石墨烯需在高溫環境下才能合成,以致運用於工業的進展有限,來自台灣的加州理工學院教授葉乃裳,在室溫環境下合成石墨烯的研究獲得突破性進展,國際主流媒體競相報導。

根據駐洛杉磯台北經濟文化辦事處科技組發布的新聞稿,畢業於台灣大學,目前任教於加州理工學院( Caltech)物理系,是加州理工創校以來,取得終身職時最年輕的女教授。

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葉乃裳表示,石墨烯僅有1個原子厚度,卻有許多獨特的性能,拉伸強度超過鋼的200倍,電子轉換率(electron mobility)比矽高出2030倍,因此在工程和科技領域運用廣泛。

但是石墨烯製備需在華氏1800度(即攝氏1000度)的高溫環境進行,不僅產生無法控制的較大形變,嚴重影響石墨烯既有的屬性,且需要耗費長時間製備,才能獲取幾平方毫米的高流動性石墨烯,要達到工業應用,還有很大難度。

葉乃裳說,她與研究團隊研發的新技術,在室溫環境下只須5分鐘,利用電漿增強式化學氣相沉積(plasma-enhanced CVD)方法,就能在低溫環境直接合成石墨烯。 她表示,這項技術同時可運用在能源儲存的太陽能電池、發光二極體、大型顯示器、顯示器的透明電極、燃料電池的氫離子滲透膜、高品質隔離膜與軟性電子產品等,為石墨烯的工業化推廣奠定堅實的基礎。

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而葉乃裳率領研究團隊取得的突破性進展,獲得中華民國科技部「龍門計畫」支持的台大光電所教授吳志毅的研究團隊成員林偉翔,也提供重要的貢獻。

吳志毅的團隊目前持續與葉乃裳在多方面密切合作。研究論文曾於20153月,在國際頂尖科學期刊「自然通訊」(the journal Nature Communications),詳細介紹新的製造工藝和它產生石墨烯的新特性。

葉乃裳在北一女中時,就活躍於樂隊、合唱團,並且是校刊社社長。她也會創作中國古典詩詞。葉乃裳從小喜歡文學、詩詞、音樂,擅長鋼琴、書法和古典詩詞,原本以為自己會走文藝之路,但12歲時上物理課時就沉醉其中,從最小的物質粒子到宇宙,都有物理理論可以詮釋,讓她感到神奇、著迷,於是開始博覽各種物理書籍。但由於物理基礎知識及訓練不夠,總是一知半解、似懂非懂,於是引發她立志學物理的熱情。

大學入學考試時,成績可以進入台灣傳統觀念最熱門的台大醫學系,但是她選擇國立台灣大學物理系,21歲大學畢業後赴美深造,25歲就拿到麻省理工學院物理博士,是台灣第一位最年輕的女博士。

葉乃裳在麻省理工學院及IBM擔任博士後研究員一年後,就得到哈佛大學、加州理工學院等校物理系的聘書。她因此成為加州理工學院物理系有史以來唯一女教授,專精於凝態物理領域。在她33 歲時,就成為加州理工學院創校百年來,首位獲得終身聘的亞裔女教授。葉乃裳還登上美國時代雜誌,被譽為全美最有潛力的年輕科學家之一。

 

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