徐治平教授與介面科學

●從事研究過程自民國七十三年起任職於台大化工系後，初期之研究工作以隨機程序模擬微生物之吸附與固態發酵相關問題為主。其後開始嚐試不同的研究課題，例如生物技術與工程，生物系統模擬，模糊模型與控制，藥物的控制釋放，廢水處理，與固體粒子在液相中之行為等。五年前起開始專注於膠體與界面科學領域方面的研究；十五年來發表了一百五十餘篇的期刊論文，建立了實驗與理論分析的初步基礎。

由於人類所面臨的問題與現象多與兩相以上的組合相關，因此界面科學便扮演了重要的角色。它具有跨領域性高，應用廣泛的特色，是極具發展潛力的學門；不僅與當代產業有密切的關係，也是下一世紀高科技產業的主流。與界面科學與技術相關的問題與應用甚多，無論基礎科學或應用研究，都與它有直接的關係。例如半導體製程中之單晶成長，化學機械研磨，表面塗佈，材料科學中之表面處理與加工，超微細粉體，特用化學品，生醫工程中之人工臟器，微膠囊包覆，各類醫藥產品，環境工程中之凝聚與淤泥去水，活性碳吸附，纖維凝結去油滴，能源工程中之表面活性劑與微乳膠，各類農，工與食品業的製造，如噴霧式除草劑與殺蟲劑，沙拉調味醬，人造奶油，布丁，墨水，塗料，顏料，染料，清潔劑等。顯然，界面科學與相關技術的研究與發展，是值得且必須重視的。國內近年來在基礎與應用科學研究上已逐漸起步，在各個研究領域也引進及培養了相當的人力。不過，與界面科學相關技術之發展，在國內業界尚屬萌芽階段；一方面研究人力與資源分散，另方面許多基礎研究仍未落實。特別是缺乏系統性，完整的訓練課程，使得未來的發展受到限制。現階段若能夠整合產學資源，共謀問題解決之道，不僅對基礎學術研究水準之提升，就是對產業之升級都將有相當助益。

●目前的研究主題

目前的研究主題為膠體懸浮系統穩定性之分析，其典型的應用包括廢水處理中的凝、絮聚現象分析與化學機械研磨液之製備。後者為晶圓製造與加工過程中所使用的材料之一。研磨液之研發與配製，是國內業界有興趣的課題，特別是如何維持它的穩定性，是必須面對的問題。過去數年內的研究成果，特別是關於膠體懸浮液穩定性方面的分析，對於如何解決這個關鍵性的問題提供了具體的數據。簡言之，我們近年來主要的貢獻在於提出一般化且完整的理論模型與解析方法。在國際學術舞台上，民國八十二年獲選為英國皇家化學學會Fellow，曾於民國八十五至八十八年間擔任膠體與界面科學領域最具歷史且負盛名之國際期刊『Journal of Colloid and Interface Science』的Advisory Board，亦曾獲邀為該期刊撰寫專論，摘要近年的貢獻與未來可能的研究方向，即將刊登。民國八十六年獲邀擔任Marcer Dekker公司出版之專書『Interfacial Forces and Fields： Principles and Applications』的主編，該書已於六月間出版。目前亦獲邀擔任Marcer Dekker之『Encyclopedia of Surface and Colloid Science』的Editorial Advisory Board。

●未來研究的重點

未來研究的重點有二：一、膠體在電解質溶液中的靜電交互作用。自Derjaguin,Landau,Verwey與　　Overbeek (DLVO)的經典理論問世至今已接近半世紀。雖然DLVO理論對於解　　釋懸浮系統的凝聚現象提供了理論基礎，但是由於許多過於簡化的假設，使　　得許多目前實驗觀察到的特殊現象，如相同帶電面間之電作力為引力，且隨　　距離改變時會有振盪現象等，無法合理解釋。其中的關鍵之一在於離子大小　　所扮演的角色；在DLVO中它們被假設為點電荷，不佔體積，因此如鈉離子與　　鉀離子就被視為完全相同的。非點電荷問題在生物現象中也經常遇到，如細　　胞在液相中有蛋白質分子存在時彼此的交互作用就是典型的例子。與這個課　　題相關的研究歷史不長，不過目前已逐漸受到生物，物理，化學，與工程各　　領域學者的注意，投入的研究人力也快速增加中。我們將在現有基礎之上，　　進行這方面相關的研究。二、膠體與有機溶劑所形成的懸浮系統。在膠體與界面科學領域中，過去的研究　　多以水作為連續相之懸浮系統為主要的探討現象，文獻中以有機溶劑為連續　　相的結果較缺乏。其中主要問題在於系統參數，如介電常數的掌握不易。另　　外，由於電解質的解離程度估計困難，導致理論推導的障礙。就是在水懸浮　　系統中很容易可以量測的pH值，由於需要兩個參考電極，在此亦變得相當困　　難。雖然如此，因為該系統在附加價值高的精緻化學品製程或產品中佔有極　　為重要的地位，故如何克服上述困難，完成相關的理論分析，或提供系統化　　的實驗結果，是值得進行研究的課題。