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我是一位臨床中醫師,2001年從中國醫藥大學中西醫學系畢業後,一直持續臨床中醫師的訓練及工作,在工作上面對諸多臨床問題時,會需要反覆思索中醫的理論,並從書本中尋找前人治療的經驗,心裡覺得需要更多現代基礎研究的協助。2012年我先到大陸江蘇省的南京中醫藥大學取得「中西醫結合臨床研究所」的博士學位,在2017年回到母校中國醫藥大學取得「中西醫結合研究所」的碩士學位,對於中醫藥走向科學化及實證化的方向更加確定,當時陽明大學的「傳統醫藥研究所」博士班,是台灣最頂尖的中醫藥研究單位,我也積極報考,期待以自身的中醫藥臨床經驗,參與更多相關的基礎研究。
很幸運地進入傳醫所後,首先面臨的就是選擇指導教授的部分。當時蔡東湖教授是傳醫所的所長,也是我大學同學謝忱希醫師的指導教授,而蔡老師所做的藥物動力學的研究,剛好就是我最想要學習的部分,因為高科技的質譜儀分析技術,對於中藥的有效成分分析,絕對是強而有力的工具。很幸運的成為蔡老師的博士生後,也開始透過各種論文寫作課程、藥物實驗操作課程及每個月一次的實驗室會議,漸漸地了解國際上對於中醫藥研究的現況。
一開始進行實驗設計時,我選了自己臨床上經常遇到的「脂肪肝」議題。常常有些服用西醫降血脂藥的病人,會來尋求中醫的協助,希望能讓降血脂的效果更好。我以前覺得很奇怪,西藥降血脂的藥已經很有效了,但是,為什麼病人還會需要中藥的協助呢?仔細了解病患的需求後才發現,原來有些病患對於西藥的反應不好,儘管吃了降血脂藥,並沒有辦法讓血脂降低;有些病患有多種慢性疾病,例如高血壓及糖尿病等,已經服用多種西藥,他們並不想再多增加一種西藥;還有些病患是血脂情況不算嚴重,不需要服用西藥治療,醫師建議透過飲食和運動來改善血脂,但是成效不彰。
基於以上種種緣故,我開始了臨床上中西醫合併治療的歷程,透過每個月病患回診時提供的生化血脂數據輔助治療參考,很快地我就發現中藥與西藥合併使用的效果非常好,許多病患不僅血脂降低,有些體重也減輕了,有些西藥的劑量也減半了,甚至許多病人在完全停止中西藥治療後,仍然維持正常的血脂。這樣的成果讓我一則以喜,一則以憂,畢竟,在學校學習時,並沒有太多中西藥交互作用的課程內容,雖然看到了臨床的成效,但是心裡一直想要解開這個謎團。於是,我提出一個假說:「中藥合併西藥使用,可以減少西藥的劑量,降低副作用,並增加療效。」
我以日本 Shimazu公司生產的質譜儀儀器進行研究,選定了降血脂老藥「lovastatin」及常用的中藥「三黃瀉心湯」作為中西藥交互作用的題材。首先我先以「高效能液相層析儀HPLC」進行 lovastatin 及其代謝物 lovastatin acid 的定量及分析,確認所有檢測方法都符合 USFDA 美國食品藥物管理局的規範後,便著手進行動物實驗。在這個時候,我遇到的第一個問題是,血液中只偵測到代謝物 lovastatin acid 的存在, 測不到 lovastatin. 這是一個嚴重的問題,因為我要研究 lovastatin 與中藥的藥物交互作用,如果我測不到 lovastatin, 表示我的實驗要重新設計。與指導教授討論後,我先將研究儀器換成更靈敏更高階的「超高效液相層析串聯質譜儀 UHPLC-MS/MS」,同時仔細換算老鼠與人體的劑量轉換率,提高給藥的濃度,更換溶液配置及樣品萃取的方法。一切準備就緒後,我再次確認所有檢測方法確效,然後進行動物實驗,這一次終於測到 lovastatin 了!
從藥物動力學的分析結果發現,中藥會加速 lovastatin 轉換為其代謝物 lovastatin acid,此時我回想之前使用最佳條件下,分析UHPLC-MS/MS與HPLC 的檢量線範圍各為0.1-10 ng/mL和0.25-10 μg/mL;線性係數(R2)值各為0.9998和0.9996。就是這樣微妙的10-9與10-6,造成截然不同的實驗結果,這個經驗讓我深深感受到科學的嚴謹與細膩之處,眼見為憑,是真的,如果看不見,不是視而不見,而是方法不對。
從藥物動力學得到的實驗結論,我也應用在藥效學上,發現「中藥合併半劑量西藥使用,效果一樣好。」這樣的結論,固然很振奮人心,可惜中醫中藥的範圍浩瀚無盡,無法一一以研究證實,我只能拋磚引玉,提出自己小小的研究成果,同時非常感謝在實驗室期間所有夥伴的協助與支持,感謝中央研究院李國雄院士、國立陽明交通大學林奇宏校長、國立陽明交通大學傳統醫藥研究所所長傅淑玲教授、衛生福利部國家中醫藥研究所林麗純組長擔任我的博士論文口試委員,在百忙之中不厭其煩地給予諸多建議及指導,感謝在天國的父親,感謝慈愛的母親,感謝我的指導教授蔡東湖教授,永遠支持我做任何事!我從一個基礎研究的門外漢,一窺研究的奧秘,震驚不已,衷心期望有更多科學的研究,可以解釋老祖宗流傳千古的中醫學知識!而我何其榮幸,能夠站在巨人的肩膀上,學習這一切知識,感恩這六年來的訓練,讓我對中醫藥更有信心,也讓我相信堅持做對的事,一路上會遇到更多志同道合的夥伴。相信自己,堅持夢想,是值得一輩子努力的事!
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsomega.0c00809
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsomega.1c01201
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你知道嗎,再生能源技術持續向前推進ing..... 透過尾流轉向技術,讓風機彼此「攜手合作」提高整體風場發電量 (07/01/2021 TechNews科技新報)
作者 Daisy Chuang
為了減少風機尾流效應、提高風力發電場電廠整體發電量,現在已有科學家將目標瞄準控制前排風機角度,讓風機能作為一個成熟產業、聰明地調整偏航角與俯仰角,讓尾流順利避開下游的風機。
幾乎所有風力發電場都會面臨到風機尾流(wake effect)難題,當風吹過風機時,風機會攔截部分風並轉化為機械能,因此後方的風強度跟風速都會減弱,使後排風機發電效率下降,衝擊整體發電場的表現,對此美國伊利諾大學厄巴納-香檳分校(U of I)研究人員認為,如果我們把風場當成耦合網路(coupling network)來設計,能更有效地將風轉換成電力。
U of I 工業與企業系統工程系研究生顧問 Lucas Buccafusca 表示,設想風場裡面的每一支風機都貪婪地、試圖捕獲更多的風能資源,那麼這就不是理想的風電系統,風電場設計應該要讓每支風機「攜手合作」,最終提高整體性能。
對此團隊首先針對不同風速設定模型預測控制(Model predictive control)框架,再結合風機尾流轉向技術,證明這些方法的可行性。其中尾流轉向技術是調整風機和葉片的角度,使尾流具有偏移效應,不會干擾到後方順風的渦輪機,雖然減少正向風向該有的產量,但也有效減少了尾流所帶來的發電損失。Buccafusca表示,團隊發現即使是小型風機陣列,僅僅透過尾流轉向技術,也能獲得高收益。
研究人員發現,若控制算法有考量到下游效應,風場表現可明顯提高。該控制系統透過軸向誘導係數(induction factors )和偏航誤差控制(yaw misalignment),以尾流轉向模擬技術來驗證結果。
研究人員未來還計劃擴大應用,將類似的方法套用在分散式風電問題,打算在每支風機內設置電池,儲存風力發電產出的過多電力、然後當風速過低發電量下降時,就可將電池儲存起來的電力供給電網。團隊雖然主要關注是風電功率追踪問題,但這種多目標模型預測控制框架也可以用於各種分散式最佳化或共識控制問題。
參考資料:
Steering Wind Turbines Creates Greater Energy Potential(06/29/2021 JOURNAL OF RENEWABLE AND SUSTAINABLE ENERGY)
https://publishing.aip.org/publications/latest-content/steering-wind-turbines-creates-greater-energy-potential/
完整內容請見:
https://technews.tw/2021/07/01/wake-effect
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太陽能廠聯合再生能源今天宣布,與台灣大學在鈣鈦礦太陽能電池合作獲重大突破,轉換效率可達 26% 水準!(03/12/2021 TechNews科技新報、中央社)
台灣發展各種再生能源發電,所獲得的,絕對不僅止於增加潔淨、低碳、永續的綠電供應這單一面向而已,整個發展過程中,可以連帶促成的還包括產業升級、科技實力提升、增加在地經濟產值,提供更多優質在地工作機會等等眾多面向的實質效益。
聯合再生攜手台大,鈣鈦礦太陽能電池研發獲突破
太陽能廠聯合再生能源今天宣布,與台灣大學在鈣鈦礦太陽能電池合作獲重大突破,轉換效率可達 26% 水準。
聯合再生能源指出,與台灣大學合作開發的是鈣鈦礦及矽晶疊層太陽能電池,結合鈣鈦礦與矽晶兩種材料互補的長處,轉換效率可達 26%,製程也可簡化。
除與台灣大學產學合作,開發鈣鈦礦太陽能電池,聯合再生能源還深耕 N-Topcon 與 N-HJT 異質結高效電池技術。
其中,N-HJT 異質結高效電池已穩定出貨中,最高轉換效率可達 24.5%。聯合再生能源表示,N-Topcon 預計 2021 年開始小量產出。(作者:張建中)
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林唯芳教授研究團隊發展出高效率大面積鈣鈦礦太陽能電池可產業化材料及製作技術(08/31/2020 國立臺灣大學材料科學與工程學系暨研究所)
臺灣大學材料系林唯芳教授及明志科技大學材料系黃裕清助理教授所組成的研究團隊,最近發展出可在一般空氣環境下大量製作的高效率大面積鈣鈦礦太陽能電池,促使本技術的產業化大躍進。
鈣鈦礦太陽能電池是近幾年崛起的新世代高效率太陽能電池,其可以使用溶液製程,具有成品低廉,讓太陽能電池普及化的潛力。但目前高效率的電池卻是使用含有毒的溶劑的材料並以旋轉塗布的方式在密閉乾燥鈍氣的環境下以多步驟製作,成本高且無法量產。
本團隊採取環境友善的材料配合不同的環保溶劑製作出的配方,以傳統大面積狹縫式塗布法在一般大氣室溫的環境中將材料溶液塗布成濕膜,再配合快速紅外光一步驟乾燥長晶成均勻的薄膜(圖1a) 。
太陽能電池所需的四層薄膜,每層分次在彼此之間不會互相作用下,都可以少於1分鐘的時間,自動化製程一步驟快速完成,而一般的製程塗布、乾燥與長晶是分開,每層薄膜皆須分鐘至小時的時間才可以完成,較不易自動化。適當的選擇符合環保性、功能性且成膜性佳的材料及溶劑是形成高品質大面積薄膜的關鍵技術。
結果表明,以此新穎製程搭配鈣鈦礦前驅物溶液特殊配方,能在18秒內塗布12公分×12公分之均勻大面積鈣鈦礦薄膜(圖1b),此膜製成的太陽能電池,最高效率可達14.30%。
除此之外,他們也以此技術展示了全狹縫塗布法製備之鈣鈦礦太陽能電池(除上下方電極外之所有膜層),其最高效率約為11%(圖1c)。他們相信在這項研究工作中所開發之大面積量產材料及製程技術,不僅有助於鈣鈦礦太陽能電池朝商業化應用大步邁進,並為大面積量產材料及製程技術開拓了新的思維。相關結果發表在Advanced Energy Materials(DOI:10.1002/aenm.202001567)上。
完整內容請見:
http://www.mse.ntu.edu.tw/index.php?option=com_content&view=article&id=2297:2020-08-28-07-43-5
https://technews.tw/2021/03/12/ure-breakthrough-in-the-research-and-development-of-perovskite-solar-cells
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