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2013年3月7日 星期四

清華大學「質子確實比較小」研究成果記者會致詞

清華大學今天很高興連續第二星期到國科會向大家報告科學工作的突破,這次是本校物理系劉怡維教授及其研究團隊,參與瑞士、法國、德國、台灣、葡萄牙與美國跨國團隊研究計畫的突破成果,論文已刊載於1月25日 「科學」 (Science) 期刊 (Science 339, 417 (2013))上,題為 Proton structure from the measurement of 2S − 2P transition frequencies of muonic hydrogen. 這是劉教授與同一團隊於2010年在 「自然」 (Nature)期刊發表 The size of the proton (Nature, 466, 213-216 (2010))後又一重大突破。2010論文被選為「自然」 當期封面,至今已被引用超過130次。
質子的大小,在2010年透過緲氫的精密雷射光譜,發現比過去所公認的數值小了百分之四。該結果讓物理學的基礎出現了裂縫。至今,即使在眾多理論學家與實驗學家的努力之下,仍然無法解決這個不一致。稱之為:質子大小之謎 (proton size puzzle);日前,該團隊經由另一個緲氫原子的躍遷,再次量得質子的大小為:0.84087(39)飛秒,與之前的數據相符,但將精確度提高了1.7倍,與CODATA的差異擴大到7個標準差,並得到了質子的磁半徑 (magnetic radius)。也因此更加深化了質子大小與習知理論不符之謎。

質子,由三個夸克所組成,是一個有著空間展延的物體。帶著電核與磁性的夸克,在空間上的組合方式,也就造成質子的電荷與磁性在空間上的分布。也就是質子的大小。該研究團隊利用緲子 (一個特性像電子,但是質量為其200倍,並且生命週期非常短的基本粒子) 與質子組合成緲子氫原子,透過雷射光譜學的方法,量測緲子氫原子的能階,精確地決定了質子的大小。在這樣的奇異原子中,緲子較大的質量使得它比一般氫原子中的電子更加接近質子,也就更強烈地受到質子的影響,進而造成能階的位移。該實驗利用瑞士保羅謝勒研究所的加速器所提供的高照度緲子束產生緲子氫原子,結合新的碟型雷射 (disk laser) 科技與精密光譜技術。最新的實驗結果,經由另一組躍遷能階的量測,得到了緲子氫原子的超精細結構光譜,不僅確認了較小的質子大小,同時將精確度進一步加以提升。這也是首次利用緲子氫原子的雷射光譜獲得了質子的磁半徑:0.87(6)飛秒。此結果與其他實驗方法所得相符,並有著相當的精確度。

今天全球的物理學家正積極尋找質子大小之謎的解答。過去以一般氫原子,或是電子-質子散射所進行的量測都被重新分析、檢視,甚至將重啟過去的實驗。來自不同領域的理論物理學家也試圖從不同的角度來解釋這項物理學中的不一致,包括超越標準模型的有趣理論架構。或是設想比現今更加複雜的質子結構,試圖在理論上進行補救。然而,這些都需要新的實驗加以驗證。在未來,新的國際研究團隊CREMA,包括清華大學物理系劉教授團隊在內,將利用既有的實驗設備加以改良,進行緲子氦原子的實驗。目前實驗已經在準備中,預計實驗結果將可以對解決質子大小之謎指出一個較為明確的方向。 

清華大學物理系劉怡維教授的原子操控實驗室 (AMO研究群) 加入該計劃超過十年,與各國際間的研究團隊建立起緊密的合作關係。在許多不同的面向上參與實驗,特別是關鍵性的雷射系統與精密光譜技術。值得特別注意的是劉教授是該研究計畫現有三十六位物理學家團隊最初三個成員之一;同時本系列研究成果論文,在2010年於 「自然」期刊發表,此次成果則在「科學」期刊發表,這兩本國際頂尖期刊競爭非常激烈,同一系列不同階段的研究成果,很難先後在這兩個期刊發表,劉教授這篇論文能夠「跳槽」期刊發表,極為少見,可見其重要性與突破性;另外瑞士是一僅有七百萬人口的蕞爾小國, 但長期對本項研究強力支持,領導跨國團隊獲得亮麗成果,並非偶然;最後要感謝國科會長期支持,讓劉教授能發揮卓越的研究技能,為物理學添新頁。


2013年3月5日 星期二

學習資源中心旺宏館總圖啟用典禮致詞

今天是清華大學一個非常值得紀念的日子,剛才我們參與了「手傳手,心連心」傳書活動,將原圖書館最後一批館藏,以接力方式穿過鴿子廣場、循著沈思者的方向,傳入位於學資中心的新總圖,將屬於所有清華人的智慧寶藏帶到新家,而歷經十二年擘劃有成,全新總圖敞開大門歡迎所有清華人的蒞臨。
在兩年前我參加圖書館主辦的活動,曾問圖書館的同仁:「你會鼓勵你的子弟唸圖書館系嗎?」答案可能具有相當的不確定性,反應資訊科技突飛猛進時代,圖書館的角色定位問題;我在學生時代以及到清華任教的前期,是圖書館的常客,但在當校長以前十幾年,幾乎沒有到過圖書館,一方面,所有會查閱的期刊都有電子化,在辦公室裡,或家中甚至在旅途,都可輕易自網路查閱文獻;我在美國時以及在台灣曾分別購買二十幾巨冊的「大英百科全書」,而「大英百科全書」紙本已經停刊,大家現在常看的是「維基百科」,到昨天為止,英文條目達4,176,916條,中文條目達676,652條;條目要比「大英百科全書」約十萬條豐富很多,內容足夠提供初步資訊,且不斷更新,而不收費,逼使約有兩百五十年歷史的紙本「大英百科全書」停刊,僅餘網路與電子版;「世界是平的」暢銷書作者,美國紐約時報專欄作家Thomas Friedman說:「我寫這本書所準備的資料幾乎全從Google上搜尋而來」;各式電子資料庫與電子書逐漸普及,對傳統圖書館產生很大的衝擊。
清華大學在台建校初期的圖書館位於行政大樓(化學館現址),隨後因應師生人數增加需求擴大而三度遷館。1968年首度遷館至紅樓(台達館現址),1985年遷至綜合二館。2000年校方著手規劃新圖書館興建專案,考量數位時代的圖書館功能轉變,而須反應數位時代的來臨,擬定新館將以學習者為主體的資源利用與交流平台,獲得旺宏電子公司肯定,捐助三億元作為興建基金。由於建物規模龐大,直到2005年才獲得教育部補助預算,2008年通過細部規劃後動工。2010年旺宏電子公司為贊助內部裝修再加碼捐款一億元。
這是清大在台建校超過半世紀以來第三次、也是規模最龐大的圖書館遷建。新館經費主要來自於旺宏電子公司捐款,全館規劃強調互動與共享,因此定名為「學習資源中心旺宏館」,總面積約27,000平方公尺。館內多項創新設施包括:全國大學首創的「手機亭」、專供夜間讀書的「夜讀區」、二十四小時不打烊的智慧型自助還書服務,並透過建置UHF RFID智慧型圖書管理系統,配合多功能空間設計、新穎的多媒體互動與影音視聽設施,為讀者提供更貼心的服務;而呈現清華歷史縮影的「校史展示區」與陳列清華教師著作的「清華書房」,更是清華人多年耕耘成果的具體展現。
常言道:「開卷有益」,不論以紙本或數位形式,讀書仍是深化知識的主要來源,「學習資源中心」作為資源利用與交流平台,配備新穎的多媒體互動與影音視聽設施,重要的是提升學習效能;統計學者Nate Silver曾估計,目前世界上,每一秒鐘所產出數位資訊數量相當於美國國會圖書館紙本館藏三倍的資料,他們大部份是噪音,如何化資訊為知識是學習的要旨;孔子說:「學而不思則罔,思而不學則殆」,學與思必須並行,館前的羅丹「思索者」雕像是最佳的提醒。
今天活動很感謝旺宏電子吳敏求董事長親自來參加,「學習資源中心旺宏館」沒有旺宏是沒有辦法落成的,在規劃建設期間,大家也念念不忘要達成旺宏慷慨捐助的期望,今天是交出初步的成績單;未來清華必會持續的與旺宏互動,妥善經營並發揮最先進與美奐美侖的「學習資源中心」的功能,讓清華與旺宏品牌同時發光發亮;最後祝大家有豐富充實的學習經驗。


2013年3月4日 星期一

台大清華友誼賽閉幕典禮致詞

首先再次感謝台灣大學壯盛的代表隊開到新竹來參加「台大清華友誼賽」,這次友誼賽雖然辦得比較倉促,但比賽項目高達十四項,兩校同學將士用命,有高水準的表現,實在可喜可賀。
「台大清華友誼賽」是歷史的首次,常言道:「不打不相識」,兩校同學體力與智力競賽中,經過一番龍爭虎鬥,拿捏一下對方斤兩,必有惺惺相惜之感;俗話說:「有一必有二」,好的開始是未來交流的基礎,來年必會有緣來相會。正如我在開幕時所說:「清華這次很感謝台大的盛情,明年如果台大有意與清華像這次友誼賽一樣,練練拳腳,鍛鍊鍛鍊頭腦,清華一定「投桃報李」」,「投桃報李」出自《詩經·大雅·抑篇》:「投我以桃,報之以李」,是理所當然的意思,所以最快我們可以「相約在明年」。
台大與清華是台灣的龍頭學校,根據去年十月的一份統計資料, 於2006-2010五年間,在全球最大的論文資料庫Scopus所載論文中,清華所出的論文與台大合作者占了很高的比率;前天我很高興知道「清華國學院」四大導師之一的陳寅恪先生的三位女兒將於下週到清華訪問,就是由台大圖書館林副館長安排的,其他諸如此類的綿密互動,不勝枚舉,此次兩校相當廣泛的體力與智力競賽,將對兩校未來的交流,產生催化的作用,我在開幕時與台大攀關係說我們是「遠親」,有相當的根據,當然遠近親疏有別,我們要好好思考如何成為「近親」,這次台大校長遴選,貴校羅清華副校長是候選人之一,也許是一個方向。
走親戚應走的勤快些,才會「親上加親」,這裡我要提出兩項邀請,一是四月份清華有「奕園」開幕活動;建設「奕園」為沈君山前校長的心願,結合圍棋主題與融合於環境的公共藝術方式進行,採公共藝術邀請比件方式,並由楊尊智老師率領團隊脫穎而出;「奕園」設計與建設在林海峰國手協助下,蒐集到包括吳清源、林海峰、日本木古實、韓國曹薰鉉、中國大陸聶衛平以及陳祖德大師墨寶及珍貴棋局,讓「奕園」深具潛力成為未來的世界圍棋勝地;開幕時至少林海峰國手會親自來參加,並有意安排世界級高手對奕,必將為圍棋界盛事;很歡迎大家屆時共襄盛舉。
另一活動是四月二十八日清華校慶時,已邀請到中國現代體育事業的開拓者、體壇宗師、曾在清華大學執教五十二年的馬約翰教授的孫子馬迅教授參與;清華由馬約翰教授提倡,梅貽琦校長強力支持,開展體育普及運動,由而成為體育大校,使很多校友終生受益;馬迅教授是知名的韻律操專家,屆時也希望有興趣的台大師生們一起觀摩交流。
在開幕時曾提到這次「台大清華友誼賽」是「偶然創造歷史」,同時今早的羽球賽是「清華校友體育館」兩星期前開館以來,第一次校際比賽,也是在創造歷史,喜事成雙,是好的開始。讓我們一起為兩校健兒、表演同學與工作同學鼓掌,也感謝老師與教練的辛勤付出,讓歷史上首屆「台大清華友誼賽」圓滿成功,最後祝台大清華兩校百尺竿頭,更進一步。


2013年3月3日 星期日

台大清華友誼賽開幕典禮致詞

首先歡迎台灣大學趙永茂副校長率領壯盛的代表隊到新竹來參加「台大清華友誼賽」,有人說:「偶然創造歷史」,「梅竹賽」是每年初春時節清華與交通大學兩校共同的盛事。但有時會有爭議而暫停,不幸今年就是暫停年;往年曾由於出賽雙方各有堅持在最後一刻而破局,但本屆在去年十二月即宣佈停賽,因此較有時間「亡羊補牢」,幸而得以在原定「梅竹賽」期間舉辦「清華台大友誼賽」,是一個燦爛的開始;有同學說今年的大賽還是可以叫「沒竹賽」,只是把梅花的梅改成沒有的沒。
常言道:「遠親不如近鄰」,這次我們多虧台大「遠親」義助,才使得清華苦練經年的代表隊有在校園中大顯身手的機會,所以也不全是偶然;各位可能不曉得,台大確實是清華的「遠親」;新竹清華於1956年由在北京清華擔任校長十八年的梅貽琦校長自美來台建校,有一年多是借台大校舍上課,師資也多由台大物理系戴運軌教授、化學系潘貫教授等支援,而時任台大校長的錢思亮先生,是1931年獲清華大學化學系畢業校友;根據梅校長日記,清華在台北前後兩個辦事處,包括目前在金華街的辦事處,都由錢校長陪同選定;錢校長在台大擔任校長超過二十年(1951年3月-1970年5月6日),繼任的閻振興校長,又是清華大學1934年土木系畢業校友,在台大擔任校長超過十一年(1970年06月~1981年08月),所以台大從1951年至今,有一半時間由清華校友擔任校長,同時閻校長在擔任台大校長前是清華校長;另一方面,清華從梅校長開始,前二十五年五任校長,都是北京清華校友,但從1981年歷經毛高文、劉兆玄、沈君山校長與本人,算起來也有十九年,過半的時間是由台大校友擔任校長,所以兩校關係綿密,是名符其實的親戚,以後走動應更密切些。
今年十二月,清大將主辦「東亞研究型大學協會」校長會議,「東亞研究型大學協會」是由東亞最好的十七所大學組成,台灣只有台大與清華是會員;在各項世界大學學術評比上,一般都是台大居台灣第一,而清華第二,但以人均計,清華常居第一,並且兩校都是體育大校;如果比清華規模大三倍的台大得勝而歸,是很自然的事,如果是清華先馳得點,以清華在人均指標上領先,也不會是意外,因此可以平常心看待結果;在運動場上大家是公平競爭,compete而非conquer(征服),場上全力以赴,但要勝之以方,相信兩校同學都有充分認識與準備;而最希望的是,由這次友誼賽開始,協助兩校建立更深厚的友誼,共同享受這次難得的青春饗宴。

清華這次很感謝台大的盛情,「來而不往,非禮也」,明年如果台大有意與清華像這次友誼賽一樣,練練拳腳,鍛鍊鍛鍊頭腦,清華一定「投桃報李」;另外我要邀請大家,在這兩天找機會逛逛清華美麗校園;清華與台大一樣漂亮,但比台大更為遼闊,以美景出名,有湖光山色,在體育館前及校園各處可見盛開美麗的櫻花,另外梅園位於體育館左前方,雖然梅花花期已過,但通往梅校長墓碑的道路兩旁,與龍柏相間的杜鵑花正爭妍鬥豔,可比美台大椰林大道旁的杜鵑花,再加上校園處處正逢花期的火炬刺桐、粉撲花、豔紫荊、羊蹄甲、仙丹與扶桑花,各類淺紅、深紅、淡紅、粉紅、豔紅、桃紅花朵點綴了校園,襯托無邊綠意,美不勝收,希望大家帶著友誼與美麗的經驗賦歸。

2013年2月28日 星期四

「大陸學生春節聯誼會暨交換陸生相見歡」致詞

今天很高興來參加「大陸學生春節聯誼會暨交換陸生相見歡」活動;春節期間,在校園遇見一位陸生並略作交談,才知道現在清華的所有陸生,除他因為接待來台走春的弟弟外,其餘都回大陸過年了,可感受到兩岸之間交通方便多了,政治上的限制也少多了,是可喜的現象。
今天活動主題之一是陸生與交換陸生相見歡,在此我也要歡迎剛到新竹清華的交換陸生,新竹清華大學自2006年起,開辦與大陸高校學期交換學生活動,目前包括香港三校,共有二十二校參與,據知本學期有七十八名之多, 我們希望未來能逐步擴展與深化。
除了北京清華來的同學外,大家對清華可能不是那麼了解;新竹清華是1956年由在北京清華擔任校長十八年的梅貽琦校長自美來台建校,前二十五年五任校長,都是北京清華校友,不論校園建設、館舍命名、教育理念都有許多共通處;由於梅校長的卓越才識與領導能力,建立起堅實基礎,並因有「庚款基金」的協助,自始建立招攬優異人才傳統,延續至今;歷年來,台灣所有難得的學術獎項,清華在人均值上一直遙遙領先他校;兩天前清華在國科會報告化學系王素蘭教授所帶領的研究團隊,於今年2月14日在「科學」(Science) 期刊上發表的一篇研究論文成果;這是清華大學繼去年以通訊作者身份,在「科學」與「自然」(Nature) 兩頂尖標竿期刊上發表各兩篇論文後的第五篇論文,而台灣去年在「自然」與「科學」期刊以通訊作者身份發表的論文才七篇;我們有時戲稱「天下雙分,清華居半」,還真常以事實呈現;另外可以向大家透露的好消息是清華另有兩篇論文已於今年發表於「科學」期刊,將在最近召開記者會宣佈,因此清華開春以來共已有三篇「科學」期刊論文,後勢看好。
「梅竹賽」是兩校每年初春時節共同的盛事。但有時會有爭議而暫停,不幸今年就是暫停年;昨天晚上我到大禮堂參加名為「清清紫荊」演唱會,傳統上是「梅竹音樂會」;對清華、交大略有了解的人士都知道,梅竹是紀念新竹清華建校校長梅貽琦先生與交大前校長凌竹銘先生,取梅貽琦先生之姓與凌竹銘先生之一字而來,「梅」代表清華大學,「竹」代表交通大學。有同學說今年的替代方案「清華台大友誼賽」沒有竹,所以還是可以叫「沒竹音樂會」,只是把梅花的梅改成沒有的沒。
清華與交大為緊鄰,幾乎在同時建校,兩校師生、校友間有深厚的情誼與密切的合作關係;根據去年十月的一份統計資料,最近五年間,在全球最大的論文資料庫Scopus所載論文中,清華所出的論文與交大、中研院、台大合作者分居第一、二、三名,各占8.9%、8.5%與6.9%,而在同一統計基礎上交大與清華;工研院、台大合作者分居第一、二、三名,各占7.3%、6.5%與5.7%,可見清華與交大分別為對方最緊密的研究伙伴,同時長年來兩校師生共享教學、研究資源,校友在友校服務並「位居要津」,所在多有,兩校校友在外創業、事業與工作上互相扶持,不勝枚舉;行之有年的「梅竹賽」,在激烈競爭中,同時增進與深化兩校的情誼,是需要維護的光榮傳統。
「梅竹賽」的決策單位近年來演變為兩校各五位同學組成的「諮議委員會」,兩校校方則居於輔導協助地位;往年偶然由於出賽雙方各有堅持在最後一刻而破局,但本屆在去年十二月即宣佈停賽,實有可檢討之處。今年清華的學務長曾提議由兩校校友會會長裁決,解決「梅竹賽」糾紛,雖未獲「諮議委員會」採納,未來仍是一個很好的參考方向。
「梅竹賽」的停賽在相當程度上反應現在台灣校園民主的問題;學生自治由於參與率低、投入時間有限與代表性不足,碰到比較複雜、棘手問題與較有經驗的師長互動有待加強;雖然校園生活是一個學習過程,未能發揮正常功能,總為憾事,目前學校希望能在這方面多所注意,正由相關院系規劃適當課程與論壇,以為補強。
另外昨天校園發生的一個事件,是兩位立委率領一些環保與反核人士到校作「台灣最高核能學府的最高輻射污染事件現勘」,清華無疑是「台灣最高核能學府」,在早年輻射生物館新建時,建築工人將輻射污染到的雨水用來調水泥,並將這些水泥用於輻射生物館工程,後經發覺,由本校檢測後將有安全顧慮區域劃為管制區,目前並無安全疑慮;今年至少在上半年,也就是大家在台期間,核能四廠停建問題會是最受注目的公共議題,而在台灣目前反核聲浪中,陳年舊案又被翻出來檢視,是台灣民主社會景象之一,也值得大家思考重視。
以上三事件都是在這兩天發生而與清華相關的要事,或可讓大家窺見台灣民主社會、多元文化以及清華學術卓越的一角;大家到新環境,渡過適應期後,不妨敞開心胸,張大眼睛,領略種種,借鏡優點,警戒缺失,讓「台灣經驗」成為各位人生的亮點。


2013年2月27日 星期三

「清清紫荊」演唱會致詞

今天是抱者複雜的心情來參加演唱會;今晚演唱會名為「清清紫荊」演唱會,傳統上是「梅竹音樂會」;有同學說今年的替代方案「清華台大友誼賽」沒有竹,所以還是可以叫「沒竹音樂會」,只是把梅花的梅改成沒有的沒。
梅竹賽是清華、交通兩校每年初春時節共同的盛事。但有時會有爭議而暫停,不幸今年就是暫停年,我們希望兩校主辦同學有智慧促成明年的復賽。
清華與交大為緊鄰,幾乎在同時建校,兩校師生、校友間有深厚的情誼與密切的合作關係;根據去年十月的一份統計資料, 於2006-2010五年間,在全球最大的論文資料庫Scopus所載論文中,清華所出的論文與交大、中研院、台大合作者分居第一、二、三名,各占8.9%、8.5%與6.9%,而在同一統計基礎上交大與清華;工研院、台大合作者分居第一、二、三名,各占7.3%、6.5%與5.7%,可見清華與交大分別為對方最緊密的研究伙伴,同時師生共享教學與研究資源,交大的一位副校長、主秘與研發長是清華校友,清華原來有一位副校長、現任研發長是交大校友,兩校校友在外創業、事業與工作上互相扶持,不勝枚舉;今年清華的學務長曾提議由兩校校友會會長裁決,解決「梅竹賽」糾紛,雖未獲兩校同學共同組成的諮詢會採納,未來仍是一個很好的參考方向。
「清清紫荊」是取自詩經鄭風子衿篇「青青子衿」諧音;我們常說「一日不見,如隔三秋!」應源自該篇「一日不見,如三月兮!」原詩頭死四句為「青青子衿,悠悠我心。縱我不往,子寧不嗣音?也就是青青是你的衣領,悠悠是我的心情,雖然我沒有去看你,你怎麼就跟我斷了音訊?」下四句「青青子佩,悠悠我思。縱我不往,子寧不來?意思是青青是你的衣帶,悠悠是我的思緒,雖然我沒有去看你,你怎麼也不來看我?」最後四句「挑兮達兮,在城闕兮!一日不見,如三月兮!設想兩校同學漫步於各自校園,一日不見,如隔三秋!」我想兩校主辦同學都以「縱我不往,子寧不嗣音?」「縱我不往,子寧不來?」「一日不見,如三月兮!」心境與友校同學協議,以後「梅竹賽」沒有辦不成的理由。

最後我要嘉許「梅竹工作會」的同學,在正式「梅竹賽」破局情況下,鍥而不捨,仍努力辦理各項相關活動,大家都知道,清代表清華,紫是清華校色,所以「清清紫荊」演唱會很「清華」;但副標題留下伏筆:「勇往直前,不能沒有」,「不能沒有」可解釋為不能沒有演唱會,也可解釋為不能沒有交大的參與;盼望「梅竹工作會」的「勇往直前」的努力,為明年「梅竹賽」的復賽,作了最佳的準備。

2013年2月26日 星期二

清華大學「全球最大通道的無機晶型結構」記者會致詞

清華大學今天很高興有機會到國科會向大家報告化學系王素蘭教授所帶領的研究團隊(由七位清大研究生和三位分別來自中原大學、中央大學及加州州立大學的共同研究者所組成),於2013年2月14日在Science 期刊中發表了一篇研究論文,標題為「Crystalline Inorganic Frameworks with 56-Ring, 64-Ring and 72-Ring Channels」。此項研究主要是在國科會自然處與清華大學經費的支持下完成。王教授的研究結果,解開了學術界過去數十年來一直存在的晶型奈米孔洞物質缺乏系統性合成的難題;除此之外,超出當代物質科學家的實驗技巧與理論範疇,王教授研究室發展出一個名為「清華大學十三號」的系統(NTHU-13),首度成功跨越微孔(microporous)與介孔(mesoporous)的界限,製作出全新型式的晶型介孔物質。這也是人工合成第一次能夠超越天然界已知的最大晶型結構通道。
天然界中存在著豐富、有趣的孔洞物質,例如沸石,其結構內部有0.3-0.7nm (奈米)大小的孔洞,可容許小分子進出,具有離子交換、氣體吸附/分離等性質;在傳統工業上,人工製作的類沸石孔洞物質,作為分子篩,有廣泛用途,亦用於核能廢水陽離子的處理與廢氣的吸收,煉製石油之觸媒以生產汽油;在近代能源環保議題中,更發展出以孔洞物質儲存氫氣與二氧化碳,或是新型無鑭螢光粉的潛在應用價值。
自1940年代起,科學家始能夠在實驗室中合成矽酸鹽沸石結構,並使用X光繞射技術清楚的定出三度空間原子的排列與結構組成,藉此了解孔洞內部結構與活性關係;到了1980年代,發現了鋁磷酸鹽沸石結構後,各種化學組成的類沸石孔洞物質相繼被合成,孔徑也從0.7 nm逐漸擴張到1.3 nm,屬於微孔範圍(0.3-2.0 nm)。到1990年代,科學家發現了通道孔徑超過2nm的介孔(範圍2-50nm)製作方法。然而受限於非晶性緣故,對介孔結構的了解,只知孔洞通道排列形式,內部結構與組成難以詳細確定。自此,晶型的孔洞結構與微孔物質畫上等號。
對於物質科學家來說,發展可以調控孔徑大小的合成方法,是最具挑戰性的課題之一。從結構的觀點,孔徑大小約可用圍繞於洞口多面體的數目(簡稱元環(Ring,R)數)來表示。人工所合成的微孔環數早已超過天然沸石結構中的12元環(12R)。然而,過去數十年來,一直缺乏合成超大元環(>12R)通道的有效方法。
王教授研究室自2001年發展出24R(NTHU-1)成果,2007年創下與26R的先例2005及2009年有兩個30R結構被合成,均發表於Nature中,然而四年中仍未達成環數上的突破,且結構與合成方法均無關聯性;若干年來,晶型結構的孔徑上限停滯於30R,仍未能超越30年前在天然界發現的類沸石最大晶型通道36R。王教授研究室則在2010及2011年分別用單模板控制孔徑元環數,發展出28R與40R結構,更進兒發現結構與孔道邊組成關連性,找到孔道模組擴充通式,可以預測下一個更大的通道孔徑。有此依據而產生信心,因此在短短的數個月間,便能夠將通道孔徑從48R 持續往上擴增至介孔等級的56R、64R 與72R。這個結果完全超乎現代物質科學家在微孔物質的經驗、認知與預期。這是第一次在合成晶型奈米孔洞物質上成功達到系統性的合成,為一項重大突破,並預測可延伸到80R、88R等、
NTHU-13系統所集結的無機通道孔徑從0.7 nm 到達3.5 nm,首度證實於單一系統內可以利用模板聚集機制,達到從微跨越至介孔洞範疇的無縫接軌。合成有序側壁介孔結構的合理性設計在文獻上仍尚未被提及,直至今日才由NTHU-13系統所實現與驗證。王教授團隊的此項研究結果,在學術上有高度的創新意義與貢獻。
此項研究,有賴清華研究生在實驗上的知識經驗及高度技術、中原大學林嘉和教授與中央大學李光華教授長期以來提供的合作測量、以及加州州立大學卜賢輝教授提供介孔物質反應技術觀念與文章前言的潤筆,才能夠順利完成發表。王教授指出,「這篇論文不僅顯示實驗技術上的突破使用單胺的界面活性劑模板,就可以持續將隧洞大小從24R 逐步上推至72R,也打破長期存於孔洞材料相關領域中以為聚集型式模板所導引的介孔通道是非晶型的迷思。這個觀念上的突破,對未來合成晶型奈米孔洞物質會產生重大技術革新與影響。」
值得一提的是本論文是在國內長期研究成果,同時研究主力包括多位國內培育的人才,顯示國內優質的研究生教育能培育出從事頂尖研究的優異人才,在國內一片惋惜留學生大幅減少聲中,可為反思的參考。

本論文是清華大學繼去年以通訊作者身份,在「自然」(Nature) 、「科學」(Science) 二頂尖標竿期刊上發表各兩篇論文後的第五篇論文,另外在此預告清華大學教授另有兩篇論文發表於「科學」期刊中,將在最近到國科會對大家報告,因此開春以來共已有三篇「科學」期刊論文,後勢看好。在此要特別感謝長期支持這幾項研究的國科會(National Science Council)。清華大學向國科會交出漂亮的成績單。相信未來更會捷報連連,與國科會同享榮光。