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專題/穹頂之下有什麼?中山王家蓁氣膠檢測技術新突破(台灣時報)

氣膠是細懸浮微粒的正式學術名稱,近日網路風行中國資深媒體人柴靜所製作的紀錄片《穹頂之下》,讓更廣大的社會大眾認知到了氣膠,特別是由人為活動產生的有害氣膠對我們的環境及健康所造成的危害及深遠影響。柴靜在《穹頂之下》詳細說明中國十年來的「霧霾」現象,其實就是空氣中嚴重超量的細懸浮微粒所致。

她並提出三個問題:霧霾是什麼?它從哪裡來?我們怎麼辦?希望中國政府加強立法及執行。為此,中山大學化學系助理教授王家蓁最近開發成功一獨步全球的「新一代多功能氣膠檢測儀」,能夠深入探測不同化學組成的細懸浮氣膠粒子在不同大氣環境及週遭物質的影響下,它們的物理、化學特性,它們如何形成以及如何隨時間演變。透過深入了解不同化學成分氣膠的化學活性及影響機制,深入了解氣膠當中的特定化學成分對環境及人體健康所帶來的影響為何?為解決氣膠所帶來的環境及人類健康問題提供一線曙光!

王家蓁表示,氣膠往往隨著大氣中的不同溫度、壓力、週遭他種化學物質的存在甚至陽光照射而發生本質上的改變。運用「新一代多功能氣膠檢測儀」中的「氣膠紫外光電子光譜」與「低溫氣膠紅外光譜儀」進行檢測,前者可自行設定具特定化學組成的氣膠粒子及其顆粒大小,有系統地探測直接決定氣膠粒子化學活性的價電子能級結構。後者則能針對氣膠粒子中的特定物質,設定不同溫度及大氣壓力參數,探測此物質的振動能級、結構特性與生成機制等特性以及時間演變,甚至是記錄下物質間的化學反應。目前團隊鎖定大氣中含量高的硫酸鹽類,以及有機氣膠、次級有機氣膠及生物氣膠等重要物質進行分析,每個特定物質設定約十組左右的環境條件參數,涵蓋大氣中各種壓力溫度組合,深入瞭解各種重要氣膠粒子的物理化學及生化特性,對於環境科學乃至生醫研究都可提供重大突破性的工具及探測方法。

王家蓁團隊利用此技術將重要生物分子成功引入奈米級的水溶液氣膠狀態下,並藉此首度取得了半胱胺酸在接近生理條件的水溶液環境下的價電子能級結構,了解在不同酸鹼值水溶液環境下,其化學活性及生物功能變化。因此,此新技術的功能除了使用於環境科學外,在生醫研究領域上上的應用更是直接。由於人體本身就是水溶液狀態,研究團隊透過新技術深入了解氣膠粒子成分,一旦被吸入體內後在人體中與生物分子產生的化學反應,可望揭開空汙與導致人體健康受損的機制,並提出解決改善的方法。

王家蓁團隊這項氣膠探測新技術成果發表在最新一期美國化學學會《物理化學雜誌通訊(The Journal of Physical Chemistry Letters)》,受到審查委員的高度推崇並引起國內外學界高度重視,已有國外學者特地來台取經。

2015-03-10╱台灣時報╱第11版╱高雄都綜合╱黃福鎮
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