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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    銀/鉑奈米島狀薄膜於電漿子增強的光催化產氫應用
    (2021) 姚雅雪; Yao, Ya-Syue
    近年來全球對於環保課題逐漸重視,積極發展對於環境友善的綠色能源,使得氫能受到廣泛注意。由於產氫反應(Hydrogen evolution reaction, HER)的動力學相當緩慢,需要開發具有良好效率的催化劑,以促進反應發生。貴金屬鉑(Pt)被證實是最佳的產氫催化材料,但其價格高昂並且地球含量稀少限制其發展應用,因此需開發出鉑負載量低且高活性的催化劑。本實驗利用金種誘導生長法,結合金種和多侖試劑(Tollens’ ragent),在ITO導電玻璃上製作銀奈米島狀薄膜(Ag nanoisland film, Ag-NIF)。通過調控Ag前驅物(AgNO3)、Ag+穩定劑(NH4OH)和還原劑(glucose)的濃度與生長時間等參數來調整島與島間隙(Gap)。接著在溴化十六烷基三甲銨 (CTAB)、抗壞血酸 (AA)、60℃環境下,以銀島狀結構做為模板,利用賈凡尼置換反應(Galvanic replacement),將鉑還原至銀表面形成銀/鉑奈米島狀薄膜(Ag/Pt-NIF),利用SEM圖研究奈米結構表面的變化,並利用感應偶合電漿質譜儀(ICP-MS)進行元素定量分析,最後將此材料應用在光催化產氫反應。結果顯示,催化效果最好的樣品Ag/Pt-NIFs (500 μM)置換比例為10:1(Ag: Pt),鉑含量僅有0.01396 mg/cm2;此外,當Ag/Pt-NIFs置換比例為70:1時,Gap distance約為15.2 nm其光催化產氫增強效果最好,僅需0.00264 mg/cm2鉑負載量,在電流密度為-10 mA/cm2時,與沒照光相比,照光後過電位降低約96 mV。由於銀奈米島狀結構具有強烈的表面電漿共振(Longitudinal surface plasmon resonance, LSPR)效應,其吸收光譜可以從可見光到近紅外光的範圍,實驗結果證明我們的銀/鉑奈米島狀薄膜在光催化可提升產氫的表現。
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    以金奈米棒之光熱效應破壞癌細胞之活體 研究
    (2012) 劉耀文; Bruce Yao-Wen Liu
    因為金奈米棒可吸收近紅外光以及表面電漿共振之特性,讓金奈米棒具有很棒的光熱轉換效率,此高效率產生之熱量可以有效的殺死癌細胞。藉由一步合成法,可以有效率的合成出吸收峰值落於 800 nm 的金奈米棒,藉由紫外光-可見光光譜儀、穿透式電子顯微鏡、Zeta Potential以及ICP-MS測量儀之檢測,可以清楚了解金奈米棒的特性以及江奈米棒定量。在細胞以及活體實驗上均可觀察到利用金奈米棒所進行之光熱作用在治療上的效果;在細胞實驗上,藉由染劑的觀察,可以有效判斷出癌細胞的存活狀態,實驗結果大致可得到以下結論,金奈米棒被細胞吞噬之數量以及雷射之能量為影響細胞存活的最大變因;在活體實驗中,由於選用老鼠耳朵當做實驗對象,因此癌細胞增長所導致的血管新生現象也可以很容易就被觀察到,活體實驗大致流程為下:將癌細胞植入老鼠左右耳上,約到第十天左右,腫瘤體積約為30 mm3 ,此時將 ~10 μg金奈米棒注射於腫瘤處,最後進行雷射之光熱治療。從組織切片之結果以及腫瘤體積量測之生長曲線結果判斷,可以觀測到金奈米棒受雷射激發後所產生之光熱效應,可以嚴重的破壞癌細胞的增長甚至是將腫瘤的大部分患部移除。這些結果可以看出光熱治療此機制在未來臨床應用上具有很大的潛力。