本研究結合奈米合成技術及生物醫學應用，以牛血清蛋白（BSA）為載體，裝載具化學動力療法的金屬氧化物（CuFe2O4, CFO）及具光治療功能的光敏劑（IR780），製備CFO@BSA-IR780多功能奈米複合材料。 材料鑑定方面由TEM、DLS與UV-Vis等儀器進行組成及光學性質分析。特性方面，CuFe2O4在腫瘤環境由芬頓反應，促使H2O2產生活性極高的氫氧自由基（•OH）。並且IR780在近紅外光照射下同時具光熱與光動力治療特性，可殺死癌細胞。同時CuFe2O4中的Fe3+ 和Cu2+ 進行氧化還原將腫瘤部位的穀胱甘肽（GSH）轉化成氧化型穀胱甘肽，強化化學動力療法及光動力治療效果。 最後，本研究將CFO@BSA-IR780奈米材料實際運用於细胞毒性測試與細胞螢光顯影，確認其效果及低毒性。成功發展出同時具備化學動力療法、光動力治療、光熱治療及細胞螢光顯影之多功能奈米複合材料，期許在醫學治療提供一項新興藥物材料。

本研究製作可以容納鈉離子進出的宿主材料NaFe[Fe(CN)6]普魯士藍(Prussian blue， PB)，塗佈在鋁箔上製成陰極板，配合陽極鈉金屬板，壓製成二次鈉電池。本研究創新在於(1)使用PB 奈米微粒； (2)塗佈電極時添加鎳奈米微粒或銀奈米微粒，以協助充放電時的氧化還原反應效率； (3)陰極漿料置於 143 V/mm 電場下陰乾，推動立方 PB 以垂直於陰極板的方向排列，正向面對鈉離子的流動方向，提升鈉離子嵌入或脫嵌 PB 的效率。連續充放電循環，發現添加金屬奈米微粒或陰極板在電場下陰乾，均能有效提升電池電容量及穩定度。以 39 nm普魯士藍微粒添加 15% 82 nm 銀奈米微粒，在 143 V/mm 電場下陰乾 24 小時，電容量得以提升 3 倍，並在 50 次充放電循環後電容量未見衰退，維持在 90 mAh/g。

One of the main challenges with today’s batteries is their relatively low volumetric and specific capacities. The highest specific capacity can be achieved with lithium-air batteries, which use metallic lithium as the anode and typically some form of porous carbon as the cathode. To enhance performance, aerogels—among the world’s lightest solid materials—are ideal candidates for cathodes. Resorcinol-formaldehyde (RF)-based carbon aerogels, for example, serve this purpose well. In my work, I utilized two types of carbon aerogels as cathode materials: one derived from pyrolyzed resorcinol-formaldehyde polymer and the other a graphene-oxide-modified version of this carbon gel. I integrated the carbon aerogels I had pyrolyzed into lithium-air batteries to improve the cell’s performance, energy density, and capacity compared to cells using activated carbon. In my research, I examined the pore structure and surface properties of these materials in aqueous media using NMR (nuclear magnetic resonance) relaxometry and cryoporometry, exploring their impact on battery efficiency. I found that the graphene-oxide-containing sample's pores filled with water in a layered manner, indicating a more hydrophilic surface, which suggests a denser arrangement of oxygen-containing functional groups compared to the unmodified carbon aerogel. The pore sizes were reduced after adding graphene oxide, resulting in an increased specific surface area for the sample. Incorporating the reduced graphene-oxide-containing carbon aerogel enabled the creation of a more efficient, higher-capacity battery than with the RF carbon aerogel. This improved performance is likely due to the aerogel’s higher oxygen content and altered morphology. The increased oxygen content provides more active sites for oxygen reduction, meaning that a greater specific power output can be obtained from the battery.

本研究結合奈米合成技術與生物醫學， 利用表沒食子兒茶素沒食子酸酯 (Epigallocatechin gallate, EGCG) 作為載體 調控摻雜Cu2+/Cu3+與 Fe2+/Fe3+之含量 並以π-π交互作用力附載缺氧性抗癌藥物替拉扎明 (Tirapazamine, TPZ) 成功製備出多功能金屬多酚配位奈米顆粒簡稱為EFeCuTPZ。 材料經紫外-可見光譜 (UV-vis)，、動態光散射 (DLS) 及掃描式電子顯微鏡 (SEM) 確認其粒徑大小、形貌學與穩定性。利用808 nm和671 nm雷射分析其光熱轉換效率 評估光熱療法效果，。在腫瘤微酸性環境下， EFeCuTPZ可利用高濃度之H2O2行芬頓反應 (Fenton Reaction) 產生高活性之氫氧自由基 (•OH)， 展現化學動力療法 (Chemo dynamic-therapy, CDT)，。同時， 藉由材料中的Cu²⁺與腫瘤環境中的穀胱甘肽 (Glutathione, GSH)反應減少高活性物質 (Reactive oxygen species, ROS) 的消耗 增強CDT之療效。酸性條件下 TPZ顯著釋放 有助於腫瘤治療。 另外， 細胞實驗顯示EFeCuTPZ具有高生物相容性與治療效果， 成功開發出具CDT，、CT及PTT功能之奈米複合材料 為醫學新興藥物材料提供可能性。

鈣及攜鈣蛋白調節酶(CaMKII)存在於大部分細胞中，研究顯示其在多種癌細胞中過度表現。苯基磺醯胺衍生物為CaMKII抑制劑的常見結構，而吲哚與靛紅是常見藥物結構，因此本研究參考文獻[1]，並擴展臨床尚未解決問題，優化此兩類衍生物以製成抗癌藥物。第一系列以苯基磺醯胺為主架構，改良文獻[1]中抑制效果最佳的化合物1，第二系列則修改吲哚與靛紅的取代基，設計出多種候選分子。初步利用分子模擬分析軟體(Discovery Studio)模擬蛋白質與藥物分子結合，考量結合能、結合方位、藥物取得及合成難易度，選定有潛力的WACY與CYWA系列結構進行合成。本實驗使用創新的步驟合成，簡易、高效率且符合綠色化學，再經核磁共振與高解析度質譜儀驗證得出高純度產物。最後根據生物檢測發現WACY-2對乳癌細胞毒性高和對於一般乳腺細胞和乳癌細胞的選擇性都較市售抑制劑KN-93佳，而WACY-6對CaMKII抑制效果為WACY系列最佳；CYWA-2, 3, 6, 7對乳癌細胞的毒性和對CaMKII抑制效果又優於KN-93與WACY系列許多。本研究成功製備出符合理論計算預期且抑制蛋白質的效果較KN-93佳的化合物，未來極具潛力作為抗乳癌的標靶藥物。

In the upcoming years, both population and energy consumption are expected to increase dramatically [1]. Industrialization has led to a dramatic shift in the energy environment [2], with predictions of a 57% increase in demand for energy between 2002 and 2025 [3]. In addition to organic materials like trees and solid waste, fossil fuels like coal, natural gas, and oil provide more than 90% of the world's energy needs. Their overuse has resulted in the release of climate-altering greenhouse gases like carbon dioxide (CO2) and methane (CH4) into the atmosphere [4]. Scientists and other stakeholders are putting more emphasis on finding solutions to global warming, increasing energy production in order to meet increasing demands, and decreasing emissions of greenhouse gases. Using greenhouse gasses to make useful chemicals or fuels is one solution to both problems [5]. This motivated researchers to investigate the potential of CO2 and CH4 as clean energy sources. The process of dry reforming of methane (DRM) has been identified as a potentially successful strategy for transforming CO2 into marketable syngas with a balanced H2/CO composition [6], [7], [8], [9]. The economic viability of DRM, the reactor type, the availability of raw materials, and the intended use of the produced syngas are all-important considerations. Though DRM is gaining popularity, maintaining its long-term stability is difficult due to carbon accumulation from CO disproportionation and methane degradation [10], [11]. The catalyst used, as well as other parameters like as pressure, temperature, feed concentration, and reactor size, are critical to the process's effectiveness. In this scenario, a nickel catalyst on a La2O3/SiO2 substrate with microspheres and a core-shell structure will be developed to improve the conversion of greenhouse gases into profitable syngas. This catalyst is projected to improve the efficiency and performance of the DRM process significantly.

本研究使用實驗室自製的配基與銠金屬結合為催化劑後，在一次使用銠金屬催化劑下，同時催化烯炔類與苯硼酸進行加成、不對稱環化、chain walking、以及消去反應，在保持鏡像選擇性下獲得具有末端烯的產物。透過改變鹼的加入方式、催化劑的種類等變因，篩選適合的反應條件。 實驗結果顯示，銠金屬催化劑能催化烯炔類與苯硼酸進行不對稱環化反應，最高產率可達88%且e.e.值可達86%。未來希望能將此反應路徑應用於其他不對稱合成，使銠金屬催化劑的應用達到省時、高效的目的，有助於天然物和藥物的研究發展。

二氧化碳在大氣濃度中不斷飆升，進而加劇溫室效應。該如何降低二氧化碳的汙染成為一個重要的議題，而其中將CO2RR有很好的發展，運用電化學將二氧化碳經過金屬觸媒進行還原反應，得到的產物可以做為燃料電池的燃料來源或化工原料…等許多應用，被視為將來很有潛力的環保科技。 然而以銅做為觸媒雖然可以獲得多樣的產物，卻缺乏選擇性，因此我們決定以銀作為輔助，製作雙金屬觸媒，進行改善。 本實驗合成核殼結構的銅銀奈米粒子，並以碳黑作為載體，來製作金屬觸媒，可以防止銅在反應過程中氧化，並同時保留兩種金屬的特性。我們開始思考還原溫度如何影響雙金屬觸媒的生成，進而影響產物的選擇性。我們計劃以油胺油酸法合成銅銀金屬觸媒，改變溫度條件，並嘗試不同的金屬比例，尋找提升效率的最佳反應條件。

研究以自行研發之微小化電漿裝置，使用空氣作為主要背景氣體。電漿裝置內外電極的選用分別為不鏽鋼毛細管與銅線，並利用玻璃管作為裝置之介電質絕緣層，再以高壓產生器施加電壓至9.92 kV時，可於常壓環境產生穩定電漿。而後續探討電漿之UV光譜圖，與有機氣體通過時產生之變化，並利用FID與電漿裝置之層析圖比對，進而得出各樣品的滯留時間。本研究測試了空氣與氮氣兩種背景氣體，實驗裝置可達到1.5ng之偵測下限。研究進一步探究光觸媒與氣體之反應，發現可增強光強度訊號。電漿裝置具備微小化、價格低廉等特性，且可使用空氣作為載流氣體。

本研究延伸自文獻影片「奈米碳來排隊」實驗，自製奈米碳量子點（carbon quantum dots, cQD），並結合鈣鈦礦量子點（perovskite quantum dots, pQD）製程，以探討優化發光薄膜材料的合成技術與製程。目前完成的變因探討如下：（一）比較碘化鉛與溴化鉛兩種前驅物對pQD粒子成長的效應，（二）萃取不同型態cQD的溶劑效應，（三）調控cQD之添加方式，包括劑量、順序與添加時刻。製程條件的添加順序分成兩種流程：（A）方法PC（perovskite - carbon）：先有鈣鈦礦後有碳，也就是先合成pQD，期間再加入cQD，（B）方法CP（carbon - perovskite）：先有碳後有鈣鈦礦，也就是先加入cQD，再合成pQD。 為了找出pQD發光特性的優化條件，研究結果進行討論四項指標：光致發光量子產率（photoluminescence quantum yield, PLQY）、譜線半峰全寬（full width at half maximum, FWHM）、波長位移及pQD穩定度。觀察PLQY與FWHM的結果顯示：多數以方法PC添加之cQD能達優化效果，而其中又以甲苯萃取的PhMe-cQD（178.0%）與異丙醇萃取的IPA-cQD（182.6%）對PLQY提升幅度最為顯著。目前也進行市售碳化矽（SiC）與自製碳矽複合物（簡稱CSiX）的添加效應，期能找出更加優化pQD條件，發展出簡易製程但更具綠能經濟之發光薄膜原料，也提供碳循環應用之契機。