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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    距離調控式奈米銀增強螢光的感測機制應用於紙片型光學感測器之研製
    (2022) 張雅淇; Chang, Ya-Chi
    本研究使用化學合成法將市售的水相螢光分子轉相成可溶於二氯甲烷的有機相螢光分子,並以奈米金屬增強螢光效應的原理為基礎,於螢光材料中混入有機單層分子膜包覆的奈米銀團簇,最後做成以螢光反應來偵測有機氣體的紙片型感測器。本研究使用市售之綠光感測器搭配雙低通濾波電路所組成的微小化感測器,與光譜儀相比,不僅大幅地降低實驗成本,對於有機氣體偵測的螢光訊號反應也得到有效的放大。為優化實驗條件,本研究做了三種影響因素的比較,分別選用不同碳鏈長度的硫醇來包覆奈米銀粒子、不同螢光反射底板、調整奈米銀與螢光的混合比例,接著將具有最佳化條件的組合,用於偵測8種不同官能基的有機氣體,結果顯示螢光訊號反應有良好的穩定性與可逆性,線性迴歸係數大於0.99,且實驗證實,混入有機相奈米銀粒子,可以有效提升有機氣體偵測的靈敏度,偵測極限值介於11.4 ppm(butanol)到346.8 ppm(octane、toluene)之間。透過作用力的分析,了解到有機氣體的極性或氫鍵等特性會影響螢光反應,也從octane等低極性氣體的測試中證實,螢光反應確實來自於螢光團基與奈米銀粒子之間的距離改變。
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    表面修飾不同形貌奈米銀應用於表面電漿共振有機氣體感測器之研究
    (2019) 高麗婷; Gao, Li-Ting
    本實驗目的在觀察不同形貌之奈米銀粒子在感測揮發性有機氣體 VOC 時,對光學造成的影響。實驗上合成球型 ( Sphere )、三角板( Triangular silver nanoplates, TSNP ) 、立方體 ( Cubic ) 三種形狀之奈米銀,分別自組裝在玻璃感測器上,製作成微小化裝置,主要的吸收波峰位置從球型約 390 nm 位移至三角板 600 nm,立方體主要的波峰在 550 nm,並利用實驗室發展的氣體生成系統,比較三者間在光學上對校正曲線斜率的響應,根據電場分布的特性,證實了具有尖端結構的粒子擁有最好的感測能力。 另外,將奈米銀自組裝感測器各別修飾上聚二甲基矽氧烷以及石墨烯 ( Graphene oxide, GO ) 薄膜,這時候奈米銀在相同的空間裡可感測到更多的氣體分子,因此能增強奈米銀局部表面電漿共振,提升感測器的靈敏度。然而,相較於聚合物,發現石墨烯更能有效提升奈米銀的靈敏度,這項研究為以奈米結構為基底的光學感測器提升了一個層次,butanol 感測可上升 3.28 倍,m-xylene 感測可上升 2.78 倍。
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    奈米金表面電漿共振應用於不同微結構之有機氣體感測器研製
    (2018) 林珮盈; Lin, Pei-Ying
    利用不同基材研究兩種不同微結構的氣體感測器,分別在陽極氧化鋁薄膜與玻璃毛細管內部塗佈奈米金粒子,藉由其表面電漿共振現象,以量測多種不同官能基的揮發性有機化合物。以上兩個氣體感測器皆搭配反射式光纖,藉此縮小感測光徑範圍,只需單一光點即可進行氣體偵測。經熱處理過的奈米金陽極氧化鋁薄膜感測器,所偵測的八種氣體皆呈現良好的線性關係(R2 >0.99)及再現性,偵測下限則尚有進步的空間,範圍為275 ~871 ppm。另外,使用3-胺基丙基三乙氧基矽烷和四乙氧基矽烷,透過自組裝薄膜反應機制將多層奈米金粒子修飾於內徑為0.8 mm的玻璃毛細管內壁,並與氣相層析儀串聯,成功地偵測十六種有機氣體,其結果顯示具有良好再現性、靈敏度及線性關係(R2 >0.99),對於分子量、極性與折射率越大且沸點越高的化合物有較好的靈敏度,其中m-xylene與cyclohexanone的偵測下限皆小於20 ng。這些局部表面電漿共振感測器,開啟了未來偵測器進一步微小化的可能性。