AIChE 11/17/2003 – 11/21/2003
整體而言，美國化學工程學會(AIChE)正在進行轉型，由於工業界的資助(油公司)變少，學 術界必需做較新穎的題材，方能取得政府的計畫，因此年會主題，有幾項是已經是經常性的集 會，有幾項是選擇性的領域，看是否將來成為經常性主題。大型操作的石油化學工業相關的題 目逐漸轉向生物工程(biotech)與奈米技術(nanotech)與計算化學相關問題，尤其是生物技術與 生物工程方面的報告，相當多，另外的一個大宗項目是微電子與光電(特別是有機光電材料方 面)。此外似乎有意將奈米技術方面的發展，拓展進入化工的較屬工程的領域，因此請了幾個有 名的研究團隊，給年會的與會者廣泛的介紹。
11/16/2003 星期日下午有去一個付費(US199)的計算化學 Short Course，由 Phillip Westermoreland(U. Mass)主持，主持人顯得特別和藹可親，雖然他講得大部份材料我都已學過，
但這是比較正式的課程，仍令我覺得有價值，或許，美國人認為這是很難的東西，台灣來的認 為，並非如此，因為我已發表一篇這方面論文。計算化學仍是化學家的遊戲與工具，領域提倡 者往往大力吹噓計算化學能力，應用到實際的問題上，是有困難的，最明顯的例子，高品質計 算需要快速計算的機器，目前晶片的能力仍不能處理較複雜且實際的系統，達到高品質的需求，
如果指較不準確的計算，是可以處理複雜系統。
11/17/2003 (Monday) [130] Transport and Mechanics in Nanostructures with Applications in Energy Conversion and Biomass Technologies, 主講者 A. Mujumdar (U. California
Berkeley)，主講人的背景是機械工程領域，主要談到利用電流做吸放熱工作(正是熱電偶作用 原理的相反)，許多年來因為材料的限制，Figure of Merit 無法有效突破，因此構想一直束之 高閣，目前因為奈米一維材料的興起，許多性質不在受限於 Bulk Properties，像矽鍺接面這樣 的奈米桿，可以成為突破傳統的材料。他們也做極圓的數百奈米管子，用氧化矽晶再腐蝕核心 的方法，做成極小玻璃石英管，而且做成仿電晶體的流體電晶體，但目前並不知道有何應用，
似乎美國走到另一極端，不管是否有實用性，設計出一個元件再說，對研究者的要求更高。 相 當年老的 C. F. Quate 歷數去年一年中在 Atomic Force Microscopy 所做出之突破，他的題目 是 Nanotechnology and Scanning Probes，原子力顯微鏡主要探針動作是在 Cantilever 懸臂上
作動，但顯然人們對於懸臂的動作瞭解仍然不足，一年中有約十篇論文討論懸臂的原理，在高 精密度之下，看似簡單的
J
=(k
/m
)1/2，仍值得研究改進。第三位報告的是 Rice Univ 的代表，因 為 Prof. Smalley 的原故，Rice Univ 取得大筆美國的研究經費，在奈米技術上已由科學轉移至 應用，甚至民生方面，舉例而言，奈米顆粒進入環境與土壤後有何影響的問題，在政府法規上 如何因應，此外因為美國有些科幻小說將奈米微型機器人追殺人類的情節寫入，引起民眾對此 關切，國會應而要求 Prof. Colvin 作證，這次會議邀請他來演講，但他不克赴會，由代表出席。第二部份報告來自 UC Berkeley 化學系的 Prof. Alivisatos 的代表，談到最近十驗室如何 將 Colloidal Nanocrystals，應用於殺死癌症細胞，因為包裹氧化矽的硫化鉻微粒吸收微波的 頻率與水大不相同，所以代有標記的奈米粒可以在經由表面處理後選擇癌症細胞，再用微波殺 死，在老鼠身上很成功，他們的研究顯然已不只是化學，已深入醫學的領域。另一報告來自 HP 的研究團隊 Stan Williams，基於熱力學的 entropy 原理，部份元件因為測不準原理將有錯誤存 在，如何運做一個有瑕疵的電子元件但仍能將其完美運作，是報告的主體，成功運作的想法與 軟體中將毀損文件修復的道理近似，這種研究表示基於量子理論設計的元件是可以運作的。
11/18/2003(Tuesday) [556]演講有關工業界應用計算化學的研究，首先上場的 BP Oil 的一位
先生感慨化學品的價格日益低落，然後談到觸媒化學在 VSbOx觸媒催化反應下，如何利用
Raman,IR 即場式分析所得光譜，配合計算化學的假設表面 Sb 陽離子缺陷，方能瞭解光譜中，原 先顯得莫名其妙的吸收峰，有其意義。第二篇談到如何架構完整的體系與計算化學配合，但實 驗研究者對他的觀點並不贊同，因為沒有實驗數據的情況下，很多計算並無法判定真偽，這顯 然是一般的觀點，認為計算化學所得結果若無實驗配合，證據力很薄弱，但如果真是如此，計 算化學只是多一個昂貴的工具而已，價值有待考驗，作者回答可以利用已知類似的反應推知其 結果可靠看出結果真偽。第三篇來自 Detroit 的福特公司研究，MgO 晶體表面吸咐作用，這些都 是公司與學界合作，將具學術價值部份報告的結果。
[311]Nucleation and growth on the nanoscale 這裡所參加的人雖然年齡很高，所談的題目也是比較 老的題目，但不少新的意思，例如一位蘇俄口音的研究者談液相中氣泡的生成，由一個受限(固 體壁)的液體內產生一個泡的能量障礙，實驗與計算結果，很有創意的研究。另一位研究如何在 一個含奈米粉末的液滴乾燥過程，讓顆粒均勻的分散排列，最要緊的是將移除液相過程變得極
慢，作者用乾冰移除過程的壓力控制做到極慢的液相移除。另一位談在有機相 Glycine 內通過 雷射觸發有機晶體 Insulin, Lysozyme 的結晶，控制結晶成長。
11/19/2003(Wendesday) 這日是最忙碌的一日，也是最有收獲的一日，一早上去聽 HfO2與 ZrO2 薄膜的 ALD(Atomic Layer Epitaxy)與性質的演講，這顯然是 UCLA 與工業界合作的計畫，由一 位大陸的女研究生報告，HfO2作為閘極氧化物(Gate oxide)的性質比氧化鋯稍為好一些，不過 可能因為厚度極小，漏電流值比較高，另一現象是她報告完就離開，未再逗留，像這類研究只 有發展半導體設備的工司才會這樣砸錢，做出與公司相近的設備基礎。第二篇是一位英國口音 的女研究生報告計算 AlOH 表面與 AlCl3反應的路徑與計算成果，她實際上算的是較大一點的分 子而已，並非她所宣稱的表面反應，但這種研究對學術界而言是可以長久的，因為逐步將工具 做至完美正是學術界的工作。第四篇是一位 U. Liouville 印度的研究生，做鑽石成長與硫氣相 濃度的影響，他還很年輕，許多事情並不大瞭解，我覺得他指導老師的程度也不高，因為指導 老師明顯只有氣相較多的資訊，但學生又一直宣稱他對表面反應也有包括，任何事都可勉強套 入，只是沒有甚麼意義而已。
11/19/2003 AIChE2003 Institute Lecture (noon)，由 MIT 的 Stephanopoulos 演講化學工 程專業(Chemical Engineering Profession)，如何由程序關注轉變成產品專注，他的話非常嚴 厲，一開場就表示他所說的沒有針對性，而是對工業界的危機與學術界的表現，提出看法，如 果有冒犯到任何人也是對事情而非對個人。他認為一個工程專業的學術界必需與所涵蓋的工業 界有密切的關係，顯然化工專業在快速變遷當中，美國經歷嚴重的經濟衰退，許多人失業，許 多公司移往亞洲(中國大陸)，化學工業在許多經濟學者研究中列為不屬於知識密集的產業，這 無移對化學工程專業是奇恥大辱，身為化工專業的學者對此非常憂心，因為這意味著所做的論 文研究並不能引導工業界獲取更高的利潤，他對於學術界發出警告，許多論文沒有重要性，對 經濟毫無作用，產品的應用性必需深入關注，專業要走出去，與其它專業整合，方能創造有價 值的商品。
他以在三菱化學的瞭解重整經驗，得到的心得，做範例研討。因為化學工業由大量的產品獨佔 性越來越小，世界上工業已經轉向由大量化商品改由多樣化商品導向的經濟體系，因此像三菱 化學這樣的公司也必需轉變成以產品導向(Product- centered)的公司，在產品生命周期短，獲
利高，求生存，平均三、四年就轉變的環境裡，做出令消費者滿意的高科技，＂專注＂是很重 要的，一件商品無法由一個公司從頭做到尾，必需做與其它公司做密切的整合(integration)，
他舉 TFT LCD 產品為例，討論三菱化學與其它公司的合作，由於產品生命周期短，產品所需要 的技術層次高，相互合作的公司都專注於本身在產品所貢獻的部份技術，而同時瞭解合作夥伴 所需要配合的技術層次，產品獲利後，很快進入下一階段或是投資其它商品，因為獲利不會很 久。企圖同時包攬整個產品，或是同時發展成獨斷產品市場與這種產品導向的公司都被證明是 失敗，因為動作太慢，產品開發速度太慢，搶不到新發明新商品的前期利潤，這是最豐潤的一 塊。 Stephanopoulos 這些話對台灣而言也是警語，有值得借鏡之處。 Stephanopoulos 對學 術界也要求，與其它專業相比，化工界每篇論文所產生的經濟價值太低，對工業活動的影響很 小。
下午前半場[186]聽一位 Univ. Akron 談如何製備有方向性的氮化鋁，他的演講內容很值得 懷疑，一位 UI 研究生講以鋁摻雜氧化鉭薄膜的 MOCVD 研究，鋁摻雜可增加介電係數，提升非晶 質氧化鉭的結晶溫度，但這薄膜仍有其它界面氧化物與熱穩定性 (800-1000°C)的問題。另外一 位 Oregon State Univ.的老師報導 Chemical Bath Deposition，他由企圖鍍膜講到做奈米微粒，
其實沒有多少成果，因為燒杯進行的沉積實驗易生微粒是必然結果，轉而想生產 CdS 微粒，也 不會很成功，粒徑分佈廣，是沒計畫經費做研究的悲哀。[188]是我報告的場次，因為自己報告 需要時間準備，所以有些沒聽到，但可以看出來，Nanowire and Nanotubes 這個場次很新，程 度參差不齊，有些人的報告中部份奈米影像似乎似曾相似，跟別人文獻很像，有充數的嫌疑，
其實沒有多少成果，因為燒杯進行的沉積實驗易生微粒是必然結果，轉而想生產 CdS 微粒，也 不會很成功，粒徑分佈廣，是沒計畫經費做研究的悲哀。[188]是我報告的場次，因為自己報告 需要時間準備，所以有些沒聽到，但可以看出來，Nanowire and Nanotubes 這個場次很新，程 度參差不齊，有些人的報告中部份奈米影像似乎似曾相似，跟別人文獻很像，有充數的嫌疑，