理學院

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學院概況

理學院設有數學系、物理學系、化學系、生命科學系、地球科學系、資訊工程學系6個系(均含學士、碩士及博士課程),及科學教育研究所、環境教育研究所、光電科技研究所及海洋環境科技就所4個獨立研究所,另設有生物多樣性國際研究生博士學位學程。全學院專任教師約180人,陣容十分堅強,無論師資、學術長現、社會貢獻與影響力均居全國之首。

特色

理學院位在國立臺灣師範大學分部校區內,座落於臺北市公館,佔地約10公頃,是個小而美的校園,內含國際會議廳、圖書館、實驗室、天文臺等完善設施。

理學院創院已逾六十年,在此堅固基礎上,理學院不僅在基礎科學上有豐碩的表現,更在臺灣許多研究中獨占鰲頭,曾孕育出五位中研院院士。近年來,更致力於跨領域研究,並在應用科技上加強與業界合作,院內教師每年均取得多項專利,所開發之商品廣泛應用於醫、藥、化妝品、食品加工業、農業、環保、資訊、教育產業及日常生活中。

在科學教育研究上,臺灣師大理學院之排名更高居世界第一,此外更有獨步全臺的科學教育中心,該中心就中學科學課程、科學教與學等方面從事研究與推廣服務;是全國人力最充足,設備最完善,具有良好服務品質的中心。

在理學院紮實、多元的研究基礎下,學生可依其性向、興趣做出寬廣之選擇,無論對其未來進入學術研究領域、教育界或工業界工作,均是絕佳選擇。

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    中孔洞氧化石墨烯奈米粒子表面吸附大氣中之氧氣及水氣在光譜上的影響及應用
    (2024) 王少妘; Wang, Shao-Yun
    本研究利用中孔洞氧化石墨烯奈米粒子 (Mesoporous graphene oxide nanoparticles, MGNs) 表面吸附氧氣與水氣,探討在光照下與表面吸附氣體之相互作用。MGNs表面存在碳自由基,並在照光後透過單線氧捕捉劑 (1,3-Diphenylisobenzofuran, DPBF) 證實其可以作為一個光敏劑,在照光後具有與氧氣能量交換的能力,並產生單線態氧 (Singlet state oxygen, 1O2)。此外,利用MGNs的中孔洞特性吸附水氣,結合表面類似於氧化石墨烯具有光熱轉換的能力,進行水吸附與脫附的循環。我們採用化學氣相沉積法,於高溫 (825 °С) 下裂解乙烯,成功在中孔洞沸石奈米粒子 (Mesoporous zeolite nanoparticles, MZNs) 表面形成了類似氧化石墨烯的碳層,並具有碳自由基及親水性官能基。經過高溫處理後,孔洞材料仍保持中孔 (3–8 nm) 及微孔 (<1.5 nm) 的特性,以及具有高比表面積 (800–900 m2/g)。MGNs展現出強大的光吸收能力以及在近紅外光 (1000–2500 nm) 範圍內的發光特性。基於這些特點,MGNs可以作為光動力療法 (Photodynamic therapy, PDT) 中的光敏劑,提供新穎且有吸引力的治療方法,同時還可作為光熱材料,解決水資源短缺危機。為了解決MGNs團聚的問題,我們在MZNs表面修飾上聚乙二醇,利用空間斥力讓材料能夠均勻分散。而後,選擇MZNs複合銀奈米粒子,因為銀奈米粒子本身也具有特殊的光化學特性。我們加入銀前驅物並且利用大氣壓微電漿法,有效促進了銀的還原,使分散性之孔洞材料同時具有產生活性氧物質的能力。最終,得到了複合材料Ag@s-PEG-MZNs,為生物醫學領域發展出新的可能性。
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    金奈米雙錐體/奈米棒之自組裝用於螢光增強研究
    (2023) 吳立中; Wu, Li-Chung
    金奈米材料的尖端因表面電漿共振(Localized Surface Plasmon Resonance, LSPR),在尖端處擁有較強之電場增強的有去特性。對由於金奈米顆粒表面的保護基可導致其親疏水性的改變,本研究利用不同的硫醇作為保護基修飾金奈米材,一方面控制其表面之親疏水性,另一方面可控制其懸浮於極性與非極性溶液的界面間,將金奈米材料在玻璃基板等平面上進行自組裝排列。利用掃描式電子顯微鏡觀察排列的情況,可以發現金奈米雙錐體的端點指向中心,排列成一類似寄木細工的圖樣(Yosegi patterns)。此一自組裝方法,成功的使金奈米雙錐體的端點相互靠近,並預期在金奈米材料端點對端點的間隙處,會有更強的近場電場增強。本研究中,以近紅外光螢光分子(near-infrared fluorescent dyes)的螢光增強作為研究的重點,選用Streptavidin-IR800作為螢光染劑,藉由金奈米顆粒的自組裝(self-assembly)技術排列出有序的金屬奈米薄膜圖樣,使其電場增強的性質能更加突出,相較於單純的有玻璃基板能夠有效的提升螢光的訊號強度1477倍。此一技術將使金奈米材料未來在光學及奈米生醫檢測方面有更多的應用與發展機會。