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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    聚胜肽薄膜的合成及應用
    (2011) 吳仁家; Jen-Chia Wu
    本篇論文中,我們利用了 (Surface-initiated vapor deposition-polymerization (SI-VDP)) 此高效率的薄膜成長技術,在矽、石英及金的基板上成功的成長了PCBL、PLL、PBLG及PLGA等聚胜肽薄膜,並用此薄膜來做後續之應用。 首先,我們利用PLL薄膜做為模板來催化tetraethoxysilane的聚合沉積反應,用此仿生反應來形成氧化矽奈米結構。在PLL薄膜的催化下,氧化矽可在常溫、中性的pH值下自發生成。而形成的氧化矽結構和PLL聚胜肽模板膜厚及橫向的微米圖形相當一致。此外,透過調控PLL聚胜肽模板的膜厚及疏密度,還可微調氧化矽奈米結構,令其結構由連續性的薄膜轉變為分離的球狀結構及纖維網狀結構。在利用高溫移除PLL聚胜肽模板後,在穿透式電子顯微鏡(TEM) 下可發現,用此方法可在表面上製造出平均約10奈米的細微通道。我們的方法提供了一個簡單容易且環保的方式,用以形成可調控形、貌厚度與疏密度的氧化矽奈米結構。 其次,我們成功的利用調控聚胜肽的排列及α螺旋與表面的傾斜角,形成在±0.422V下整流效應達約122的分子二極體。在此,我們利用SI-VDP在金的表面成長PBLG 聚胜肽薄膜並利用solvent-quenching的方式(先以chloroform浸泡薄膜讓PBLG分子鍊伸展到溶劑中,然後再將薄膜轉移到互溶性較差的溶劑acetone中使造成相分離)使聚胜肽分子的α螺旋一致性的向上垂直於基板表面。利用AFM原子力顯微鏡導電模式測量得之 I-V曲線,顯示出良好排列且垂直於表面的聚胜肽結構其整流效應足以用於在二極體的應用之上。
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    開發奈米材料-生物分子複合體及其在生物系統的應用
    (2011) 劉怡欣; Yi-Hsin Liu
    近年來,奈米材料-生物分子的複合體應用在DNA偵測和RNA干擾是持續被發展的課題。在本研究中,我們發展了新的技術---利用二氧化矽螢光奈米管簡單並靈敏地偵測DNA。嵌進量子點的二氧化矽奈米管是以陽極氧化鋁為模板,藉著溶膠-凝膠法來製造。接著,將不同顏色的二氧化矽螢光奈米管固定上單股的DNA,把它當成奈米探針,在溶液中偵測具有螢光標示的目標DNA。我們利用光激螢光光譜,共軛焦顯微鏡和穿透式電子顯微鏡來檢驗二氧化矽螢光奈米探針的光學和結構特性。在普通顯微鏡下,經由肉眼可以很明顯地觀察到二氧化矽螢光奈米探針在成功偵測到目標DNA後的顏色改變。定量分析顯示,單根二氧化矽螢光奈米探針內只要有100 attomole (10-18摩爾) 的目標DNA,就可以產生可辨視,可觀察到的顏色變化。這些偵測的結果也證明我們的偵測試驗展現了高特異性,高選擇性和非常低的非特定吸附。我們以二氧化矽螢光奈米探針設計出的DNA偵測試驗被預期在快速的DNA掃描和偵測方面的應用是相當有用的。 更進一步地,我們藉著金奈米材料-短片段核糖核酸複合體的調控,來研究以短片段核糖核酸所造成的基因沉默現象的動力學。和動力學相關的因子---複合體的濃度,複合體的服藥次數和細胞繁殖雙倍的時間---分別被研究。這三個因子造成增強綠色螢光蛋白沉默50 %或更少百分比的持續時間也被研究。我們發現沉默持續時間和複合體的濃度呈現自然對數的關係。但是對於其他兩個因子---複合體的服藥次數和細胞繁殖雙倍的時間---則和沉默持續時間呈現線性的關係。根據這些關係,經由短片段核糖核酸調控的,預期的基因表現程度可以被設計出來。對於研究和治療的需求來說,延長的沉默持續時間可以透過改變複合體的濃度和(或)服藥次數來達成。除此之外,選擇模式細胞 (和細胞繁殖雙倍的時間有關)對於延長沉默持續時間是有幫助的。最重要的是,在核糖核酸干擾的應用方面,這些關係式可以大大地減少反覆嘗試錯誤的機會。我們的研究在核糖核酸干擾的治療應用方面具備很高的潛力。
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    FeS2 Nanocrystal Ink as a Catalytic Electrode for Dye-Sensitized Solar Cells
    (Wiley-VCH Verlag, 2013-06-24) Y.-C. Wang; D.-Y. Wang; Y.-T. Jiang; H.-A. Chen; Chia-Chun Chen; K.-C. Ho; - H.-L. Chou; Chun-Wei Chen
    Calligraphic counter electrodes: An important photovoltaic application using FeS2 nanocrystal (NC) pyrite ink to fabricate a counter electrode as an alternative to Pt in dye-sensitized solar cells is demonstrated. FeS2 NC ink exhibits excellent electrochemical catalytic activity and remarkable electrochemical stability. ITO=indium-doped tin oxide.