加點糖就能搞定——粉蝨對芥子油炸彈的防爆機制

如同人類為了抵禦細菌與病毒,而發展出複雜的免疫系統。十字花科植物對於害蟲的入侵,也有一套自我防禦的武器——芥子油炸彈,但這套裝備似乎對自備吸管的粉蝨一點辦法也沒有。科學家一直認為是粉蝨的刺吸式口器避免了防禦機制的啟動,最新的研究卻指出,芥子油炸彈確實引爆了,不過粉蝨卻能靠著分泌的蜜露化險為夷。

Read more

越大越好—細菌、酶、輔因子與鑭系元素

當有「科技維他命」之稱的稀土元素被廣泛應用於生活各個角落,開採與回收這些金屬背後,昂貴的冶煉成本與伴隨的污染問題,需要更有效且友善環境的萃取方法。實驗室中,科學家發現有些特殊的細菌,能擷取環境中的鑭系元素。這些細菌的醇脫氫酶與它們的輔因子PQQ,能捕捉原子序較小(earlier),同時也是體積也較大的鑭系元素,或許能為稀土的純化翻開下個篇章。

Read more

【2020諾貝爾化學獎】基因剪刀:一個改寫生命密碼的工具

艾曼紐爾•夏本提爾(Emmanuelle Charpentier)與珍妮佛•道納(Jennifer Doudna)榮獲了2020年諾貝爾化學獎的桂冠,主要是因為她們發現了基因技術中最強大的工具之一:CRISPR/Cas9基因剪刀。研究人員可以非常精準地使用它們改變動物、植物和微生物的DNA(去氧核糖核酸)。這個技術徹底改變了分子生命科學,為植物育種帶來了新機會、有助於創新的癌症療法、並可能使治癒遺傳性疾病的夢想成真。

Read more

釕-106來源追溯——非放射釕同位素分析

2017年秋天,東歐上空出現釕-106(106Ru)放射性元素污染雲層。2020年六月,德國漢諾瓦萊布尼茲大學與明斯特大學的科學家們為這個謎團提供了新的線索。研究指出釕-106的來源,是已用過的核電廠燃料(又稱為乏燃料,spent nuclear fuel)。進一步的分析顯示,真正的源頭是俄式壓水反應爐(water-water energetic reactor, VVER)的核燃料再處理過程(nuclear reprocessing)中產生的洩漏。

Read more

【2019諾貝爾化學獎】他們開發出世界上最有力的電池

2019年的諾貝爾化學獎頒發給了John B. Goodenough (古迪納夫),M. Stanley Whittingham (惠廷翰)和Akira Yoshino(吉野彰)三人,表彰他們為鋰離子電池的發展所做出的貢獻。這種可充電電池奠定了如手機和筆記型電腦等無線電子產品的基礎。這也使得一個無石化燃料的世界成為可能,因為它可以使得從驅動電動車到儲存能量裝置的各種工具能運用可再生能源。

Read more

單位革新:重新定義公斤

「世界計量日」紀念著一百四十年多前簽定的《米制公約》(Metre Convention, 1875),自那時起逐漸確立了國際統一的度量衡系統。2019年世界計量日打出的口號是「基礎更為穩固的國際單位制」(“The International System of Units – Fundamentally better”),之所以說是「基礎」,是因為從這一天起,幾個基本單位的新式定義就正式上路了。

Read more

1937年諾貝爾物理獎的關鍵影響

湯姆森於1937年與Clinton Davisson(戴維森)共同獲得諾貝爾物理獎,二組人馬透過不同的實驗證實了德布羅意物質波的存在,在整個量子力學的發展和信度上扮演了關鍵的角色。此文雖然在介紹湯姆森,但是對那1920年代與量子力學的發展相關之背景有清楚的說明,對湯姆森與戴維森之間有趣的競合關係亦有生動的描述,已成為我講課的資料。

Read more

【2018年諾貝爾化學獎】化學的(革命性)進化

■演化的力量是透過生命來展現。2018年的化學諾貝爾桂冠頒給Fances H. Arnold (阿諾)、George P. Smith (史密斯) 和 Gregory P. Winter (溫特)爵士,表彰她/他們透過演化的控制為人類謀取了最大的福祉。運用人工定向演化(directed evolution)所製造的酵素,現在已被用來生產包括生質燃料和藥物等等的物質。抗體的演化可以透過一種噬菌體顯示(phage display)的方法來對抗自體免疫的疾病,以及在某些特定的例子中治癒轉移性癌症。

Read more

奈米冰解開水的最大密度之謎

■地球在宇宙中有藍色行星的美稱,因為地球表面被大範圍的水覆蓋,同時水也是地球生命的重要組成。儘管多年以來人類對水進行大量且深入的研究,液體水仍有許多異常現象尚未被完全理解,例如大家都學過:水在4度C擁有最大密度,但是卻一直無法好好解釋這個眾所週知的現象。由國立交通大學濵口宏夫講座教授領軍,臺灣與日本的合作團隊,觀察到水在低溫下形成奈米尺寸的微冰晶,可能是造成水的最大密度異常現象原因。

Read more

【《超乎想像的化學課》書摘】從科學有無限可能的年代說起

■他們的故事帶領我們回到那個科學似乎有無限可能的年代。這些早期有機化學家的成果,受到世人無謂的誤解而為人遺忘,直到1850 年代才由一些英國化學家解密。另一位先前受人忽視長達半世紀之久的義大利化學家亞佛加厥(Amedeo Avogadro),也在同一時期,才由同是義大利籍的天才科學家坎尼乍若(Stanislao Cannizzaro)強調其研究的重要性。觀念上產生重大改變的時機已經成熟,但是呼之欲出的過程,卻遠比那天晚宴演講所訴說的更為複雜。

Read more