化學

本研究的方向是利用聚苯乙烯磺酸鈣(PSS)、硫醇小分子(PA)、銅離子(Cu2+)和金離子(Au3+)於最佳比例下合成的穩定金銅奈米團簇，分析此穩定、具有響應性之金銅奈米團簇並探討此系統用於過氧化氫以及葡萄糖偵測的效果，確認最佳合成比例(也就是改變PA、Cu2+、Au3+的比例)、分析特性(螢光強度、奈米團簇大小、團簇溶液分散性、有無加入PSS之影響)後，探討偵測待分析物的效果。以葡萄糖為例，加入葡萄糖氧化酶後，製造出葡萄糖酸及過氧化氫，就能藉由過氧化氫改變團簇表面特性，使螢光強度減弱來進行間接偵測葡萄糖濃度。最後藉由此金銅奈米團簇做為偵測試劑於真實樣品中進行過氧化氫與葡萄糖之偵測並探討其效果。

我們成功利用點擊化學(Click Chemistry)合成出C1、C2、C3三個含有三唑(triazole)的化合物，三者的共同特色是具有對稱特性的超分子結構，C2、C3會自組裝成網狀結構並與有機溶劑形成超分子有機凝膠；經由實驗我們以成膠能力最佳的C3作為後續實驗主要研究對象。我們研究的內容包含基本物化性以及周圍環境對凝膠形成的影響，發現溫度、溶劑、濃度都會影響其聚集形貌。而我們對其分子間的作用力進行研究，得知主要以π-π堆疊、氫鍵及凡得瓦力等非共價鍵作用力維繫分子的結構。另外我們發現C3分子在凝膠態與薄膜態放光增強的效應，推測此分子具有AIE 效應(聚集誘發螢光增強)。最後，我們根據實驗結果，推導出C3分子形成凝膠的機制。

本研究以高溫鍛燒的褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨混合粉末作為電極修飾材料，並與多層奈米碳管(CNT)混合後，附著於碳紙極電板上。修飾材料中推測含有碳奈米纖維與碳量子點，其表面具親水性的含氧官能基，可提高CNT在水相中的分散性；而碳奈米纖維則推測可增加材料的機械強度，提升電極可撓度。研究藉由調整鍛燒溫度和氮材合成比例，探討不同變因下製造的電極修飾材料對電容效能的影響。 得知最佳鍛燒條件為：褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨1：1(重量比)、鍛燒溫度為160℃。利用此條件下製作出來的電極修飾材料，可以使實驗材料達到最高的比電容值324F/g。此製程大幅提升了奈米碳管的比電容值(對照組128F/g)，期待未來能實際運用於電能儲存裝置上，或搭配電池應用於可撓式電子裝置。

高科技產業的發展日新月異，創造不同特性的功能材料常扮演推進科技的關鍵角色，若單一材料能以簡易的方式進行奈米尺度下的結構轉換，便可能增加該材料的應用彈性。本研究設計並合成具放紅色螢光性質的雙尿素共軛分子TPDF-Bisurea，並將其引進多孔性陽極氧化鋁(AAO)模板，透過分子兩側雙尿素基團交互辨識，在模板內自組裝形成奈米管。再將奈米管置入充滿THF蒸汽的密閉環境，藉蒸汽微擾分子間作用力，使其由一維管狀轉為零維球狀結構，達到以自組裝行為在分子不同維度間轉換之目的。分析實驗所得的一維與零維奈米材料之基本及光物理性質，期望將兩者應用在光電元件中。其中空結構之特點亦可作為輸送藥物或基因的載體，並藉由螢光性質追蹤其進入目標體後的所在位置。

癌症的化療藥物常藉由DNA 鏈間交聯造成癌細胞的凋亡，如瘤克寧錠，一種苯胺氮芥的抗腫瘤藥物，雖在臨床上已廣泛使用，但仍有以下缺點：進行交聯時，會造成DNA的彎曲；易被水解；成功的交聯機率很低。造成這樣的主因是其兩個氯間的距離為7.2 Å，比DNA的鏈間距離8.9 Å短。為提升鏈間交聯的反應速率，本研究參照了瘤克寧錠的結構而進行改良，使氯間的距離增大為8.9 Å，並成功合成設計的分子--COOH-SW。接著透過導入鳥嘌呤四股去氧核醣核酸 (G-4 DNA)導引基團 (BMVC)，以BMVC-C3M (傳統架橋距離)與BMVC-SW (增加作用端的距離)比較架橋距離對交聯能力的影響。 透過與不同 G-4 DNA 結合後DNA 熔點的測量、圓二色光譜、吸收光譜及螢光光譜的變化，得知 BMVC-C3M 與 BMVC-SW 對於 G-4 的非共價結合能力相當；進一步利用變性膠體電泳及化學足跡法分析，可以知道其與 G-4 的烷基化能力也相當，且作用在附近的鹼基上。最後利用質譜比較鏈內交聯的能力，由結果得知，增加作用端的距離確實能有效改善鏈內交聯的能力。未來期望探討實際上對於癌細胞的抑制活性，希望能改善瘤克寧錠在傳統應用上使用的困境。

本實驗主要開發出快速簡單的癌細胞檢測系統。利用氧化石墨烯(graphene oxide, GO )搭配修飾上適合體(aptamer)的金奈米棒(gold nanorods, Au NRs)，藉由適合體對於癌細胞的專一性鍵結，可以使石墨烯氧化物/適合體-金奈米棒(GO/apt-Au NRs)鍵結到癌細胞表面，由於金奈米棒本身具有很強的散射光，因而可以直接於暗場顯微鏡下，以肉眼觀察及辨認癌細胞。此方法具有快速、簡單、便宜和選擇性佳等優點，且搭配上不同的適合體，即可以選擇性偵測不同細胞，因此未來期望能夠開發為可市售的癌症檢測套組。

It is known that copper foil undergoes a color change in heating by oxide thin layer formation. Therefore, we focused on the color change by the oxidation of brass foil. Brass foil (Akaguchi (Cu87%Zn13% alloy) and Aoguchi (Cu85%Zn15% alloy)) also undergoes color change by oxidation, and it shows heating time and temperature dependence. Brass foil need longer heating time to appear color change than copper foil, and we can visually confirm that the brass has corrosion resistant. In addition, color change of brass foil depends on the percentage of copper in the brass, and Aoguchi shows rapidly color change in same heating condition. We show that brass has different physical properties than copper, even with a high percentage of copper in brass, and this was verified through comparison using diffusion length and RGB data in Aoguchi and Akaguchi. We demonstrate these colored brass foils are used as art materials, and our results expanded material using possibility of brass foil.

本研究是以「tert-butyl 2-oxo-2-phenylacetate 進行 1,2-不對稱加成製備成 tert-butyl 2-hydroxy-2,2-diphenylacetate之最適化實驗」做為實驗目標，在起始物的苯環上添加不同的取代基進行反應，以探討不同的 tert-butyl 2-oxo-2-phenylacetate 衍生物產率及鏡像超越值的差異。研究結果顯示，在以取代基位置為操作變因的實驗中，間位、對位擁有 48% 及 43% 的產率，鄰位產率則僅有 12% ，但鏡像超越值皆能達 >90% ee。由此可推論鄰位因有較大的立體阻礙，使得反應不易發生；間位雖比對位有較高的立體阻礙，但因與反應處相距較遠，故影響較小；而鏡像選擇性不受立體阻礙影響。為了使間位和對位反應的差異更為明顯，故決定在間位及對位以不同電子效應的基團做為取代基進行反應。研究結果也顯示，當間位具有一個拉電子特性的 CF3取代基，能使 α–ketoester 之加成產物產率>99%。未來若能進一步以更多不同的推拉電子基做為取代基，則可望使立體阻礙大小與推拉電子效應被量化，進而預測產率，協助進行最適化製備的研究過程中，更有效率的找到最適化條件。

藍相液晶有別於市售顯示器面板的向列型液晶，擁有自組裝3D奈米級晶格，可達成高幀數(高畫面更新)優勢，而目前仍存在高驅動電壓和溫度不穩定等問題。 本實驗設計並合成有利於藍相液晶生成的分子，摻混適當旋光劑後，探討主體液晶中Schiff base及尾端不對稱中心對藍相液晶穩定之影響，以增廣藍相液晶溫寬為目標。 結果發現： 一、摻混ISO(6OBA)2旋光劑最多可使藍相生成溫寬由0.7℃增寬至14.8℃。 二、摻混S811、R811旋光劑至尾端消旋液晶效果較佳，誘導藍相至溫寬35.5℃。 三、Schiff base具有羫基形成水楊醛亞胺結構，產生較大偶極而穩定藍相液晶。 四、分子尾端若具旋光性，摻混S811後消旋而無法生成藍相；摻混R811與主體分子旋性相同而能拓寬藍相溫寬至26.3°C。 針對商業化需求，本實驗已解決藍相液晶普遍溫寬不足的狀況，合成出的小分子結構驅動電壓較低，並且能整合出穩定藍相溫度所需的最佳條件。

Colorants are used in many industries, especially in the textile industry. These substances both cause visual pollution and create an anaerobic environment for aquatic creatures. In this study, it is aimed to examine the usability of activated carbon synthesized from waste polyethylene terephthalate (PET) bottles, which is an important environmental problem, in removing the pollution caused by the colorants caused by industrial activities in water resources.