考ACS出版社之開放取用的投稿步驟說明檔案，可於ACS期刊上免費發表開放取用文章。

 

國科會自然處【自然科學及永續研究圖書服務計畫-化學領域】與25所學校圖書館共同努力合作和美國化學會出版部（ACS Publications）簽訂了2024-2026 ACS R&P協議，參與協議的25所學校老師及研究者於2024-2026年可於ACS期刊上免費發表開放取用文章。這項舉措不僅能增加臺灣研究者的經同儕評審( Peer-review ) 文章，亦將使這些成果能夠以開放獲取的方式供全球大眾閱讀和引用，這是臺灣也是全亞太地區首個以學術機構聯盟方式實施的Read and Publish協議。

 

請老師及研究者洽詢所屬學校圖書館，是否為參與ACS R&P協議學校，如有投稿問題可洽詢臺灣代理商長智文化事業有限公司 (iGroup Taiwan)，Tel：(02) 2571-3369、Email： service@igrouptaiwan.com。 

 

ACS及 iGroup Taiwan 方安排四場線上問答，可及時答覆老師們在進行ACS 期刊免費投稿時的疑問，日期、時間及連結如下：

High-Leakage-Resistance and Low-Turn-On-Voltage Upconversion Devices Based on Perovskite Quantum Dots

Lung-Chien Chen, Sih-An Chen, Kasimayan Uma, Chih-Hsun Chiang,

Jia-Xun Xie, Zong-Liang Tseng, Shun-Wei Liu

Adv. Funct. Mater. 2023, 2309589

明志科技大學 電子工程系 劉舜維特聘教授

明志科技大學 電子工程系 曾宗亮副教授

近紅外光感測和成像技術因其廣泛的應用引起關注，但人類視覺的受限阻礙對於近紅外光直接的觀察，因此近紅外光轉換為可見光的上轉換技術具備極大的發展潛力。本研究使用溶液製成方法製備線性光學系統的上轉換元件，串聯光電探測器和發光二極體實現近紅外光轉換為可見光過程，然而鈣鈦礦量子點材料具備優異光電特性如高的光致發光量子產率、較窄的發光光譜，迄今為止卻還沒有關於使用鈣鈦礦量子點作為上轉換元件的發光層，可能歸因於鈣鈦礦量子點對環境敏感導致的降解使其不易製成元件。本研究開發基於鈣鈦礦量子點作為發光層的溶液製程策略。為克服其本身結構不穩定，使用Zn²⁺摻雜CsPbBr₃量子點提高容差因子和激子壽命解決鈣鈦礦材料穩定，並在元件製程中使用TAPC、CBP和BCzPh三種傳輸層探討QDs旋塗的薄膜質量以及對於電荷生成層的影響，並在三者之間找到影響元件轉換效率性能的主要因素，最後，設計出基於鈣鈦礦量子點的上轉換元件，展現出5.68%的光子對光子轉換效率，值得注意的是此元件具備了極低啟動電壓1.4 V，以及出色的載子阻擋能力，在偏壓12V時仍然不會漏光，此外，利用溶液製成方法製備出大面積2*2 cm² 的元件，展現具有顯示50 µm 的解析能力，展現了上轉換元件具無像素顯示的潛能。

Comparative Study of Aluminum Complexes Bearing  N, N′-Diaryldioxalamidate and  N, N′-Diaryldithiooxalamidate Ligands in Ring-Opening Polymerization of ε-Caprolactone

Prasanna Kumar Ganta, Chun-Juei Chang, Hsing-Yin Chen, Rajiv Kamaraj,

Anandan Sambandam, Yi-Chun Lai, Yu-Ting Chu, Shangwu Ding, and Hsuan-Ying Chen

Organometallics 2023, 42, 19, 2856–2866

高雄醫學大學 醫藥暨應用化學系 陳暄應教授

聚環己內酯因為具有生物可分解性、滲透性與生物相容性，常用於像藥物載體等生醫材料。文獻報導過使用具有 N, N'-二芳基草醯胺酯 ( N, N’-diaryloxalamidate) 為配位基之鋁催化劑去聚合環己內酯 (J. Organomet. Chem. 2010, 695, 1205-1209)，但效果不佳。因此我們使用硫化N,N'-二芳基草醯胺酯去合成鋁催化劑並研究其對環己內酯聚合活性。結果發現跟具氧配位基之鋁催化劑 [Ph^iPrNCO]₂Al₂Me₄ 相比，具硫化配位基之鋁催化劑 [Ph^iPrNCS]₂Al₂Me₄ 表現出絕佳的催化活性。密度泛函理論計算表明與 [Ph^iPrNCO]₂Al₂(OMe)₄ 相比，[Ph^iPrNCS]₂Al₂(OMe)₄ 具有較弱的Al-OMe 鍵和較低的最高過渡態TS1 的排斥力，表明，TS1 的勢能較低，並進一步表現出比 [Ph^iPrNCO]₂Al₂(OMe)₄ 更高的聚合速率。

Chain-Kinked Design: Improving Stretchability of Polymer Semiconductors through Nonlinear Conjugated Linkers

Ting-Wei Chang, Yu-Ching Weng, Yi-Ting Tsai, Yuanwen Jiang,

Naoji Matsuhisa, and Chien-Chung Shih

ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 44, 51507–51517

國立雲林科技大學 化學工程與材料工程學系 石健忠助理教授

具延展性的共軛高分子是發展電子皮膚的關鍵材料，它可使電子元件更薄且在受到外力形變時仍保持穩定的性能，呈現出類似人體皮膚的特性，這個技術有助於開發次世代智能穿戴裝置與精準醫療監測。在這個研究裡，我們提出了新的分子設計策略以提升共軛高分子的延展性。透過在高分子主鏈上引入非線性鏈段 (nonlinear conjugated linker)，促使分子鏈扭曲(kinked-chain)，從而改變其原有的線性度和對稱性。這個改變使高分子的形態發生變化，我們透過擴散係數的量測發現，引入非線性鏈段後高分子的迴旋半徑(radius of gyration)降低，而廣角X光散射儀分析顯示高分子薄膜的自由體積(free volume)增加、結晶度降低，這些變化有助於提升高分子的拉伸性。我們使用1,3-dibromobenzene作為非線性鏈段，添加入不同電子施體-受體 (donor-acceptor)組合的共軛高分子，結果顯示，無論是何種高分子，只要有非線性鏈段的添加，高分子薄膜延展性皆能獲得有效的提升，更重要的是，這個添加不會降低電荷遷移率 (carrier mobility)。我們進一步採用這個方法制備可拉伸的電晶體，所製備出的電晶體具有 0.5 cm²/Vs以上的電洞遷移率，可形變率超過80%，且在超過1000次的拉伸疲勞測試下仍可維持90%的效能。

Structural Insights into the Binding and Degradation Mechanisms of Protoporphyrin IX by the Translocator Protein TSPO

Pei-Shan Yeh, Chieh-Chin Li, Yi-Shan Lu, and Yun-Wei Chiang

JACS Au 2023, 3, 10, 2918–2929

國立清華大學 化學系 江昀緯教授

本研究針對轉位子蛋白（TSPO）與Protoporphyrin IX（PpIX）的相互作用從分子層次角度提供了關鍵見解。TSPO在細胞基本運作中扮演重要角色，尤其在神經疾病和癌症中是一個常見的過度表現膜蛋白，因此成為重要、熱門的藥物目標和生物標記。然而，TSPO與配體特別是內源性PpIX的結合機制至今仍不甚明了。本研究突破了對TSPO結構和功能的傳統認知，尤其是對於TSPO蛋白質內環（LP1）的作用有新的發現。與先前認為LP1作為TSPO調節PpIX配體結合的蓋子不同，本研究發現LP1實際上是穩定TM3-TM4跨膜螺旋連接器（LP3）的關鍵，這對維持TSPO本身配體結合口袋結構至關重要。此外，研究通過大量突變分析揭示了關鍵殘基（如W51和W138）在TSPO活性中的作用，尤其是在PpIX的降解過程中扮演關鍵位點。雙電子自旋共振DEER測量結果發現，在脂質所構成的奈米盤nanodisc環境下，大幅度的TSPO結構變化並非其與PpIX結合所必需的條件，這顯示了特定殘基的空間排列對TSPO功能的重要性，另一方面，本研究發現PpIX是藉由在雙層脂質中的移動進入TSPO配體結合空腔，無需TSPO進行構形變化，確立TSPO與PpIX結合途徑。本研究的這些發現對於神經學、藥理學以及開發針對TSPO的新型治療方法具有廣泛的影響，為未來的研究和治療提供了新的方向。

Ternary NiMo-Bi liquid alloy catalyst for efficient hydrogen production from methane pyrolysis

Luning Chen, Zhigang Song, Shuchen Zhang, Chung-Kai Chang, Yu-Chun Chuang, Xinxing Peng, Chaochao Dun, Jeffrey J. Urban, Jinghua Guo, Jeng-Lung Chen,

David Prendergast, Miquel Salmeron, Gabor A. Somorjai, Ji Su

SCIENCE 2023, 381, 6660, 857-861

國家同步輻射研究中心 陳政龍助研究員

近年來，被譽為「未來燃料」的氫氣已成為零碳排的新興能源之一，世界各國紛紛加入氫能科技的研發。然而目前大部分的氫氣產自於燃燒石化燃料並搭配水蒸氣重組，此法碳排放量高。另一種方式是在電解槽加入催化劑，施加電壓將水電解成氫與氧，雖然零碳排但非常耗能，加上催化劑價格昂貴，所以並不普遍。第三種方式則是將甲烷熱裂解成氫氣與固態碳，且反應副產物固態碳具有高價值的應用前景，因此逐漸成為極具商業發展潛力的零碳排製氫技術。本跨國研究團隊首度將鉬原子加入鎳鉍催化劑，製成新型催化劑—鎳鉬鉍熔融態合金，鉬的引入减少了鎳上的電荷，降低了液體催化劑的籠子效應，從而提高了液態金屬催化劑的反應活性，本研究成果證實在鎳鉬鉍熔融態合金的催化下，此催化劑具有極低的活化能（81.2kJ/mol），使其能在450至800℃的溫度範圍內進行催化反應，每克Ni每分鐘具有4.05ml的氫氣產率效率。相較過去研究成果，產氫速率大幅提高了近37倍，有助發展高效率且低價格的氫能。研究團隊利用國家同步輻射研究中心快速掃描X光吸收光譜光束線與高解析度粉末繞射光束線，進行「活性位點探討」與「配位環境分析」，解析鎳鉬鉍熔融態合金之間的相互作用。

Enabling N₂ to ammonia conversion in Bi₂WO₆-based materials: A new avenue in photocatalytic applications

Atul Verma, Esakkinaveen Dhanaraman and Yen-Pei Fu

Chem. Eur. J., 2023, e20230255

國立東華大學 材料科學與工程系 傅彥培教授

自1972年起，本田(Honda)和藤島(Fujishima)在光催化領域便一直在推動使用可見光作為能量來源來完成氧化還原反應(Redox reactions)。從那時起，科學家們便開始研究與開發了許多光催化劑，例如半導體或其他化合物。其中，一個新的光催化應用是將氮氣轉化為氨，我們將這樣反應稱為固氮(N₂ fixation)或氮還原反應(N₂RR; N₂ reduction reaction)。由於使用紫外-可見光譜法檢測氨的便利性，許多研究人員已經將他們的研究方向逐漸地轉向這個領域。本論文將討論以Bi₂WO₆為主要材料與如何提高其光催化活性的相關技術(例如：在CO₂還原，H₂生成，污染物去除，N₂還原反應的應用及現況)。在本文中，簡單的介紹Bi₂WO₆晶體結構及其價帶(VB; Valence band)和導帶(CB; Conduction band)的電位關係，並將其與各種氧化還原電位(Redox potentials)進行比較，簡要描述使用Bi₂WO₆基材在催化固氮中的應用的相關文獻報導。此外，在光催化N₂RR的另一個主要問題是氨的錯誤定量，我們將討論這個問題以及如何減少錯誤定量的方法。

Electron-Transfer Protocol for the Hydroxyalkenylation of Alkenes Using 1,2-Bis(phenylsulfonyl)ethylene

Chen-Yang Tsai, Yin-Jia Jhang, Yen-Ku Wu, Prof. Ilhyong Ryu

Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202311807

國立陽明交通大學 應用化學系 柳日馨講座教授

乙烯基碸官能基團(vinyl sulfonyl group)在藥物性上展現出了潛力，它可以修飾酶與其產生共價鍵結或作為蛋白酶抑制劑。在過去的報導中，1,2-雙(苯磺醯基)乙烯為一良好的自由基受體，本實驗室自2018年起，多次使用其作為乙烯基碸官能基團的來源。在本篇研究中，我們報導了一個簡單而有效的方法，使用過硫酸鹽陰離子(S₂O₈^2-)作為一個單電子氧化試劑，在水中對烯烴進行鄰位羥基烯基化反應，將烯烴轉化為相應的1-苯基磺醯基-4-羥基烯烴，並有著良好的產率。這個羥基烯烴化過程涉及烯烴自由基陽離子的親核羥基化，產生β-羥基烷基自由基，隨後進行自由基加成和β-脫去後，最終形成產物。此外，我們還使用了吖啶鹽(acridinium salt)作為催化劑，提供了一個光催化的反應條件，並應用在烷氧基烯基化反應。不論在化學計量和光催化的反應中，我們皆系統化地探討了其產物的位置選擇性，親核羥基化會發生在立體障礙較小的位置，以形成更穩定的β-羥基烷基自由基。在研究過程中我們認為易氧化和抗氧化的烯烴組合是設計此類烯烴交叉偶聯反應的關鍵，目前我們正沿著此原則持續擴展我們的研究。

Nickel-Catalyzed Intramolecular Dual Annulation Reaction of Aryl Nitrile-Containing 1,2,3-Benzotriazin-

4(3 H)-ones: A Pathway To Synthesize Luotonin A and Related Polycyclic Pyrroloquinazolinones

Vijaykumar H. Thorat and Jen-Chieh Hsieh

Org. Lett. 2023, 25, 44, 7990–7994

淡江大學 化學系 謝仁傑教授

吡咯並喹唑啉酮(pyrroloquinazolinone)為大部分所發現的喹唑啉酮類天然生物鹼皆具有的核心結構，此類天然物結構及其相似物多具有顯著的生物活性及重要的藥物特性。其中此類型最引人注目的生物鹼是駱駝寧A (Luotonin A)，其被證明有能力抑制人類DNA拓樸異構酶I型的活性，並且對白血病有顯著的治療效果。此外，駱駝寧A也作為先導化合物啟發了眾多對拓撲異構酶I型-DNA共價複合物具有細胞毒性的化合物結構之建構。駱駝寧A的多功與重要性引起了眾多合成化學家的廣泛關注，從而開發出許多合成方法及策略來合成其結構和相關的衍生物。然而已知的策略與方法大多是利用多步驟合成途徑來對喹唑啉酮化合物進行環延伸所達成；鮮少有透過直接建構核心的喹唑啉酮環來合成的短步驟途徑或方法。在此研究中作者結合了脫氮轉環(denitrogenative transannulation)與對睛基1,2-插入(1,2-insertion of nitrile)的概念創造出鎳金屬錯合物催化連續合環反應，同時建構吡咯並喹唑啉酮的核心雙環來合成包含生物鹼駱駝寧A及其相關吡咯並喹唑啉酮化合物。此反應可以在極短的反應步驟內合成複雜的多環喹唑啉酮化合物，且對大多數的官能基以及雜環結構皆有良好的耐受性。相信此合成方法對相關結構的合成與其在藥物活性的構效關係研究中皆可以有顯著的助益。

Mixed-Valence Cu^I/Cu^III Metal–Organic Frameworks with Non-innocent Ligand for Multielectron Transfer

Shang-Yuan Fu, Cheng-Han Chang, Alexander S. Ivanov, Ilja Popovs,

Jeng-Lung Chen, Yen-Fa Liao, Hsin-Kuan Liu, Jui-Chin Lee, Wei-Ling Liu,

Watchareeya Kaveevivitchai, and Teng-Hao Chen

Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202312494

國立成功大學 化學工程學系 柯碧蓮副教授

國立成功大學 藥學系 陳登豪副教授

三維結構的金屬有機骨架(Metal-Organic Frameworks, MOFs)通常導電性極低，導入混價的金屬是一個可提升電荷傳遞與電子去定域化之策略。此研究合成了兩個新穎的三維金屬有機骨架，[Cu₄L₃]_n 和[Cu₄L₃ ⋅ Cu(iq)₃]_n (LH₄=1,4-dicyano-2,3,5,6-tetrahydroxybenzene, iq=isoquinoline)。經由數種光譜鑑定與電腦計算，揭露了它們在金屬有機骨架中首見的形式Cu(I)與Cu(III)之混價，也是第一次在具延伸結構的金屬有機固體中觀察到Cu(III)，此混價的形成與具氧化還原性質的非無辜(non-innocent)配位基分子L息息相關，且在一般環境中性質穩定。由混價金屬與非無辜配位基所形成的配位，提升了銅金屬之間經由鍵結的電荷傳遞，產生了較佳的金屬與配位基間d-π共軛的軌域重疊，因此導致了大範圍的電子去定域化，最終[Cu₄L₃]_n呈現了半導體的特性，加上其可進行多電子傳輸，深具在電化學儲能應用的潛力，該材料做為鋰離子電池的陰極，在200 mA g⁻¹的充放電速率下電容量可達338 mAh g⁻¹，最高充放電速率可達12000 mA g⁻¹。

Hidden Hexavalent Chromium Ions with Subtle Structural Evolution in Near-Infrared Phosphors

Yi-Ting Tsai, Natalia Majewska, Mikołaj Kamiński, Bi-Hsuan Lin,

Sebastian Mahlik, and Mu-Huai Fang

ACS Appl. Mater. Interfaces 2023, 15, 42, 49379–49389

中央研究院 應用科學研究中心 方牧懷助研究員

近年來，鉻摻雜之近紅外螢光粉研究日益受重，其得應用於光電領域、數位醫療等高科技領域中。然而， Cr離子具多價態，且其於材料中之分布狀況與調控機制仍不明確。因此本研究將探討一系列Li(Sc_{1− x}In _x)O₂:Cr螢光粉，經水後處理(post-treatment)前後之Cr離子「價態分布變化」與「空間分布資訊」。以同步輻射高解析度X光繞射技術，揭示 Li(Sc_{1− x}In _x)O₂之固溶液結構於 x = 0.8時具兩相共存結構，此特性難以於一般實驗室之X光繞射儀觀測。拉曼光譜則證實鈧(Sc)與銦(In)組成之結構，各具獨特振動模式。為深入探索晶體內部之Cr離子資訊，利用Cr K-edge X光近緣吸收光譜(X-ray absorption near edge structure; XANES)與延伸X光吸收精細結構(extended X-ray absorption fine structure; EXAFS)技術，發現初始樣品中之Cr離子主要以Cr⁶⁺形式存在，然而以水進行後處理後，則主要以Cr³⁺存在。為了解Cr³⁺與Cr⁶⁺離子之來源與空間之分布，以X光螢光光譜(X-ray fluorescence; XRF)與X光激發放光光譜(X-ray excited optical luminescence; XEOL)技術探測Cr³⁺與Cr⁶⁺離子，分析結果表明Cr⁶⁺離子傾向聚集於材料中，而Cr³⁺離子則均勻分散於材料中。於光學分析上，亦利用時間解析光譜與變溫螢光光譜，了解電子–晶格交互作用與細微結構變化，最後利用模型解釋所觀察到之放光與激發光譜間不對稱之特性。這項研究增進我們對固態材料中多價離子分布之理解，亦有助於晶體結構細微變化之精確分析技術發展。

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)

「氦」（音唸ㄏㄞˋ）是化學週期表的第2個元素。在「氦」原子核裡具有2個正質子及2個中子，且這「氦」原子核外圍帶有2個電子，所以整個「氦」原子具電中性。

 

因為「氦」最初是在太陽上被發現的，所以被命名為〝helium〞。這字源自於希臘文〝helios〞，原意是〝太陽〞，因此「氦」的元素符號就定為「He」。「氦」也因此而被稱為〝太陽元素〞。「氦」可說是第一個在地球以外的宇宙中發現的元素呢！ 

 

後來，在地球大氣中也發現了「氦」，並且發現地球的水中也有。在地球上，幾乎所有的「氦」氣都是在天然氣或放射性礦石中發現的。此外，還發現外來的隕石和宇宙射線也有「氦」的存在。因此，「氦」在天地間幾乎無所不在。

 

新的一年開始，重新審視過去一年，為新的一年設立新目標，開啟全新的視野與展望，研究工作就是跟隨學科的發展脈動，不斷追求知識的邊界。本期書訊介紹這本書對國際產學合作科學家以及對全球科學問題感興趣的研究人員有所幫助。全球化已將世界各地的化學家聯繫在一起，促使對化學科學研究、安全性、教育和風險管理的負責任行為和道德實踐來進行對話。這本書著重在透過全球各項資助，強調以國際策略來教育溝通和聯繫全球社群，並由意見領袖和研究人員撰寫內容。對於全球實踐化學、科學與人權、科學流動性和國際關係有興趣的你一起來閱讀。 

 

我們拉開了新的一年序幕，摩拳擦掌迎接嶄新的2024年。今年正式啟動實施2024-2026 ACS Read and Publish協議，共同參與協議的25所學校老師及研究者皆可於ACS期刊上免費發表開放取用文章，近日我們【自然科學及永續研究圖書服務計畫-化學領域】也持續請ACS方提供多場的線上問答時間與規劃實體推廣場次，讓更多的老師及研究者能了解投稿步驟。期盼未來能有更多學校一起參與此項協議，讓臺灣研究者的成果能夠以開放獲取的方式供全球大眾閱讀和引用。

 

也再次和大家介紹我們【自然科學及永續研究圖書服務計畫-化學領域】的服務，當大家在研究中遇到無法獲得的期刊文章、或是無法開啟在電子報中〈書訊補給站〉介紹的專書、〈推薦報導〉的新知，〈臺灣研究新發現〉成果發表的期刊，別忘了「化學中心總圖書室」始終支持您的研究工作，可以提供「零距離、免付費」的館際合作服務，線上提出申請，化學領域的電子期刊、電子書，以及紙本文獻通通都有！化學中心總圖書室會於正常上班時間4小時內回覆(週一~五，09:00-17:00)，歡迎多加利用。

 

也請各位能花幾分鐘的時間填寫服務滿意度調查問卷，您的批評與指教才能使我們不斷改善服務方向和品質，再次謝謝大家。