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陳楷荏笑稱,他做的是「暫時停止呼吸」的實驗,因為僅數十微米的分子晶體比一般粉末還細小,得黏在針尖上固定,連呼口氣都可能影響實驗失敗,所以他常選在夜深人靜時,將實驗室的冷氣關掉,屏住氣息,在顯微鏡下觀察與量測,「我因此練出一套憋氣的功夫,現在輕鬆憋個一分鐘沒問題。」

許多研究生怕無法順利完成論文或畢業,選擇比較「安全」的研究主題,但陳楷荏在堀江老師醫療電動床嘉義電動床的鼓勵下,勇敢挑戰高難度的研究。光致超分子研究花了陳楷荏4年的時間,這也是他研究生涯的第一篇論文,回憶4年來研究的孤獨與等待老人電動床價格發表的忐忑,他不禁紅了眼眶,但如今初試啼聲就獲得國際知名期刊肯定,陳楷荏也非常感動。

堀江正樹表示,光致超分子開關是個偶然的發現,因此,他總鼓勵學生多方嘗試,享受「玩」的實驗的樂趣,「如果你不試,永遠不知道會發現什麼。」堀江正樹表示,光致超分子開關是項基礎研究,但未來在這項基礎之上,將可望研發出更微小、更複雜、功能更多的分子機器,如更微小的電腦、不開刀就能進入人體修補器官的儀器,進一步改寫科技發展史。

科幻電影裡微型機器經由注射進入人體修復受損器官的情境,將可望成真。國立清華大學化工系教授堀江正樹與博士生陳楷荏的研究團隊,打造出跟電動調整床毛髮一樣纖細的分子開關,只要用光照來控制,1秒鐘內就可開關10次,並傳達比自身重量多1650倍的力量。這項傑出的研究成果,上個月登上了頂尖的《自然通訊》(Nature Communications)期刊。

論文的第一作者、清華大學化工系博士生陳楷荏表示,分子機器是尺寸很小的機械,在分子尺度下,藉由光、熱、電訊號等外在刺激,使分子間產生如馬達運轉、肌肉收縮、齒輪轉動等運動模式。陳楷荏在日籍教授堀江正樹指導下,挑戰比在液體難度更高、但應用層面較廣的固體單晶體實驗,發現二茂鐵超分子晶體在藍光雷射照射下擴大,一旦移除光源,晶體便迅速地恢復到原先的狀態,重複的擴大、收縮在與電路相連接後,就成了光致超分子開關。

陳楷荏說,經由藍光雷射控制電路開關,光致超分子開關每秒鐘可連續開關10次,也就是一分鐘可以連續開關600次,並仍然維持相當穩定的電流,「未來還可望加速到每秒85次!」研究團隊接著用這個超迷你、速度又飛快的分子開關來遙控物體,透過微力感測系統發現,它竟可以彈飛比超分子晶體還重1650倍的小球,將光能快速轉化為機械動能。

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