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電子與光子之間的交互作用,在未來科技發展佔有重要的地位。其中 THz、UV、X-ray 的穩定光源,很難以目前普遍的 LED、雷射發光技術實現。為了克服此困境,光子晶體輻射光技術成為近年學術發展重點的研究方向。近期 MIT 物理系 John D. Joannopoulos 教授和 Marin Soljačić 教授的團隊與哈佛大學、以色列理工大學的研究專家,共同在 Nature 發表關於光子晶體輻射光的研究,將光子晶體透過 Smith–Purcel 效應的輻射光放大約 100 倍,透過對入射電子的控制而改變光的波長。 此研究主要在絕緣體上的矽光子晶體板,設計了平帶共振 (Flatband Resonances) ,透過電子束入射的角度與速度,調節輻射光的強度與頻率;相反的也能利用共振光來加速電子。研究專家表示,此技術對於發光技術、粒子加速器、量子計算與通訊等領域,將產生顛覆性影響。目前預計在未來 2-5 年逐步與現行的技術進行競逐,現已獲得美國陸軍研究辦公室、空軍科學研究辦公室,以及美國海軍研究辦公室的支持。 撰寫:孔慶愷 (2022 經理人 – 國立陽明交通大學 電子物理學系) 指導:蕭世驊 (2008 Epoch School 校友)
像紙一樣薄,像布料一樣柔軟的太陽能電池板,歷經 500 次捲曲後,仍能維持 90% 性能!麻省理工學院有機奈米結構電子實驗室 (ONE Lab) 團隊利用狹縫式塗布及絲網印刷兩種可量產技術,分別將電子材料與電極沈積到基材。形成這款超輕織物太陽能電池,兼具韌性與柔性。相較於傳統太陽能電池板,超輕織物太陽能電池不用封裝到玻璃板及鋁框內,提高了部署的靈活度,重量僅傳統太陽能板的百分之一,每公斤產生的功率高出 18 倍。輕薄且堅韌的特性,可以層壓到各種材料的表面,如穿戴式織物、帆船的帆、帳篷或甚至無人機的槳片。這項研究正由 Eni S.p.A 透過麻省理工學院能源計劃 (Energy Initiative)、美國國家科學基金會、加拿大自然科學工程研究委員會所贊助支持。
「癌症共同特徵 (Hallmark of Cancer)」 為辨認癌症的數個指標,其中許多表徵受到特定的基因和蛋白質的影響,具體情況則因癌症型別和個人而不同。現今細胞尺度的精密儀器雖能幫助研究員從腫瘤組織裡和治療過程中,了解基因表徵或蛋白質的變化,卻無法確定這些表現和腫瘤病情的相關性。麻省理工學院近期發表一款以「酶」為靶向的奈米感測器,可實時監測癌症的進展與治療反應,並利用酶的活性對照腫瘤的精確位置,再分離相關細胞群進行分析。Bhatia 實驗室在小鼠實驗 (Mouse Model) 中實施治療的三天內,迅速發現腫瘤退化的現象,利用奈米探針發現了周細胞與內皮細胞出現「癌症共同特徵」的證據。該研究已在動物模型階段獲得不錯的成果,未來很有機會往臨床試驗做準備。此研究也獲得 Virginia and D.K. Ludwig Fund、Koch Institute Frontier Research Program、Koch Institute’s Marble Center for Cancer Nanomedicine 的支持。 撰寫:陳鎮濃 (2022 創業人 – 國立成功大學工程科學系) 指導:陳昱融 (2016 Epoch School 校友)