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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    雙金屬觸媒FePt之高面相結構對燃料電池陰極材料氧氣還原反應之電催化特性
    (2011) 鄭敬哲; Ching-Che Cheng
    本篇主旨為合成樹枝狀(dendrite)結構的奈米鐵鉑合金粒子,應用於燃料電池陰極觸媒,並藉此結構之粒子表面具有高面相{311}的組成,來增進氧氣還原反應的催化效果。此外,亦由HR-TEM影像來佐證形成樹枝狀奈米鐵鉑合金之機制。 為了証明高面相是否為影響催化的因素,吾人亦合成了表面由{111}和{100}面所組成的球狀(Icosahedron)、方塊狀(Cube)的奈米鐵鉑粒子,來和表面具有{311}面的樹枝狀奈米鐵鉑粒子比較其催化效果。根據結果顯示,在這四組不同的觸媒中,樹枝狀結構之奈米鐵鉑粒子在活性電位上有最少的損耗,並且與E-TEK Pt/C相比,其mass activity提升了213%。此外,活性大小的順序為FePt-Dendrite/C> FePt-Cube/C> FePt-Icosahedron/C> E-TEK Pt/C),表示具有高面相的觸媒的確可增進氧氣還原反應的催化效果。最後輔以密度泛函理論計算,從氧氣在FePt不同面相上的Binding energy來解釋觸媒在電化學反應上所觀察到的現象。
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    製備超順磁性水膠複合微粒及其在藥物傳輸系統上之應用
    (2007) 曾志中; Chih-Chung Tseng
    近幾年來,奈米粒子-高分子複合材料由於分析和合成技術的進步,受到廣泛的研究及討論。超順磁性的FePt奈米粒子經由Cysteamine表面修飾轉為水相後,藉由 TEM、XRD和SQUID儀器鑑定其結構及性質沒有改變,界面電位顯示水相FePt奈米粒子帶正電,利用此表面性質以化學方法和溫感型水膠結合形成奈米粒子-高分子複合微粒,經TEM、XRD證實此複合微粒具有水膠及FePt奈米粒子,亦觀察到此複合微粒擁有孔洞可用來攜帶藥物。以DLS在溫度變化下觀察到複合微粒反覆以收縮或膨潤應答,表示此複合微粒仍保有水膠之性質。在藥物傳輸系統上之應用,我們設計了完整的流程探求FePt奈米粒子-水膠複合微粒乘載和釋放藥物的能力,並且利用溫度的差異控制藥物釋放的程度和效率。因此我們認為這種奈米粒子-高分子複合微粒在磁熱治療上極具潛力。
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    利用磁性奈米粒子排列膠原蛋白及合成中空聚苯胺膠囊
    (2007) 何峙鋒
    許多人體組識的重要結構,例如骨頭、皮膚、角膜、肌腱…等,都是具有特殊的排列,關於如何排列膠原蛋白和改變它的結構在生物醫學上是非常重要的,在這我們提供一個方法,利用磁性粒子FePt來改變膠原蛋白,並且用穿隧式電子顯微鏡和雙光子共軛焦顯微鏡以及圓二色光譜來分析。 另外,我們設計一個方法可以合成聚苯胺包覆金屬氧化物的核殼結構,其中金屬氧化物我們使用了氧化銅、氧化鐵、氧化銦、以及氧化矽包覆氧化鐵的奈米粒子,而且將金屬氧化物去除來成為一個中空的聚苯胺膠囊,並且可以利用不同大小及形狀的金屬奈米粒子會製造不同大小及形狀的中空聚苯胺膠囊,利用我們這個方法可以有效且簡易的製作多功能且穩定的核殼結構。
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    鐵鉑磁性奈米微粒之製備及其應用
    (2005) 黃珮瑜; Pei-Yu Huang
    隨著生物醫學與奈米科技與蓬勃發展,結合材料與生物科技已經成為必然趨勢。藉由磁性物質本身的磁特性,我們可以將其與生物分子結合,而達到分離的效果。因此,近年來已有為數不少相關於磁性奈米微粒之製備及應用的文獻報導發表。 本篇論文著眼於鐵鉑磁性奈米微粒的合成。我們藉著改變微粒表面介面活性劑的組成及搭配晶種合成方式,成功的達到操控微粒尺度及均勻度之目的。此化學合成方法所合成之微粒尺度約在三奈米到七奈米之間。再者,我們調配不同比例之攜帶溶劑來稀釋所合成之磁性奈米微粒,配合微粒本身的磁特性,而呈現了高度自組裝的效果。透過此種自組裝,我們在電子顯微鏡下觀察到了單層、雙層、多層乃至於環狀的結構出現。 近年來有許多鐵鉑磁性奈米微粒與生物分子結合的文獻發表,然而此磁性材料在生物上的毒性未臻瞭解。因此,我們嘗試著將鐵鉑磁性奈米微粒修飾成水溶性並與細胞結合。利用細胞內的影像追蹤,並對此種鐵鉑磁性奈米微粒材料做細胞的毒性測試,而從目前的實驗結果初步證明,此種鐵鉑磁性材料對人類子宮頸癌細胞並不具有毒性。 最後則嘗試著結合鐵鉑磁性奈米微粒與硫化鎘半導體,此兩種功能迥異的奈米材料,利用簡便的單鍋合成方法而得到鐵鉑-硫化鎘之核-殼複合奈米材料,其尺度約十奈米左右。
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    Photothermal cancer therapy via femtosecond-laser-excited FePt nanoparticles
    (Elsevier, 2013-01-01) C.-L. Chen; L.-R. Kuo; S.-Y. Lee; Y.-K. Hwu; S.-W. Chou; Chia-Chun Chen; F.-H. Chang; K.-H. Lin; D.-H. Tsai; Y.-Y. Chen
    FePt nanoparticles (NPs) have recently been revealed to be significant multifunctional materials for the applications of biomedical imaging, drug delivery and magnetic hyperthermia due to their novel magnetic properties. In this study, a newly discovered photothermal effect activated by the near infrared (NIR) femtosecond laser for FePt NPs was demonstrated. The threshold laser energy to destroy cancer cells was found to be comparable to that of gold nanorods (Au NRs) previously reported. Through the thermal lens technique, it was concluded that the temperature of the FePt NPs can be heated up to a couple of hundreds degree C in picoseconds under laser irradiation due to the excellent photothermal transduction efficiency of FePt NPs. This finding boosts FePt NPs versatility in multifunctional targeted cancer therapy.