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有機太陽能電池曙光乍現

科景_96
・2011/02/08 ・944字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 535 ・七年級
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Original publish date:Sep 29, 2003

編輯 tslim 報導

普林斯頓大學電機工程系的研究人員結合了各種最新的研究成果, 發明了可以製造出更有經濟效益的太陽能電池(光電池)的技術.

發表在九月十一日的Nature雜誌中的一篇文章, 將科學家對新一代的太陽能電池上的發展推進了一大步. 雖然這種新的太陽能電池的供電效率並沒有比以前傳統的太陽能電池高, 但是它的造價卻相當低廉, 而且可以有更多樣性的用途.

這種新的太陽能電池是以有機材料做成的, 它具有超薄, 可以彎曲, 可貼覆在大的面積上等特點. 在普林斯頓大學電機系Stephen Forrest教授實驗室的研究生Peter Peumans表示, 將機物質以列印或是噴灑的方式貼覆在塑膠片上, 即可製成一大片的太陽能板. 使用時只要將這捲太陽能板攤開放在的屋頂上即可. 此外, 這種電池也可以被製成不同的顏色, 使它們成為迷人的建築材料. 或者可以將其製成透明的, 使之可以直接貼在窗上.

Forrest表示, 其實科學家們發展有機光電池已經有好幾年了, 但是一直無法突破在光電轉換效率上的問題. 第一個有機太陽能電池是在1986年就發展出來了, 但是其光電轉換效率只有1%, 而且這個數字一直維持了15年. Forrest及其同僚最近以改變製造有機光電池的有機化合物來突破這個障礙, 使光電轉換效率達到3%以上. 此外, 在這篇發表在Nature上的最新的文章中還介紹了一種新的有機薄膜製程技術, 使光電效率更可提高50%.

Forrest實驗室的研究人員們現在正計劃結合新的材料及技術, 使光電轉換效率至少提高到5%以上, 這將使得這技術具有商業上的吸引力. 如果再進一步隨著商業上的研究發展, 有機太陽能的光電轉換效率可望到達到5-10%. 與具有24%光電轉換效率的傳統太陽能電池相比, 有機太陽能電池的優點在於造價低廉. 因此每瓦的製造費用將可低於傳統光電池, 這就是它所具有的競爭力.

原始論文:
P. PEUMANS, S. UCHIDA and S. R. FORREST, “Efficient bulk heterojunction photovoltaic cells using small-molecular-weight organic thin films”, Nature 425, 158-162 (2003).

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參考來源:

本文版權聲明與轉載授權資訊:

  • [Apr 04, 2007] 愛照鏡子的人請注意
  • [Oct 14, 2006] 將太陽光由綠轉藍
  • [Mar 20, 2003] 高轉換效率的染料光電池
  • [Mar 31, 2002] 太陽能電池也能安裝在柔軟的衣服上
  • [Nov 05, 2000] 有機化的太陽能

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    科景_96
    426 篇文章 ・ 7 位粉絲
    Sciscape成立於1999年4月,為一非營利的專業科學新聞網站。

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    肺癌不只是抽菸惹禍!PM2.5、油煙、腸道菌失衡全都中,TW01 益生菌提升肺部保護力!
    鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
    ・2025/05/07 ・2808字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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    本文與 江欣樺營養師 合作,泛科學企劃執行。

    肺癌連四冠 成為台灣十大癌症之首的背後原因

    根據衛福部國民健康署於 2024 年 12 月公布的最新數據,肺癌已穩居台灣十大癌症榜首。這不只是發生人數最高,更同時擁有死亡率最高、晚期發現比例最高、醫療費用最高等三項不名譽的紀錄,可說是名副其實的「癌症四冠王」。

    肺癌不只是台灣十大癌症榜首,更同時是發生人數最高、死亡率最高、晚期發現比例最高、醫療費用最高的疾病。圖 / unsplash

    肺癌新確診人數在過去十年中持續上升,尤其在 2022 年 7 月政府推動肺癌篩檢政策後,越來越多過去未被發現的病例被篩檢出來。這項針對高風險族群的篩檢措施,有助於提高早期發現的比例,但也凸顯出台灣肺癌潛藏病例數量之大。

    過去,大腸直腸癌曾長期穩居癌症發生率第一位,如今退居第二位,仍值得高度關注。不過,肺癌的快速上升與普及化趨勢,則反映出不僅吸菸者受影響,越來越多不吸菸卻罹患肺癌的人也在增加,使得肺癌防治策略面臨新的挑戰。

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    基因變異遇上空污 PM2.5:台灣肺癌高發生率的雙重危機

    在肺癌逐年升溫的背後,科學家持續探究其背後的成因。其中,一篇刊登於《Cell》2020 年 7 月號的研究引起了國際關注。這項研究由中央研究院團隊主導,聯合臺灣大學、臺北醫學大學及臺中榮總等單位共同完成,發現一種名為「APOBEC 變異」的基因特徵,可能與臺灣女性罹患肺癌發生率偏高有關。該變異會影響細胞內 DNA 的穩定性,使其更容易累積損傷並進一步發展為癌症,這項研究也讓人們開始重新思考肺癌與遺傳體質之間的關聯性。

    除了基因之外,環境因素依然是不可忽視的關鍵。2023 年 4 月《Nature》的一篇封面故事則指出,空氣污染對肺癌的影響,可能不是直接造成新的 DNA 突變,而是透過誘發「慢性發炎」的機制,促使原本已帶有變異的細胞被「喚醒」並增殖形成腫瘤。這如同將原本處於沉睡狀態的壞細胞,因長期的空氣污染刺激而被激活。

    由此可見,預防癌症的策略或許不應僅著重於防止癌細胞的「產生」,更重要的是避免讓它們「活化」。這也代表預防策略的重點,正從過去單純的「避免基因突變」,轉向同時「減少發炎反應」。而導致這些發炎與突變的因素,其實仍然是我們熟悉的環境污染源,例如 PM2.5、香菸二手煙、油煙與室內空氣品質等。

    值得注意的是,這種風險機制並不只侷限於肺癌。大腸直腸癌的發生同樣與基因變異及環境因子的交互作用密切相關,顯示癌症成因不再是單一來源,而是多層次、需整合多面向來防範的健康議題。

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    遠離肺部發炎:從廚房油煙到腸道保健的肺癌預防關鍵

    在空氣品質頻頻亮紅燈的臺灣,要保護肺部健康,關鍵就在於避開引發發炎反應的因子。國民健康署明確指出,「吸菸」仍是肺癌最主要的危險因子,佔所有患者的七至八成。然而,非吸菸者也絕不能掉以輕心,二手菸、交通廢氣、PM2.5 等空氣污染物,同樣是導致肺部慢性發炎的重要元凶。

    肺癌元凶不只有吸菸,空污也是一大原因。圖 / unsplash

    此外,有一項常被忽略卻與肺癌風險高度相關的危險因子,來自我們每天的廚房——烹飪油煙。國民健康署指出,臺灣女性長期暴露於烹飪油煙中,罹患肺癌的風險不容忽視,尤其是在長時間未使用抽油煙機的情況下。國民健康署指出,未使用抽油煙機的非吸菸女性,其肺癌風險竟比有使用者高出約8.3倍。這項數據提醒我們,日常看似平常的行為,可能正是健康風險的關鍵所在。

    除了遠離風險因子,江欣樺營養師也提出,從「腸道」著手是提升免疫力、降低全身發炎反應的新方向。維持腸道健康不僅能調節整體免疫系統,更與肺部的發炎反應息息相關。以益生菌株 TW01 為例,研究指出它能有效抵達腸道內的免疫關鍵區域——貝爾斑(Peyer’s patch),調節 T 細胞中 TH1 與 TH2 的平衡,有助於緩解過度的免疫反應或過敏現象。

    此外,TW01 菌株也能促進B細胞分泌 IgA 免疫球蛋白,強化腸道黏膜層的保護力,減少「腸漏」的發生,進而間接保護其他器官免受炎症的侵擾。更令人關注的是,該菌株亦在研究中展現抑制大腸癌細胞的潛力,對於目前台灣排名第二的大腸直腸癌,可能提供另一層預防上的助力。

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    國民健康署指出,未使用抽油煙機的非吸菸女性,其肺癌風險竟比有使用者高出約8.3倍。圖 / shutterstock

    TW01 益生菌對抗肺癌:從腸-肺軸線降低空污引發的肺損傷

    腸道與肺部之間存在一條重要的生理連結,稱為「腸-肺軸線」。今年初發表於《Nutrients》期刊的一項臺灣研究指出,TW01 益生菌能透過腸-肺軸線機制,從腸道出發,間接守護我們的肺部健康。研究結果顯示,TW01 益生菌有三大關鍵作用:首先,有助於減輕空污 PM2.5 所造成的肺損傷;其次,可降低肺部發炎物質(如 TNF-α、IL-6、IL-10 等);第三,降低肺纖維化,主要透過調節 TGF-β1/Smad 信號傳導來達成。

    其實,腸道與其他器官之間也存在類似的「軸線」關係,例如腸-腦軸線影響情緒與睡眠,腸-皮膚軸線與皮膚狀況密切相關。這些軸線代表著腸道菌叢的健康與代謝活動,很容易影響到其他器官。反過來,器官之間的影響同樣是雙向的——空污中的 PM2.5 不只損害肺部,也會擾亂腸道菌相,甚至引發「腸漏症」,讓體內毒素再次回到肺部,進一步惡化發炎反應。

    預防肺癌、對抗 PM2.5,從 TW01 益生菌構築更健康的防線

    面對癌症這個複雜的敵人,我們或許無法改變基因,但我們可以從每天的選擇中,建立更堅固的健康防線。越來越多研究顯示,身體各個器官並非獨立運作,而是彼此緊密串聯——肺與腸的關聯,正是一個明顯的例子。從腸道微生物的平衡,到肺部的免疫狀態,生活中的每一項小習慣,其實都可能悄悄影響著我們罹癌的風險。

    空氣品質意識、健康飲食內容、規律運動習慣、定期健康檢查,這些看似平凡的日常行為,正是最切實且有效的預防行動。特別在台灣,肺癌與大腸癌長期高居發生率前兩名,更提醒我們——預防不能等到症狀出現才開始,而應該從日常做起。

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    小孩太早發育不一定好?骨齡檢查真相一次看懂!
    careonline_96
    ・2025/05/14 ・2929字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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    為什麼骨齡會超前?兒童內分泌專科醫師圖文解說
    圖 / 照護線上

    實際案例分享

    十歲的小豪骨齡竟然高達十三歲!! 媽媽好擔心小豪會因而長不高,一進診間就著急地要求邱醫師給小豪性早熟的針劑治療,甚至詢問能不能施打生長激素?

    然而,經邱醫師詳細理學檢查,小豪當時沒有任何第二性徵,根本還沒開始青春期發育!身高 153 公分(超過第95百分位),體重卻重達 65 公斤(BMI 超過第 99 百分位),屬於肥胖體格。近一年來體重也增加了近 10 公斤! 原來,小豪的骨齡超前是因為肥胖與快速增加體重所致,在接下來四年多的發育過程,小豪很認真地配合醫囑,認真遵循健康的生活型態:充足睡眠、每天運動、均衡健康的飲食,每天量測體重做紀錄並定期回門診追蹤。最後,小豪在完全沒有藥物介入的情形下,國中一年級開始出現第二性徵,國三順利達到 178 公分的成人身高,體重穩定控制在 68 公斤。媽媽這才鬆了一口氣,卸下心中的大石頭。

    類似的情節,在兒童內分泌科診室一而再再而三地上演。究竟「骨齡超前」、「骨齡落後」是不是生病?為什麼兒童內分泌科醫師沒有建議我的孩子做藥物治療?

    骨齡:評估兒童青少年生長發育的一個重要工具

    「骨齡(Bone age)」、「骨骼的年齡」,是根據 1959 年 Greulich and Pyle 及 1976 年 Tanner-Whitehouse 2 method,由左手手掌與手腕的骨骼影像,推測全身骨骼成熟度的一種方法。

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    骨齡檢查是診斷兒童生長發育相關疾患與特定內分泌疾患的一項重要依據,如:身材矮小、身高過高、生長遲緩、性早熟、性晚熟、生長激素缺乏等,所以兒童內分泌科醫師常會用骨齡檢查作為診斷參考。

    骨齡檢查怎麼做?

    骨齡的檢查方法為:將「左手」手掌平放在檢查台,照射低輻射劑量X光,取得清晰的手掌、手腕與遠端尺骨、橈骨影像,再由兒童內分泌科醫師做專業判讀。

    骨齡超前與落後的常見原因
    圖 / 照護線上

    骨齡檢查安全嗎?

    骨齡檢查的輻射劑量僅 0.0025 毫西弗,約莫胸部X光的十分之一,是台灣每人每年接受的天然背景輻射劑量 1.62 毫西弗的千分之一點五,而且照射時間短暫,左手掌也不是體內重要的維生器官,只要遵循醫師醫囑之檢查頻率,基本上是安全的。

    骨齡影像可以提供那些資訊?

    兒童內分泌科醫師會根據左手手掌與手腕的影像,仔細查看每一塊骨頭的大小、形狀、每一個生長板的空隙大小,判斷骨齡。專業的兒童內分泌科醫師會再根據實際生理年齡與伴隨的生長發育趨勢做整體評估,並藉此推估孩子未來的成人身高。

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    此外,邱醫師也會在骨齡的影像上特別留意是否合併其他骨骼異常的表現,如佝僂症、透納氏症、SHOX基因突變、Albright遺傳性骨發育不全症(Albright hereditary osteodystrophy)等,這些疾病也會造成兒童身材矮小與生長遲緩。

    骨齡不是性早熟的唯一診斷標準,骨齡超前也不等於性早熟!

    爸爸媽媽常常因為孩子骨齡大於實際年齡而焦慮緊張,擔心孩子性早熟而要求接受藥物的治療,其實多數這樣的孩子是處在正常年齡開始青春期發育,不僅沒有性早熟,也有不錯的身高潛力,所以只需要定期門診追蹤,維持健康的生活型態,往往就能達到符合遺傳條件,甚至更好的成人身高唷!

    影響骨齡大小的因素有哪些?

    骨骼的成熟受到許多因素的影響,如:營養狀態、遺傳體質、青春期發育、甲狀腺功能、生長激素、皮質醇、藥物等。

    青春期階段,由於性荷爾蒙濃度逐漸上升,並間接刺激生長激素的分泌增加,因此,大多數青春期的孩子身高明顯長得比先前快。但隨著性荷爾蒙濃度愈來愈高,同時也會加速骨骼成熟、促進生長板閉合,一旦所有生長板都閉合,也就決定了最終的成人身高。

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    骨齡超前可能影響成人身高
    圖 / 照護線上

    臨床上常見孩子進入青春期後,骨齡開始有明顯加速的現象,但此時也常伴隨相對應的身高生長速度,倘若身高符合骨齡該有的表現,孩子的成人身高就不會受到影響。換句話說,骨齡超前不等於性早熟! 骨齡超前不等於性早熟!!骨齡超前不等於性早熟!!!

    然而,有些孩子在不該發育的年齡即出現第二性徵,如:女孩未足八歲出現乳房、陰毛發育,未足十歲來初經;男孩未足九歲出現睪丸、陰莖、陰毛發育。這樣的孩子倘若又合併長高速度明顯增加、骨齡超前於實際年齡兩歲以上,就會高度懷疑是「性早熟」,兒童內分泌科醫師將進一步安排相關的荷爾蒙檢查來確認診斷,並在必要時給予藥物治療。

    造成骨齡超前的常見原因有:青春期發育、肥胖、遺傳、環境荷爾蒙的暴露、甲狀腺亢進等。相反的,導致骨齡落後的常見原因有:營養不良、體質性生長遲緩、甲狀腺功能低下、全身系統性慢性疾病、特殊藥物使用等。

    肥胖、油炸飲食,是讓孩子骨齡超前的真兇

    肥胖兒童由於脂肪細胞瘦體素、性荷爾蒙、生長因子以及相對胰島素阻抗等複雜因素造成骨齡容易快速進展,最終導致青春期前看起來高高胖胖,但青春期過程中骨齡進展得更為明顯,反倒長高速度明顯趨緩,最終因為成長時間受限而無法達到理想成人身高! 所以,小時候養得胖胖的,長大不但不會抽高,還會沒時間長高!!!!

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    另外,也有一些影響兒童生長的問題或疾病,如:透納氏症,在進入青春期以前骨齡檢查也會符合實際生理年齡。因此,骨齡等同於生理年齡也不代表孩子一定健康沒生病!還是必須經過專業的兒童內分泌科醫師整體評估。

    骨齡不是單獨判斷標準,還得看整體生長趨勢

    專業的兒童內分泌科醫師會根據孩子的年齡、身高、體重、身體質量指數(BMI)、營養狀態、潛在疾病、青春期發育的成熟度,綜合判斷骨齡是否符合整體表現。孩子的「生長趨勢」與「骨齡變化」都是很重要的診斷依據,大多數的孩子只要落實健康的生活習慣(飲食、行為治療),都可以順利長高。藥物治療介入與否須由專業醫師針對個別孩子的問題做綜合判斷。

    圖 / 照護線上
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    胃鏡進場、無需開刀!訂書針縫胃手術縫出健康胃
    careonline_96
    ・2025/05/09 ・2380字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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    圖 / 照護線上

    「有位二十多歲的女士,在生產後合併壓力性肥胖,進食量真的很大。」新悅美型醫學診所院長劉家嘉醫師表示,「因為健康檢查顯示有脂肪肝,且肝功能及膽固醇偏高,再加上大食量,自己藉由飲食和運動的效果一直很有限,所以讓她決心積極尋找醫學方式來治療她的肥胖問題。

    經過詳細和病患討論後,她決定接受訂書針縫胃手術,利用胃鏡於胃內進行胃部體積縮小,幫助減少進食量。劉家嘉醫師說,術後不久,她已減少了 14 公斤,肝功能已恢復正常,目前仍持續追蹤與控制中,相信3個月即可順利達到理想體重。」

    肥胖可能導致很多併發症,包括糖尿病、高血壓、高血脂、脂肪肝、心血管疾病、睡眠呼吸中止症、性功能障礙、不孕、膝關節退化等,而且還會增加罹患乳癌、大腸癌等多種癌症的風險。此外,肥胖會增加日後發生憂鬱症之風險,憂鬱症本身也會增加肥胖的發生率。建議肥胖者應減重,改善其憂鬱情緒及增加憂鬱症之緩解率[1]

    積極減重幫助減少肥胖併發症
    圖 / 照護線上

    台灣 2017-2020 年「國民營養健康狀況變遷調查」顯示 18 歲以上成人過重及肥胖盛行率攀升至 50.3%[2]。透過醫療專業介入,積極減重能夠減少許多的併發症。劉家嘉醫師表示,首先要仔細找出造成肥胖的原因,並搭配營養調整、適度運動。如果無法藉由飲食、運動有效減重,可能就要考慮使用藥物、胃鏡減重手術、外科減重手術等方式。

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    劉家嘉醫師說,利用胃鏡進行減重手術的方法有幾種,包含胃內肉毒注射治療,胃內水球植入術、訂書針縫胃手術、胃鏡縫胃(又稱內視鏡袖狀胃成形術,或者無痕胃拉提,或者胃鏡縮胃,英文簡稱 ESG)等。因為每人肥胖成因不同,劉家嘉醫師建議,一定要先了解病患肥胖的原因並進行完整的術前檢查,排除不適合的禁忌症族群,選擇適合的治療方式,效果最佳。

    訂書針縫胃手術、內視鏡袖狀胃成形術ESG此兩種方式,是利用特殊器械套在胃鏡上,從患者嘴巴進到胃裡,無皮膚傷口,從胃內進行縫合,縮小胃容量。訂書針縫胃手術是以類似訂書針的方式固定胃壁,胃鏡縫胃(無痕胃拉提)是以類似縫束的方式縫合胃壁。劉家嘉醫師說,此兩種手術的器械與手術方法不同,因此也適用於不同的族群。

    訂書針縫胃手術步驟解析

    訂書針縫胃手術會在全身麻醉下進行,醫師操作一套特殊的手術平臺 IOP,將器械送入胃內進行縫合。劉家嘉醫師解釋,首先會利用一支大組織夾抓取欲縫合的胃壁組織,然後再利用特殊針頭穿線並使用鈦鎳合金的金屬板(稱為 snowshoe 雪靴)扣住,有點類似「訂書針」概念,將欲縫合的胃壁組織固定在一起,進而有效縮小胃部容量。

    訂書針縫胃手術步驟解析
    圖 / 照護線上

    醫師會重複上述動作,一處一處把胃壁組織訂起來。劉家嘉醫師說,依照亞洲患者的體型,平均大約使用 6 至 8 組 snowshoes 固定板即可完成縮小胃部容積,此手術通常可在 30 分鐘內完成,待麻醉恢復後,患者便可恢復正常的活動。術後的飲食會從清流質開始,再逐步進入低渣飲食、一般食物。由於胃部仍有細微傷口,請務必依照指示服藥。

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    接受訂書針縫胃手術後,胃容積可縮小 50% 至 70%,幫助患者減少食量。劉家嘉醫師說,根據研究,若能搭配飲食、運動,醫學研究顯示術後一年約可降低總體重的 18%~20%。

    訂書針縫胃特點解析
    圖 / 照護線上

    「訂書針縫胃手術不會切除胃部,不會在體表留下傷口,疼痛較少,恢復期較短,且可顯著減少胃容量,幫助食量較大的患者控制飲食。」劉家嘉醫師說,「術後患者一定要做好飲食控制、規律運動,才能達到最佳的減重成效,並避免復胖!」

    筆記重點整理

    • 肥胖可能導致很多併發症,包括糖尿病、高血壓、高血脂、脂肪肝、心血管疾病、睡眠呼吸中止症、性功能障礙、不孕、關節退化等,而且還會增加罹患乳癌、大腸癌等多種癌症的風險。
    • 透過醫療專業介入,積極減重能夠減少許多的併發症。要仔細找出造成肥胖的原因,並搭配營養調整、適度運動。如果無法藉由飲食、運動有效減重,可能就要考慮使用藥物、胃鏡減重手術、外科減重手術等方式。
    • 訂書針縫胃手術會在全身麻醉下進行,醫師操作一套特殊的手術平臺,將器械送入胃內進行縫合。訂書針縫胃手術不會切除胃部,不會在體表留下傷口,疼痛較少,恢復期較短。
    • 接受訂書針縫胃手術後,胃容積可縮小 50% 至 70%,幫助患者減少食量。根據研究,若能搭配飲食、運動,術後一年約可降低總體重的 18%~20%。
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