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NSRRC、用戶年會、2020、台灣光子源、產業應用、斷層掃描顯微術
第二十六屆用戶年會暨研討會於11月10至12日順利舉辦
2021/01/07
羅主任於用戶年會暨研討會中向用戶簡報中心現況規劃與展望。（防疫期間，與會人員皆配戴口罩，座位間距加大。）
     「第二十六屆用戶年會暨研討會」於109年11月10 - 12日舉行，由清華大學工程及系統科學系副系主任陳燦耀教授擔任主席與本中心劉振霖博士負責籌劃，除用戶年會之外，另舉辦三個研討會、六個研究群討論會及「台科大-國輻中心雙邊參訪座談會」。今年共計472人參加，包括75位國內邀請講員。
       用戶年會首日由用戶執行委員會（UEC）主席陳燦耀副系主任主持開場，接著由本中心羅國輝主任簡報中心現況與未來展望。本屆年會邀請臺灣大學化學系周必泰教授，以「Fundamental and Applications of Materials via Control of Ground and Excited State Properties」為題發表大會演講。在光源組林明泉組長與實驗設施組黃玉山組長先後向用戶報告設施發展進度後，進入用戶大會（Town Meeting）的議程。
       接連兩天的用戶年會，邀請16位各領域傑出用戶進行精彩演講。第二天早上路跑活動，吸引了241人共襄盛舉。下午分別舉辦蛋白質結晶學、粉末X光繞射、X光吸收光譜、X光與中子散射、同步輻射顯微術及奈米單晶等六個研究群討論會時間，與會人員皆熱烈交流。
　　今年共有238篇壁報展示（含65篇參選壁報人氣獎及12篇入選口頭報告比賽決賽），本中心為促進學術交流，鼓勵壁報發表人員在壁報展示時間分享研究成果，今年首度設立壁報人氣獎，由全體與會人員票選優秀研究成果，口頭報告比賽及壁報人氣獎得獎名單如下，得獎者於第二天大會晚宴中接受頒獎表揚。大會晚宴在UEC主席陳燦耀副系主任的感性致詞後，將UEC主席的棒子交接給下屆主席清華大學生物資訊與結構生物所的鄭惠春教授，活動圓滿結束。
 
各組口頭報告比賽之「台灣之光」獎：
組別 得獎人之單位姓名（指導教授）
生物科學組 臺灣大學 林孟萱（徐駿森教授）
材料科學組 臺灣科技大學 黃貞睿（黃炳照教授）
物理化學組 交通大學 劉丞恩（張春富博士）
 
各組口頭報告比賽之「佳作」：（依姓氏排列）
組別 得獎人之單位姓名（指導教授）
生物科學組 元智大學 林祐生（林錕松教授）
中央研究院 黃子倫（夏國強博士）
中興大學 Roshan Babarao Satange（侯明宏教授）
材料科學組 臺灣大學 林世和（徐善慧教授）
交通大學 柯維恩（朱英豪教授）
臺灣科技大學 Soressa Abera Chala黃炳照教授）
物理化學組 中興大學 卓宴琳（劉雨庭教授）
東華大學 Ashish Gandhi（吳勝允教授）
 
各組壁報人氣獎得獎名單：（依姓氏排列）
組別 得獎人之單位姓名（指導教授）
生物科學組 中興大學 李文惠（劉雨庭教授）
清華大學 黃昱菘（孫玉珠教授）
交通大學 劉東璋（蕭育源教授）
中興大學 Thi Nhu Anh Than（林耀東教授）
材料科學組 交通大學 林佑錩（林彥谷博士）
國家同步輻射研究中心 邱維晟（魏德新博士）
長庚大學 張胤萱（吳明忠教授）
交通大學 陳凱文（陳家浩博士/曾院介教授）
清華大學 Aswin kumar Anbalagan（ 李志浩教授）
元智大學 Ndumiso Vukile Mdlovu （林錕松教授）
臺北科技大學 Veeramani Rajendran（劉如熹教授）
物理化學組 臺灣科技大學 黃偉翔（蘇威年教授）
臺北科技大學 蕭椀禎（許益瑞教授）
中山大學 Aldrin Chang（郭建成教授）
國家同步輻射研究中心 Amol Singh（黃迪靖博士）


       接下來的第三天，共舉辦了三場研討會，摘要如下：

Workshop I: 台灣光子源第三期光束線設計建造
（The Phase III Beamline Design and Construction of TPS）

　　自台灣光子源TPS建造計畫啟動後，即同步規劃進行光束線實驗設施建置計畫，計分3期建置25座光束線實驗設施。目前即將進行台灣光子源第三期光束線實驗設施建造計畫，合計將以6年期建造9座光束線實驗設施。因此召開此研討會來向用戶報告最新進展及建造設計，並集思廣益，進一步聆聽並整合用戶實驗需求，提供用戶世界級競爭優勢之實驗設施。整個研討會獲得廣泛的參與，共有169位專家用戶及學生與會。
　　首先由本中心黃駿翔博士介紹「原位依序蛋白質結晶學光束線」（TPS 11A），其建造目的在於解決「難以處理、難以量測之重要蛋白質晶體」，與傳統蛋白質光束線相比，最大亮點在於「原位樣品傳送系統」及「數據收集策略」兩方面。有鑑於此，光學設計上將同時採用雙晶體單光儀（DCM）和雙多層膜單光儀（DMM），以提供「高能量解析」及「高光通量」兩種模式。接著是蘇群仁博士報告的TPS 14A小角度廣角度X光散射實驗站，主要的臨場SAXS/WAXS/XANES/GISAXS/GIWAXS技術：(1)材料階層性結構的解析、(2)用於研究柔性超級電容器在外力作用下的結構變化、(3)搭配加熱載台和旋轉塗佈載台研究薄膜結構動態行為和(4)藉著可將X光束向下精確彎曲的偏轉鏡，可研究氣液界面形成的單層/多層薄膜之奈米結構。會中中央大學化學工程與材料工程系孫亞賢教授提出micro-beam的需求和加熱裝置與SAXS/WAXS技術的邏輯整合連動，將納入未來的光學設計和實驗站規劃考量。
　　接下為本中心賴彥仲博士針對第三期粉末繞射光束線（TPS 20A）進行介紹，一開始先介紹粉末繞射的重要性以及現況，緊接著介紹光束線的設計以及實驗站的規劃，實驗站將由一組多功能的樣品載台與大型二維偵檢器所組成，非常適合各種材料的晶體結構快速分析，搭配各種臨場樣品環境設備，可以進行材料的原位結構分析。本中心陳錦明博士報告高解析X光光譜學光束線，研究奈米材料與次世代半導體開發為導向的光束線，此光束線設置高解析吸收光譜實驗站與硬X光光電子發射能譜實驗站，將對能源與半導體研究上有極大的助益，會中清華大學陳燦耀副系主任建議可以增加快掃的功能，提高光束線的時間解析，本中心吳品鈞博士提出縮小光斑大小到1微米以符合產業界半導體元件的需求，並提供給用戶一座世界級的實驗設施。
　　下午的議程首先由TPS 38A X光吸收光譜光束線，本中心詹丁山博士報告目前TLS 01C1光束線現況以及近五年光束線論文發表成果，針對新光束線可以進行之能源、環境與產業應用之科學研究課題，進行介紹光學設計與光學模擬結果以及初步之實驗站架設示意圖，及建造時程規畫和介紹建造團隊成員。接續由本中心陳啟亮博士介紹TPS 32A柔X光吸收光譜光束線的光學設計概念，以及預計規劃時程和實驗站設備內容等。運用柔X光束線的特殊能量區段(1.7 - 10 keV)的X光吸收光譜與電子能譜等實驗分析技術，對於不同領域之科學議題與產業運用等，更可取得最佳的研究契機。問答中也與用戶討論到相關電池、電化學等原位實驗的概念，並分享相關實驗設計與產業應用技術等的經驗交流。
　　接續由本中心吳文斌博士報告TPS 33A龍光束線，即時快速型並行偵測軟X光吸收能譜、高磁場軟X光磁圓偏振二向性、液態與氣態之臨場密閉元件裝置等實驗站的規劃，並針對主動式聚焦鏡與平面光柵組成的高精密連動分光系統，說明快速且一次性平行偵測的實驗站設計。王嘉興博士接著報告室壓與超高真空X光光電子能譜實驗設施於TPS 43A光束線上的設計及建造規劃。TPS 43A的光源來自聚頻磁鐵，預期可提供此光束線能量為200 eV到 3000 eV，且光通量高達每秒1013光子，將為全世界最高光通量的軟X光光束線之一。在此光束線上將建造一座超高真空X光光電子能譜實驗站，兩座室壓X光光電子能譜實驗站。最後本中心何樹智博士介紹TPS 35A軟X光吸收光譜實驗站之光束線特性與實驗技術，光束線所提供之軟X光能量區間（100 - 3000 eV），可供研究人員進行探討非金屬元素、3d過渡金屬元素、4f鑭系等元素之p、d、f等價電子軌域未佔據態，為能源材料及半導體材料等領域之元素。利用高強度光源及能量快掃模式，並搭配X光吸收實驗技術，可提供被研究元素在材料或元件在不同探測深度之電子結構訊息，以利開發新穎材料或改善材料之物理特性。
 
Workshop II: X光技術幫助電池產業發展與突破
（Synchrotron X-ray Techniques Facilitate Upgrade of Energy Industry）
 
　　鋰電池是重要的能源發展項目，獨特的同步輻射X光分析技術是鋰電池特性分析的共要工具。為了嫁接廠商、同步輻射X光分析與聽眾，我們舉辦了這個研討會。
　　研討會特別邀請羅國輝主任蒞臨會場，致歡迎與感謝詞。並由中心產業應用策略辦公室執行長許博淵博士展開序幕，介紹中心產業合作方式與成果，以及鋰電池應用同步輻射X光的契機。緊接著，由台灣電池協會榮譽理事長李桐進博士介紹台灣儲能系統的需求、發展與政策規劃，從電池材料的技術演進，點出同步輻射X光分析對於電極材料失效分析可以有重要貢獻。接著，由本中心陳世偉博士，介紹同步輻射X光分析技術如何應用在鋰電池分析上，詳細說明不同尺度下的分析技術，可以拆解不同狀態下的鋰電池特性參數。臨場同步輻射X光影像分析，可以在電池充放電的情況之下，實際觀察電池內部的狀況(不拆電池)，藉此深入瞭解電池內部短路、thermal run away的發生，並找到防治的方法。接著，興能高科技股份有限公司沈志鴻技術副總針對薄型化電池與該公司的技術發展藍圖，做詳細說明。可以發現，除了現象觀察，他們對於基本理論機制也是相當重視，因此期待同步輻射X光分析，可以針對基本的電池特性與失效原因，提供深入的分析。之後，能元科技股份有限公司康宏銘研發處長，介紹鋰電池的發展與該公司的技術需求，能元幾乎是台灣最早成立的鋰電池廠，對於電池材料的發展，有相當多的經驗。康處長表示，瞭解之後，他發現同步輻射X光分析技術，確實可以有很大的幫助，尤其是電池極板充放電情況之下所發生的膨脹收縮，可以利用同步輻射X光影像實驗技術來進行觀察。另外，如果同步輻射X光分析技術，可以量化陽極、陰極材料內的鋰離子濃度，將會是相當好的後盾。接著，由清華大學材料科學工程學系陳翰儀教授說明她如何利用同步輻射X光分析技術的特點來進行研究，她所開發的兩個新穎材料，在臨場同步輻射X光繞射、X光吸收光譜分析的幫忙之下，已經有相當深入且完整的研究成果，特殊的材料性能也能藉此解釋清楚。
　　午餐之後，由臺灣科技大學應用科技所王復民教授展開下午的第一場演講，王教授也是中心的用戶，他介紹自行開發的添加劑，對於電池材料失效防治，有重大幫助，同步輻射X光分析，可以提供證實與推演依據。之後，由睿能創意有限公司（Gogoro）沈坤昇資深經理提供演講，沈經理詳細地說明Gogoro智慧城市的願景，以及他們如何利用大數據、演算法與人工智慧學習（AI machine learning）針對市面上流通的80萬顆電池，進行性能預測與失效防治，與會者對於上述技術，皆留下深刻印象。沈經理也表示，臨場同步輻射X光影像觀察將可以是未來的合作契機。緊接著，由格斯科技股份有限公司董事長張忠傑博士進行演說，張董事長詳細介紹該公司的發展契機與技術演進，該公司的技術，著重在電池材料的開發與電芯的設計與製造，在材料開發這一塊，他們已經有相當好的成果，對於同步輻射X光精細的材料分析技術，有相當大的興趣。之後，中鋼碳素化學股份有限公司陳柏欽博士，介紹鋰電池負極材料介相碳微球的開發與面臨到的問題。在之前，陳博士與中心產業應用小組人員已經展開討論並進行部分的先期研究，因此陳博士對於同步輻射X光影像觀察與X光吸收光譜技術已經有初步的瞭解，期待將來能有更深入的合作研究。接著，工業技術研究院呂承璋博士介紹在鋰電池的發展藍圖，以及工研院輔導的產業合作項目，他們所開發的LTO負極材料與相搭配的鋰鎳錳氧正極材料，可以提供穩定的充放電效能，也曾經利用中子繞射技術，來進行結構分析。這次研討會的壓軸，是由臺北科技大學環境工程與管理研究所張添晉教授，針對電池回收技術的發展、法規、國外案例進行詳細演說，特別提到鋰電池的回收是相當重要的工作，對於環境保護與資源維護會有很大的幫助。
　　這次的工作坊進行的相當順利，廠商、同步、聽眾三方面進行深入交流。與會來賓皆對同步輻射X光分析技術留下深刻印象。多家廠商表示，希望有機會能展開深入的合作。
 
Workshop III: 軟X光斷層掃描顯微術在生物醫學上的應用
（Applications of Soft X-ray Tomography in Biomedical Sciences）
 
　　軟X光斷層掃描顯微術是近年新發展的影像技術，利用觀察原生細胞內三維的胞器型態以應用於生物醫學上的研究。此研討會由X光影像小組賴麗珍博士籌辦，邀請國內學者演講並就未來可能需求進行討論。研討會邀請8位來自國內不同單位的學者一同發表其研究成果以及學術經驗交流。
　　此研討會首先由本中心陳俊榮副主任致歡迎詞揭開序幕，並簡介中心現況及未來中心針對生物醫學上之規劃與契機。緊接著，上午場第一位講者由中央研究院副院長劉扶東院士主講，介紹半乳糖凝集素會堆積在細胞內受損的胞器上，並調節相關之胞器或細胞的反應，期望藉由軟X光斷層掃描顯微術觀察胞器在受損後期的三維型態變化與半乳糖凝集素在受損細胞器周圍的位置。演講後段，劉副院長與大家分享使用軟X光斷層掃描顯微術的經驗，應用此技術觀察到受過敏原刺激後顆粒體與細胞膜融合而形成一個膜洞以釋出過敏物質，並造成細胞膜和粒腺體三維形態的變化。接著由成功大學生命科學系曾淑芬系主任演講，曾教授介紹中樞神經系統中神經元細胞與神經膠細胞的交互作用會與神經發育、神經退化皆有關聯，白介素33蛋白質功能異常將可能導致肌萎縮側索硬化症（漸凍人）疾病。軟X光斷層掃描影像可觀察白介素33蛋白質過表達的膠質瘤細胞的核結構以確定膠質細胞在增殖和分化中白介素33蛋白質如何調節重組染色質。第三位則由清華大學生命科學系張壯榮教授主講，介紹粒腺體功能異常與神經退化或異常衰老有關聯性。粒腺體通過裂變、融合和運輸會不斷發生形態變化，不規律的粒腺體網格型態與不正常的胞器作用將導致疾病產生。軟X光斷層掃描影像可協助了解粒腺體型態變化和細胞骨架作用的關聯性。
　　下午場第一位則由中央研究院生物醫學科學研究所特聘研究員唐堂博士主講，說明干擾細胞中心粒複製將會造成人類畸型小頭症。細胞中心粒主要是促成細胞纖毛，鞭毛的形成及參與細胞有絲分裂。肌球蛋白-Va會將初始纖毛囊泡先帶到母中心粒上，繼而開啟了纖毛形成初始機轉。軟X光斷層掃描技術可協助觀察纖毛形成的初始機制以了解中心粒是否正常複製。接著第二位則由臺灣大學生物化學暨分子生物學研究所游偉絢教授介紹癌症幹細胞轉化過程中核仁結構變化和化療療效的關係。軟X光斷層掃描可解析癌症幹細胞內核仁的三維結構，以篩選作為殺死癌症幹細胞的新靶標藥物。第三位由成功大學生命科學系何盧勳教授介紹神經退化性亨廷頓舞蹈疾病造成智能退化等神經方面的疾病。而亨廷頓蛋白40的功能異常及粒腺體機能失調都與亨廷頓疾病相關。三維的軟X光斷層掃描影像可以觀察亨廷頓細胞模型下粒腺體型態與功能的分析，為未來藥物的開發提供方向。接著第四位由中中央研究院細胞與個體生物學研究所傅琪鈺博士主講，介紹冷凍電子斷層掃描術分析粒腺體結構及其網絡改變的現像。冷凍電子顯微術可觀察薄樣品高解析度的影像，而軟X光斷層掃描顯微術可量測厚的樣品的三維影像，兩種斷層掃描技術互補相輔相成。最後一位講者由本中心賴麗珍博士介紹軟X光斷層掃描技術在生物醫學上的應用，該技術不但可觀察細胞內胞器三維型態的變化進而應用於研究阿茲海默症，病毒與宿主細胞的作用，沙門式菌與免疫細胞的作用，細胞受刺激引起的粒腺體變化，更可觀察到海洋中浮游生物內部葉綠體與碳酸鈣的位置型態以探討海洋生態的變遷。最後賴博士亦介紹TPS軟X光斷層掃描顯微技術的近況與未來的發展。這次的研討會進行的相當順利，台下聽眾與台上講者熱烈交流討論，與會來賓不但彼此討論熱絡，更希望同步輻射的軟X光斷層掃描顯微技術能強化他們的研究，研討會成功圓滿結束。