師生共學社群 A類：教學深化
社群名稱：發光奈米材料之探究與實作
授課教師：張玉珍
一、活動報導：
本系於 112 年 5 月 31 日邀請張煥宗教授進行「發光奈米材料探究與實作」的活動。張煥宗教授曾任教於台灣大學化學系 27 年，目前為長庚大學生物醫學系教授。張教授致力於綠色合成奈米材料，並將其應用於生物醫學，如感測器、細胞影像、藥物及新能源等。張教授研究表現傑出，曾獲得國科會傑出獎、有庠科技論文獎『奈米科技類』及中國化學會「化學學術獎」等，研究成果備受肯定。現擔任Frontiers in Analytical Science 的主編，及 Frontiers in Chemistry、Journal of Food and Drug Analysis、Biosensors and Bioelectronics 等國際期刊副主編，也為 Journal of Advanced Research 的編輯顧問。
研究成果傑出，曾獲國科會甲種研究獎助 (85-89 年度)
中國化學會 89 年度傑出青年化學獎
臺灣大學理學院 89 學年度青年學人獎
94 年度臺灣大學傅斯年獎(2006)
96 年度國科會傑出獎 (2007)
有庠科技論文獎『奈米科技類』 (2008)
英國皇家化學會會士 (2013)
中國化學會「化學學術獎」 (2015)
科睿唯安高被引學者 (2017, 2018)
量子點（quantum dots）是由數十個的原子所構成之準零維度（quasi-zero-dimensional）奈米材料。其內部電子在三度空間的運動都受到侷限，使其光電特性與其塊材（bulk）形態差異極大。其中量子侷限效應（quantum confinement effect）特別顯著。即大小不同之量子點具有不同的放光位置。一般而言，粒子愈大之量子點，放光波長會有紅位移之現象。量子點具備特別之光學與化學特性：
（I）隨著不同的組成及大小，量子點的放光波長也會不同。
（II）其放光波長的譜帶較傳統有機染料窄（～30 nm）。
（III）利用相同激發光源可同時激發大小不同的量子點，使其有不同放光波長。
（IV）具有高效能之化學穩定性及量子效率。
綜合以上優點，量子點不僅可以去標定生物分子做生化感測器，也能應用於發光之光電材料。碳點是一種近年來受到廣泛研究的新型奈米碳材料，具有許多優良的光學、電學、熱學、生物學等特質，被廣泛應用於傳感器、藥物、奈米酵素、奈米催化劑及新能源等。利用電化學法合成用於銅離子檢測的碳點，可以通過調節反應條件和合成方法，控制碳點的結構和性質。通過添加含有銅離子的溶液，在碳點表面形成與銅離子配位的基團，使碳點對銅離子有選擇性的親和性，從而實現銅離子的檢測。通過電化學法合成碳點(bottom-up methods)，不僅可以實現對銅離子的高靈敏度和選擇性檢測，還可以通過調節碳點的結構和性質，擴展其在其他領域的應用。在實驗中利用組胺酸前驅物，與碘化鈉、氫氧化鈉配置成水溶液，使用講師自製的電極，在室溫、鹼性環境中，10 伏特的恆定電壓下，合成碳點水溶液。碳點和銅離子作用會形成錯合物並引發電荷轉移，使碳點的螢光猝滅，由此進行偵測。使用紫外光、藍光、綠光、紅光照射碳點，會釋放不同顏色的螢光，非常有趣。碳點和銅離子作用會形成錯合物並引發電荷轉移，使碳點的螢光猝滅，由此可用於銅離子的檢測。由於化學系是更基於理論上的探討，不常在應用技術上有機會接觸，因此本次的經驗拓展了大家的視野，了解到化學的多方性應用，不只是基於理論，而是在各種領域如醫學、材料、生物等都能有所應用，也為各位同學提供了未來可能的發展道路。
