2024台灣拉曼國際研討會暨暑期營成果報導

臺灣大學凝態中心黃鈺淳陳維良張玉明

前言

「拉曼光譜」是一種用於研究物質結構振動模態的光譜技術。早在一百年前(1923)，奧地利物理學家Adolf Smekal便從理論端預測了單色光照射物質後，光波頻率可能發生改變的現象。直到1928年才由印度物理學家 C. V. Raman與K. S. Krishnan在研究液體苯的散射實驗時，發現可以利用太陽光直接觀察到此非彈性光散射的現象，並稱之為拉曼散射 (Raman Scattering) ，並於1930年獲得了諾貝爾物理學獎肯定。時至今日在拉曼散射現象被發現一百年後，近代的拉曼光譜技術發展因具備跨學科領域應用的特性，也已經成為物理、化學、生物、和材料…等領域常用的核心研究工具。

2013年，為了促進台灣各學術領域的學者在拉曼光譜領域的學術研究與技術交流，並在國立交通大學濵口宏夫 ( Hiro-o Hamaguchi )講座教授的號召之下，成立了台灣拉曼光譜協會 ( Taiwan Association of Raman Spectroscopy，簡稱TARS )。過去十二年，除了COVID-19疫情期間停辦， TARS協會透過每年舉辦「台灣拉曼光譜學國際研討會 ( Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy，簡稱TISRS )」及「台灣拉曼光譜協會暑期營 ( Taiwan Association of Raman Spectroscopy Summer Camp，簡稱TARS SC )」，為台灣及國外的拉曼光譜學相關領域研究學者們，提供一年一次的學術交流平台。

今年舉辨的第九屆TISRS & TARS SC (2024/07/11~13)，是由東華大學物理系鄭嘉良教授及台灣大學凝態中心張玉明研究員共同主辦，國際研討會及暑期營分別於台北國立台灣大學凝態中心及宜蘭礁溪中天溫泉會館舉辦。

【圖一、第九屆TISRS與會者大合照】

【圖二、第九屆TARS SC與會者大合照】

三天的學術活動期間，共計吸引了七個不同國家地區的學者專家及學生報名參加，其中TISRS參加人數為107人，TARS SC則是78人，會議期間共邀請四名大會講員 ( Plenary Speakers ) 及12名邀請講員 ( Invited Speakers ) ，並接受了23篇的海報論文投稿。會議舉辦期間，與會學者們分享他們在拉曼光譜學方面的最新研究成果，及拉曼光譜技術在生物、物理、化學及和奈米科學領域的應用，除了彼此交流了科學前沿知識及寶貴的學術見解，更激發了對未來研究方向的思考和討論。

關於台灣拉曼光譜國際研討會 (TISRS 2024)

本屆TISRS邀請了十多位領域內的頂尖學者作為專題演講者，其中濵口宏夫教授聚焦於利用拉曼光譜技術探討液體系統的行為，涵蓋了水在不同溫度下的性質變化，特別是Nano-ice的形成及其對水密度異常的影響，以及分子近場天線效應在沒有光子的情況下對溶劑分子光譜的顯著增強，突顯了拉曼光譜技術在揭示複雜系統中的潛在現象方面的強大能力。鄭嘉良教授的研究集中在利用拉曼光譜探討類胡蘿蔔素在A. viride再生中的作用。池田勝佳教授則分享他在電化學和表面科學方面的研究，特別是表面增強拉曼散射（SERS）在電化學界面的應用，他探討了電子和振動的表面增強拉曼散射現象，並展示了SERS在觀察電化學反應中的應用。陳益佳教授的研究則是利用拉曼光譜和SERS技術探討金屬-配體複合物的振動結構及其表面增強現象，涵蓋了金屬-配體複合物的振動模式、氧化還原反應以及光譜特徵的變化，對金屬增強拉曼散射的機制提供了深入見解。

【圖三、TISRS大會講員，左起鄭嘉良教授、陳益佳教授、池田勝佳教授、濵口宏夫教授】

另外值得一提的是這次TISRS晚宴與海報展示會，皆安排在台大凝態中心一樓大廳舉行，提供了與會學者與學生們展示研究成果和學術交流互動的絕佳場域，尤其在美食與啤酒的氛圍下，海報展示現場充斥著熱烈的學術討論與意見交流，充分展現了年輕學子的科學創意與成果。

【圖四、晚宴】

【圖五、海報展示會】

關於台灣拉曼光譜協會暑期營 (TARS SC 2024)

當年TARS協會成立時除了提議舉辦TISRS國際研討會，同時也規劃了TARS暑期營。前者主要聚焦在拉曼光譜技術的最前緣科學研究與技術的發表與分享，後者則以促進與會學者與學生間的互動與交流為目的。至於暑期營的活動規劃與主持則是由學生委員會(Student Committee)來主導與推動，藉此過程培養學生的組織會議與學術表達能力。

【圖六、學生口頭報告環節】

此暑期營的另一個特色是，每年皆會特別邀請TISRS的大會講員或邀請講者一起參加並提供具教育性質的演講 (Lectures)，目的是讓與會的講者能改用較為輕鬆易懂的方式，來呈現他們的研究成果與經驗分享，讓學生們能夠更容易理解，並深入掌握相關知識，從而激發他們對拉曼光譜技術的興趣和學術追求。以今年的TARS SC為例，濵口宏夫教授的演講從日常生活切入，引導至生命探討，讓與會者感受到生活與科學的連結，接著詳述他們是如何一步步透過拉曼光譜技術研究活酵母細胞分裂過程中的分子活動，並發現某個拉曼光譜峰與細胞活性密切相關後，更直接將此光譜峰作為細胞的生命標誌，這樣從分子層面理解生命現象的新途徑，展示了拉曼光譜技術在生命科學研究中的強大潛力。加納英明教授以「相干拉曼散射的60年：歷史、原理及其在生命科學中的應用」為題，回顧非線性拉曼散射的歷史、基本原理，提供與會者一個全面的視角，了解相干拉曼散射的發展歷程及其在現代科學研究中的重要性。鄭嘉良教授的團隊則使用奈米鑽石標記生物分子，觀察它們與細胞或細菌的互動，在細胞和動物模型中進行癌細胞的早期識別，並將這項技術應用於早期癌症細胞識別和抗癌藥物遞送，致力於更有效地將抗癌藥物傳遞至腫瘤靶點。陳劭宇助理研究員則介紹拉曼光譜技術提供二維材料的品質、層數和應力分佈詳細資訊的能力，因此具備研究新一代二維量子材料結構、電子和振動特性方面的獨特優勢，也同時強調拉曼光譜技術在研究人工扭轉雙層結構(Artificial Twisted Bilayer Structures)中的應用。

【圖七、TARS大會講員，左起鄭嘉良教授、陳劭宇教授、加納英明教授、濵口宏夫教授】

後記

2024 TISRS & TARS SC的學術活動，不僅促進了台灣及國際拉曼研究學者之間的交流與連結，吸引不少有意將拉曼光譜技術應用於其專業領域的研究團隊參加，更重要的是為年輕研究者和學生搭建了拉曼光譜技術展示和交流分享的學術平台。我們相信此次會議活動將激發他們在拉曼光譜技術及其應用方面的創新思維，並促進拉曼光譜學的未來發展才是。TARS將繼續推動拉曼光譜學的發展，致力於打造一個充滿創新和活力的交流平台，吸引更多國際知名學者和新興研究者參與。更希望能擴大議題範疇，涵蓋更多新興領域的研究，促進國內外學術交流，培養更多拉曼光譜技術的研究人才，推動台灣與國際間的合作及發展。