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來自綠藻的靈感 陽明交大創新光控奈米技術

2025-06-24 發佈 曾鈺羢 臺北
陳俊太教授(中)研究團隊。(陽明交大提供)

陳俊太教授(中)研究團隊。(陽明交大提供)

 

國立陽明交通大學應用化學系教授陳俊太,與德國卡爾斯魯爾理工學院(Karlsruher Institut für Technologie, KIT)Patrick Théato教授,從水中綠藻具有趨光反應而來的靈感,成功開發出一種「會聽光指令」的奈米通道,為未來的智慧材料、防偽科技等技術開啟新方向,甚至未來或許只需一道光,就能打開智慧材料的全新世界。

 

陽明交大指出,綠藻在水中移動時,會透過趨光反應獲取最佳光源,進行高效率的光合作用。他們靠的是細胞膜上的光控離子通道「視紫紅質」(Channelrhodopsins, ChRs)精準感應光照變化,進而調節離子流動,協助綠藻應對環境並維持生理功能。

受此機制啟發,研究團隊以陽極氧化鋁(Anodic Aluminum Oxide, AAO)薄膜為骨架,在奈米孔道中添加一種會對光產生反應的「螺吡喃」(發音同:羅必南)高分子材料(Spiropyran Polymer),成功建構出一種具有開關功能的光控離子通道。

 

陳俊太教授表示,這種材料的關鍵在於螺吡喃分子結構在紫外光照射下,分子從閉環狀態轉變為開環帶電狀態,不僅改變奈米通道的親疏水性,也顯著影響離子的傳輸效率。這種結構轉換伴隨著從透明轉為深紫色的顏色變化,未來可應用於光學防偽標籤,使真偽判讀變得更直觀快速,除了防偽技術外,這項技術有望應用於藥物釋放控制、光學資訊儲存與生物醫學工程等前瞻領域,不僅為材料科學與仿生技術帶來重大突破,也為多元領域應用奠定堅實基礎。

 

這項研究已經刊登在國際期刊《ACS Nano》,獲得肯定。

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