芬頓反應與廢水處理(Fenton’s Reaction & Waste Water Treatment)
國立臺灣師範大學化學系碩士班 洪嘉駿
芬頓反應是英國科學家芬頓 (Henry John Horstman Fenton) 在 1890 年代發明 [1]。所使用的試劑為二價鐵離子 (Fe2+) 和過氧化氫 (hydrogen peroxide, H2O2)，其二價鐵離子和過氧化氫在溶液中（通常為水）會反應產生氫氧根自由基 (hydroxyl radical, HO•) 和氧化羥基自由基 (peroxyl radical, HOO•)，藉由此反應產生的氫氧根自由基我們可以用來氧化分解來自工廠的排放廢水或化學污泥廢棄物中的有機汙染物，例如除去三氯乙烯（trichloroethylene，簡寫 TCE），以提升放流放水的水品質，降低排放汙染。且使用芬頓試劑的技術在經由改良，提升效率和降低成本後已有多家企業使用來降低排放水的有機汙染物 [1]。
鏈聚合反應 (Chain Polymerization)
國立臺灣師範大學化學系 黃仲楷
簡介
圖一、保羅·弗洛里 (Paul John Flory)。（來源：參考資料5）
1929 年，華萊士．卡羅瑟斯 (Wallace Hume Carothers) 提出，聚合物可依聚合方式的不同，分為加成聚合與縮合聚合兩種，並且提及兩者產物的不同：加成聚合的產物僅有聚合物分子，而縮合聚合還會產生一些低分子量的分子。
然而 1953 年，保羅．弗洛里 (Paul John Flory) 提出了不同的看法，他進一步以反應機構為依歸，將聚合反應分成了逐步增長聚合 (step-growth polymerization) 和鏈增長聚合反應 (chain-growth polymerization)，並且說明逐步增長聚合反應機構中有官能基的參與，而鏈增長聚合反應則是自由基或離子基團。1
概述
鏈增長聚合可簡稱為鏈聚合，它是一種由不飽和分子單體不斷增長活性位的一種聚合方式，這種模式會導致高分子量者的轉化率較低，常見的應用可製成聚乙烯、聚丙烯和聚氯乙烯。可作為活性中心者除了上述提及之自由基聚合反應的自由基、離子聚合的離子之外，尚有有機金屬化合物的配位聚合。1
麥克默里反應偶合反應（McMurry coupling）
國立臺灣師範大學化學系碩士生 賴羽庭
圖一 John Edward McMurry$$^{18}$$
在 1970 年代初期，約翰．愛德華．麥克默里 (John Edward McMurry)（圖一）、向山光昭 (Teruaki Mukaiyama) 等人，分別發現利用羰基化合物與低價的鈦進行反應可得到烯烴偶合產物。在隨後幾年，麥克默里研究其使用範圍、方法和限制，1而今日使用低價鈦錯合物還原偶合羰基化合物形成相應的烯烴的方法被稱為麥克默里偶合反應 (McMurry coupling)（圖二）。1-17
約翰．愛德華．麥克默里生於 1942 年 7 月 27 日於紐約市，為康奈爾大學化學與化學生物學的名譽教授。1964 年哈佛大學得到學士學位；於 1967 年，在吉爾伯特．斯托克 (Gilbert Stork) 教授的團隊下工作獲得博士學位。在他的博士學位後，加入了美國加州大學聖克魯斯分校任教；於 1980 年轉至康奈爾大學。16
光觸媒於環境污染物降解的應用 (Application of photocatalyst on contaminant degradation)
國立臺灣大學環境工程學研究所 黃教程
我們身處的環境，不論是在水中、空氣中都含有可能會對人體造成危害的污染物或細菌，現有的技術中，有相當多方法能將這些環境污染物去除，或者分解成毒性較低的產物，然而，這麼多方法中，沒有一個能比的上由光能啟動的光催化反應具有低能耗、低成本、效率高等特性。
謎樣的分子：克里奇中間體 (Criegee intermediates, CIs)
國立臺灣大學科學教育發展中心陳藹然博士
2012年初，一篇備受矚目的突破性研究論文在期刊「科學 (Science)」上發表，標題是「從 $$CH_2I$$ 和 $$O_2$$ 的反應直接進行克里奇中間體的動力學測量」。ScienceDaily 撰文報導：科學家發現一個對抗全球暖化的新利器─大氣中能冷卻地球的分子；BBC新聞科學版也發文介紹這個「謎樣」的分子。這種特殊分子叫做「克里奇中間體 (Criegee intermediates, CIs)」或「克里奇雙自由基 (Criegee biradicals)」，得名自德國有機化學家克里奇 (Rudolf Criegee)。
活性氮（Reactive Nitrogen Species）
國立臺灣師範大學生命科學系黃盟元博士
$$\mathrm{NO}$$ 主要的生物化學反應有氧化、硝化（加入 $$\mathrm{NO_2}$$）、亞硝化（加入 $$\mathrm{NO^+}$$）及亞硝基化（$$\mathrm{NO}$$）幾種。
生物學家在一氧化氮（$$\mathrm{NO}$$）及其代謝產物的深入研究中，提出了一個新名詞「活性氮（RNS）」，RNS 包括各種各樣從 $$\mathrm{NO}$$ 所衍生而出的物質，就像活性氧（ROS）一樣，RNS的產生來自生物自由基的相互作用。
活性氧物種（Reactive oxygen species）
國立新莊高級中學陳偉民退休教師
活性氧物種（縮寫為ROS）是指含氧之化學活性分子，其中包括過氧化氫（H2O2）、次氯酸（HClO）、羥基自由基（HO）、單線態氧（1O2）等。ROS是在正常新陳代謝後，由氧形成的天然副產品，在細胞訊息傳遞（cell signaling）及體內平衡（homeostasis）方面扮演重要的角色。然而在外界環境屬於逆境時（如暴露在紫外線及高溫下），ROS的濃度會急劇升高。這種現象會對細胞結構造成明顯損害，長期累積下來，就形成氧化損傷（oxidative stress）。ROS也可能源自外來因素，如電離輻射（ionizing radiation）。
訊息傳遞與損害之效應
在正常的情況下，細胞會用一些酶對抗ROS之損害，如α-1-微球蛋白（alpha-1-microglobulin）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutases）、過氧化氫酶（catalases）、乳過氧化物酶（lactoperoxidases）、麩胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidases）以及過氧氧化還原蛋白（peroxiredoxins）。小分子的抗氧化劑如抗壞血酸（維生素C）、生育酚（維生素E）、尿酸及穀胱甘肽（glutathione）在作為細胞抗氧化劑方面，也扮演重要的角色。多酚抗氧化劑也有類似功能，可經由清除自由基而防止ROS造成傷害。比較起來，細胞外的抗氧化劑功能較小，例如人體最重要的血漿抗氧化劑是尿酸。
有許多種ROS對細胞新陳代謝造成的效應，已經充分被研究。這些效應不但包含ROS在細胞凋亡（apoptosis）中的角色，也有些正面的效應，如引發基因的主體防禦，以及啟動離子運輸系統。這也代表ROS可作為生物體的傳訊者，這種現象稱為氧化還原訊息傳遞（redox signaling）。特別的是：血小板在參與傷口的修復及調整體內血液平衡時，會釋放ROS，召集更多血小板到受傷的部位。此時也會經由召集白血球，調整免疫系統。
蝦紅素 (Astaxanthin, Asta)
臺北市立建國高級中學生物科蔡敏麗老師/國立臺灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯
圖片來源：維基百科
市場上活生生的螃蟹、蝦子的外殼都是青綠色，可是餐桌上煮熟的螃蟹、蝦子則是紅色。這個原因跟蝦蟹體內的色素-蝦紅素（Astaxanthin, Asta）有關。蝦紅素分子式為C40H52O4，其分子量為596.8，另一名稱為蝦青素，為廣泛存在於動植物、藻類、微生物體中葉黃素類的色素。蝦紅素在游離、自由狀態時，呈現略帶粉紅的橙黃色，在蝦蟹未加熱前，外殼中蝦紅素和甲殼蛋白質化合，蝦紅素的3D形狀結構被扭曲，進而使吸收光線波長改變呈現出青綠色，也可與不同種類的蛋白質結合，使外殼呈現紅橙、黃、綠或是藍紫等顏色。而螃蟹、蝦子下鍋加熱會使體內大部分的色素遇高溫而分解，但蝦紅素遇到高溫不會被破壞，所以煮熟的螃蟹、蝦子會顯現出鮮艷的橘紅色。
