2000年諾貝爾獎 成大物理系傅永貴教授開講 介紹高分子導體與其應用 推薦化學獎得主研究成就
採訪記者 : j 於 October 27, 19100 at 15:26:13 :
採訪記者 : j 於 October 27, 19100 at 15:26:13 :
新聞內容 :
【台南訊】國立成功大學理學院物理系傅永貴教授，昨（二十七）日在成功大學所主辦的「諾貝爾獎通俗演講系列活動」中，特別以2000年諾貝爾化學獎--高分子導體與其應用為題發表演講，傅永貴教授指出，諾貝爾獎共有六項獎，分別是物理、化學、醫學、經濟、文學及和平獎，得主是在其得獎之領域有重大發現或成就，可以說是代表最高榮譽之獎。今年（2000年）諾貝爾化學獎得主共有三位，其中一位是日本筑波大學化學系教授Shirakawa博士，另外兩人是美國藉，分別為賓州大學化學系教授A.G. MacDiarmid博士及加州大學芭芭拉分校物理系教授A.J. Heeger博士，他們得主之主要貢獻是研發出具導電之高分子材料。
今年之化學獎如往年一樣，對人類之思維產生重大的改變。一般我們都會認為以高分子製成之材料，如塑膠是很好的絕緣材料，但是這種看法，現在要改變了，在一些條件下，塑膠可以像金屬材料一樣導電，這個重大發現，就是上三得獎人，於1970年初共同研究之成果。
有關於研發具導電性之高分子材料之心路歷程，傅永貴教授說，首先應從日本Shirakawa教授之研究開始，當時他是研究「聚乙炔」之合成，在一次實驗中，他指導的學生不小心將合成「聚乙炔」之觸媒劑多加了1000倍，這無心之「過」，卻是得諾貝爾獎之起點，俗語說：「無心插柳，柳成蔭」，一點不假。原來在多加1000倍的觸媒劑下所聚合之「聚乙炔」，不但外觀具銅（或銀）色，其導電性也很高。
當時在美國賓州大學化學教授MacDiarmid博士及物理教授Heeger博士也正在研究外觀像金屬之氮化硫磺聚合材料，（SN）x可能是瞑瞑中上天也要他們得獎，MacDiarmid教授到日本訪問，有一天在喝下午茶之偶然機會，碰到了日本的Shirakawa教授，兩人互相交換研究心得，揭開了得獎的戲幕。
MacDiarmid教授得知Shirakawa之研究成果之後，就馬上邀請日本Shirakawa教授赴美共同研究，他們利用碘蒸氣氧化「聚化炔」之後，經由物理系Heeger教授之學生作導電係數量測，結果發現其導電係數在室溫下增加了1000萬倍。在1977年他們把這重大成果發表在化學學會期刊─Chemical Communications。這項重大的突破，也開啟了物理化學一大片新的研究領域。
為什麼氧化聚乙炔具有高導電性呢？傅永貴教授表示，其主要原因有二點。第一，聚乙炔具共軛鍵之高分子材料，也就是其長碳鏈上有重複性雙鍵─單鍵之安排，在此共軛之下電子具有導電性。第二，要經鹵素元素(氟、氯、溴、碘、At元素形成一屬的總稱)之氧化(P-摻雜)或徑鹼金屬之還原(n-摻雜)。以鹵素元素之氧化為例，它的作用是在長碳鏈中產生電洞而造成電子移位現象。比喻來說，就好像一間坐滿學生之教室，在氧化過後，有一個學生離開了他的坐位走出教室。這空出坐位，可讓曾在教室內之學生坐在坐位上移動，此學生之移位就像P-摻雜之中電子移位而導電。
導電性高分子材料除改變人類之思維外，最重要的是它具有很多的應用，在控制共軛雙鍵之數目，共軛高分子材料之光電特性可作為類似無機半導體及金屬之應用，在元件之製作更具有有機高分子簡單性及穩定性。舉例來說，在半導體之特性有機半導體也可以作為發光二極體(LED)，雷射，顯示器，……等之應用。在金屬特性上，可應用在電磁屏蔽，抗靜電上面。
除上應用上，值得注意的是其對研發分子電子元件(如電晶體)將有很大之助力，分子電子元件之開發成功，將對我們的科技發展產生另一工業革命，如現有之電腦，將變成如現今手機之大小。所以傅教授建議，這方面之研究，成功大學應不要缺席；同時學校及各系所應鼓勵各系間、老師間，及老師與同學之間利用每天喝下午或咖啡時間互相交換研究心得，相信藉此應可提高成大的學術研究水準，甚至點燃成功大學榮獲諾貝爾獎之火花。 891027
採訪記者 : j 於 October 27, 19100 at 15:26:13 :
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【台南訊】國立成功大學理學院物理系傅永貴教授，昨（二十七）日在成功大學所主辦的「諾貝爾獎通俗演講系列活動」中，特別以2000年諾貝爾化學獎--高分子導體與其應用為題發表演講，傅永貴教授指出，諾貝爾獎共有六項獎，分別是物理、化學、醫學、經濟、文學及和平獎，得主是在其得獎之領域有重大發現或成就，可以說是代表最高榮譽之獎。今年（2000年）諾貝爾化學獎得主共有三位，其中一位是日本筑波大學化學系教授Shirakawa博士，另外兩人是美國藉，分別為賓州大學化學系教授A.G. MacDiarmid博士及加州大學芭芭拉分校物理系教授A.J. Heeger博士，他們得主之主要貢獻是研發出具導電之高分子材料。
今年之化學獎如往年一樣，對人類之思維產生重大的改變。一般我們都會認為以高分子製成之材料，如塑膠是很好的絕緣材料，但是這種看法，現在要改變了，在一些條件下，塑膠可以像金屬材料一樣導電，這個重大發現，就是上三得獎人，於1970年初共同研究之成果。
有關於研發具導電性之高分子材料之心路歷程，傅永貴教授說，首先應從日本Shirakawa教授之研究開始，當時他是研究「聚乙炔」之合成，在一次實驗中，他指導的學生不小心將合成「聚乙炔」之觸媒劑多加了1000倍，這無心之「過」，卻是得諾貝爾獎之起點，俗語說：「無心插柳，柳成蔭」，一點不假。原來在多加1000倍的觸媒劑下所聚合之「聚乙炔」，不但外觀具銅（或銀）色，其導電性也很高。
當時在美國賓州大學化學教授MacDiarmid博士及物理教授Heeger博士也正在研究外觀像金屬之氮化硫磺聚合材料，（SN）x可能是瞑瞑中上天也要他們得獎，MacDiarmid教授到日本訪問，有一天在喝下午茶之偶然機會，碰到了日本的Shirakawa教授，兩人互相交換研究心得，揭開了得獎的戲幕。
MacDiarmid教授得知Shirakawa之研究成果之後，就馬上邀請日本Shirakawa教授赴美共同研究，他們利用碘蒸氣氧化「聚化炔」之後，經由物理系Heeger教授之學生作導電係數量測，結果發現其導電係數在室溫下增加了1000萬倍。在1977年他們把這重大成果發表在化學學會期刊─Chemical Communications。這項重大的突破，也開啟了物理化學一大片新的研究領域。
為什麼氧化聚乙炔具有高導電性呢？傅永貴教授表示，其主要原因有二點。第一，聚乙炔具共軛鍵之高分子材料，也就是其長碳鏈上有重複性雙鍵─單鍵之安排，在此共軛之下電子具有導電性。第二，要經鹵素元素(氟、氯、溴、碘、At元素形成一屬的總稱)之氧化(P-摻雜)或徑鹼金屬之還原(n-摻雜)。以鹵素元素之氧化為例，它的作用是在長碳鏈中產生電洞而造成電子移位現象。比喻來說，就好像一間坐滿學生之教室，在氧化過後，有一個學生離開了他的坐位走出教室。這空出坐位，可讓曾在教室內之學生坐在坐位上移動，此學生之移位就像P-摻雜之中電子移位而導電。
導電性高分子材料除改變人類之思維外，最重要的是它具有很多的應用，在控制共軛雙鍵之數目，共軛高分子材料之光電特性可作為類似無機半導體及金屬之應用，在元件之製作更具有有機高分子簡單性及穩定性。舉例來說，在半導體之特性有機半導體也可以作為發光二極體(LED)，雷射，顯示器，……等之應用。在金屬特性上，可應用在電磁屏蔽，抗靜電上面。
除上應用上，值得注意的是其對研發分子電子元件(如電晶體)將有很大之助力，分子電子元件之開發成功，將對我們的科技發展產生另一工業革命，如現有之電腦，將變成如現今手機之大小。所以傅教授建議，這方面之研究，成功大學應不要缺席；同時學校及各系所應鼓勵各系間、老師間，及老師與同學之間利用每天喝下午或咖啡時間互相交換研究心得，相信藉此應可提高成大的學術研究水準，甚至點燃成功大學榮獲諾貝爾獎之火花。 891027
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