金屬氧化物因其豐富和高理論重量容量而被認為是鉀離子電池（PIB）和混合電容器（PIHC）的潛在雙功能陽極候選材料；然而，由於寬帶隙固有的絕緣特性和離子傳輸動力學的不足，金屬氧化物負極表現出較差的 K⁺電化學性能。在這項工作中，我們報告了金屬氧化物的晶面和結構工程，以實現顯著增強的 K⁺存儲性能。通過 CTAB 介導的生長合成了具有主要 (001)裸露平面的垂直交叉單晶納米棒結構的銻酸鉍 (BiSbO₄) 奈米網結構。 (001) 被發現是優越的吸附和 K⁺傳輸的優先表面擴散路徑，此外，互連的奈米棒產生堅固的基質以增強導電性和離子傳輸，以及緩衝插入過程中的劇烈體積變化/ K⁺的提取。由於 BiSbO₄ 電極的晶面和結構工程的協同作用，通過可逆共存的過氧化鉀轉化反應 (KO₂↔ K₂O) 和 Bi_xSb_y 合金化反應 (BiSb ↔ KBiSb ↔ K₃BiSb)。因此，BiSbO₄ 奈米網陽極在容量、循環壽命和倍率性能方面表現出出色的鉀離子存儲能力。最後，在 PIB 和 PIHC 的全電池中, BiSbO₄ 奈米網陽極在 Ragone 圖中表現出令人滿意的性能，這揭示了它們在廣泛的 K⁺基儲能中的實際應用能力。我們相信這項研究將為設計用於 PIB、PIHC 甚至廣泛能量存儲的三元或二元轉換型電極材料提供一種有前景的途徑。

酚類(phenols)及其衍生物對人類和動物具有短期和長期的毒性威脅。因酚類具有高化學穩定性、高溶解度及長降解時間，美國環境保護署（US EPA）和歐盟（EU）已將酚類及其衍生物列為首批優先清處的水污染物。其中，4-氨基苯酚（4-aminophenol,4-AP）和4-硝基苯酚(4-nitrophenol,4-NP)是劇毒衍生物。在這項研究中,我們成功合成新的複合材料（CdSe/ZnS QDs @ f-MWCNT），並將其開發成為一種高效能電化學感測器，可以同時檢測4-氨基苯酚（4-aminophenol, 4-AP）和4-硝基苯酚(4-nitrophenol, 4-NP)。在各種半導體材料中，奈米粒子CdSe（I型）可隨其尺寸變化而具有不同的可見光譜。我們首先合成硒化鎘/硫化鋅納米晶體（CdSe/ZnS nanocrystals），並進一步將納米晶體與功能化的多壁碳納米管（f-MWCNTs）結合。在這項研究中，我們合成的水溶性CdSe/ZnS 量子點的尺寸約為 3.93 nm。新合成的納米複合材料CdSe/ZnS QDs @ f-MWCNT，具有優異的結構形態特徵，以及優異的電子和光學性能。CdSe/ZnS QDs @ f-MWCNT所製成的感測器，其檢測限值 (limit of detection, LOD) 分別為 34.8 nM (用於檢測 4-AP) 和 17.7 nM (用於檢測 4-NP)。對於兩種分析物，該感測器線性範圍為0.149-510μM。與其它類似的感測器相比，CdSe/ZnS QDs @ f-MWCNT所製成的感測器，其性能優異。此外，我們也運用真實生物和環境樣品，進行即時性分析，以探討本研究成果商業化的可行性。

隨著對大量訊號儲存能力、智能系統的復雜計算任務和低能耗的新興需求，近期研究以利用布爾邏輯和馮諾依曼架構(Boolean logic and Von Neumann Architecture)，開發出神經元形態裝置，用以解決傳統計算技術中能量消耗、物理縮放和計算速度的限制。 其中，模擬類人神經系統的方法，如在單個設備單元中同時執行所有傳感、記憶和處理功能，即為透過類似於生物高效突觸的設計。針對上述新興議題，臺大陳文章教授及Dr. Ender研究團隊以溶液製備（例如添加邊緣溶劑、超聲波處理和紫外線處理）鈣鈦礦 (CsPbBr₃) 量子點 (QD)/聚 (3-己基噻吩) (P3HT) 複合材料，影響納米纖維薄膜 (CNF) ，以改善電荷解離和光子突觸性能（ Adv. Funct. Mater. 2021, 2107925, highlighted as inside front cover）。其中CNF的光子突觸電晶體擁有重要特性，包括短期可塑性、長期可塑性、尖峰數依賴性和尖峰時間依賴之可塑性，達成模擬感知、運算和記憶功能。值得注意的是， CNF突觸裝置具有 0.18 fJ 的超低能耗和零閘極電壓(V_G = 0 V)操作，並歸納此裝置卓越性能可源於兩個因素：（i）QD 的均勻軸向分佈和（ii）P3HT 納米纖維和共聚體的形成。因此，QD 和 P3HT 之間的界面電荷轉移的提升，進而提供良好的載子傳輸能力。總的來說，複合人工突觸材料成功地提供了有效的傳導，而在此提供了新的視角，以模擬人類記憶、神經形態計算和人工智能系統的一維自組裝納米結構人工突觸的製造。

追求更高效率的磷光有機發光二極體(phosphorescent organic light-emitting diodes, PhOLEDs)，一直是材料化學家持續面對的挑戰。本實驗室與元智大學張志豪教授團隊利用4,5-dicyano-1-methylimidazole (im)搭配carbazole (Cz)衍生物合成出一系列雙極性有機深藍光分子(im-CzP、im-CzPCz、im-CzPtBu和im-OCzP)，將其作為發光層之主體材料並搭配市售磷光綠光Ir(ppy)₃和紅光Ir(piq)₂(acac)客體材料製作PhOLEDs。元件結果顯示im-OCzP應用於綠光及紅光PhOLEDs皆具有優異的效率表現，最大外部量子效率分別達到22.2% (77.0 cd A^-1、93.1 lm W^-1)和14.1% (9.0 cd A^-1、10.1 lm W^-1)。此外，透過共主體的元件設計，選用B3PyMPM分子與im-OCzP搭配，加強電子在放光層之傳輸能力，藉此提升激子利用效率。經優化後之綠、紅光PhOLEDs在最大外部量子效率、流明效率以及能量效率皆有顯著突破，分別為23.0% (80.0 cd A^-1、98.8 lm W^-1)和16.5% (10.2 cd A^-1、13.4 lm W^-1)。本研究證實此系列雙極性有機深藍光分子能有效傳遞能量並具有平衡之載子遷移率，同時也顯示共主體發光層之設計可實現高效率PhOLEDs的潛力。