【記者羅智華台北報導】清華大學與比利時安特惠普大學合作,成功從宇宙「大爆炸」理論發想可解析「三維原子結構圖」的創新方法,被視為是3D顯微學的大突破,備受科學界矚目,登上國際知名的《自然》(Nature)期刊。
主導研究的清大教授陳福榮表示,透過電子顯微鏡觀看物體時,無法解析出3D立體結構,讓從事原子結構研究的科學家面臨難以「窺其全貌」的窘況,也容易產生科學誤差。為克服瓶頸,清大與國際學府攜手,花了三年時間,順利解析出「三維原子結構」的新途徑。
要了解材料與生物蛋白質的性質及功能,並從中解析出完整的三維原子結構,目前往往只能仰賴於斷層攝影術,藉由上百個不同角度的拍攝與電腦運算,慢慢建構出立體影像,把2D投影轉換成3D,耗力費時,有時甚至得花上六個月運算時間才能得到結果。
陳福榮從天文物理的宇宙大爆炸理論出發,聯想並發展出只要透過一個投影角度就能重構三維原子結構的「大爆炸原子分辨率斷層攝影學」。他解釋,就如同天文物理學家運用哈伯方程式推測宇宙大爆炸的時間原點一樣,我們也能透過類似的科學理論,運用原子波不同角度間的「相位」與「相位速率」關係來算出3D原子位置,進而解析出三維原子結構。
清華團隊表示,這項研究成果不只登上國際期刊,未來還能應用在生物醫學與材料科學領域,將科學理論轉換成實務技術;目前已經在申請歐洲專利,同時也獲得電子顯微鏡廠商青睞,洽詢技轉中。