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以蠶絲蛋白為閘極絕緣層之可撓性有機薄膜電晶體

本論文研究蠶絲蛋白介電層在有機薄膜電晶體的應用，並探討改變蠶絲蛋白之二級結構對於有機薄膜電晶體元件電性的變化。以蠶絲蛋白為介電層，沈積於軟性塑膠基板之五苯環有機薄膜電晶體，具有非常高的飽和載子遷移率23 cm2v-1s-1，且元件可在很低的工作電壓 -3 V操作。蠶絲蛋白具有很好的絕緣特性，可利用溶液製程的方式塗佈於軟性塑膠基板上面，所製成的五苯環電晶體具有很高的載子移動率，讓有機薄膜電晶體可以與金屬氧化物薄膜電晶體互相匹敵，提升五苯環有機薄膜電晶體在低電壓與高頻元件的應用可能性。 本論文發現在蠶絲蛋白成膜時，可利用烤乾的溫度來改變它的二級結構，當結構中的彎子越來越多時，有利於五苯環初期的晶體成長，並可降低元件界面缺陷密度，得到好的元件載子移動率。最佳的元件載子移動率發生於303 K，具有高的飽和載子遷移率21 cm2v-1s-1，隨著蠶絲蛋白成膜溫度從303 K 提高到393 K，彎子的結構隨著烤乾溫度升高而減少，其五苯環電晶體的元件電子特性也隨著下降。當成膜溫度達到433 K時，蠶絲蛋白膜的本身彎子的結構巨幅的下降，伴隨著具結晶性的褶板二級結構與自由基羰基的產生，導致有機薄膜電晶體的元件特性大幅下降。 蠶絲蛋白薄膜在經過甲醇浸泡處理後，可增加薄膜的二級結構的結晶性，蠶絲蛋白薄膜從水可溶性轉變形成一個水不可溶性的薄膜，因伴隨著褶板二級結構的產生，其有機薄膜電晶體的飽和載子遷移率從處理前的25 cm2V-1s-1巨幅降低為8.1 cm2V-1s-1。

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藉由調控3D基材的軟硬度來誘導間葉幹細胞朝向神經細胞系之分化

幹細胞的無限再生與其強大的分化能力使它在組織工程與再生醫學領域上的應用備受矚目。幹細胞可分化成各種不同的組織細胞，誘導幹細胞分化的因素有許多，其中包括以組織替代物為最終目標之仿生材料其本身的基本特性, 如物理性質、化學特性、生物因子等等。我們希望藉由了解幹細胞與仿生材料之間的交互作用並利用以上特性，期望得以控制幹細胞分化的方向，進而替換在生物體成長過程中不會再生或損傷的細胞，最終達到治療損傷組織的效果。在本研究當中，我們利用天然材料－透明質酸作為主要的材料並與第一型膠原蛋白結合，透過真空冷凍乾燥技術製造成一個三維多孔性結構的細胞支架，藉由控制交聯劑濃度改變基材軟硬度，使培養在此細胞支架內的人體間葉幹細胞可朝向神經細胞系的方向生長與分化。 本實驗分為二大部分，第一部分為材料製作與各特性分析，第二部份為細胞培養並利用此細胞支架特性來誘導間葉幹細胞朝向神經細胞系方向分化，探討不同軟硬程度的細胞支架對於間葉幹細胞朝向神經細胞系方向分化的影響。不同軟硬程度細胞支架的調控，我們利用不同濃度的EDC碳二亞胺交聯劑來調控材料的彈性係數(E)，使此細胞支架的彈性係數落在1kPa以及10 kPa的範圍，以定義細胞支架軟材質和硬材質兩大範圍。在細胞支架的製作過程，透過材料的物化性分析，如微拉力試驗機測試不同交聯濃度的細胞支架之機械性質、掃描式電子顯微鏡以觀察各細胞支架的微結構、TNBS測試以取得各EDC交聯濃度的細胞支架之交聯程度、Carbazole測試來測量細胞支架內透明質酸的釋放量等等。與此同時，我們將人體間葉幹細胞培養在細胞支架上，以檢測細胞的型態、生長、增生與分化的情形。 本實驗主要的目的是利用經由各濃度的EDC交聯劑所形成的不同軟硬程度之透明質酸－第一型膠原蛋白細胞支架來誘導與探討人體間葉幹細胞分化成神經細胞的可行性。藉由此種可調控軟硬程度的仿生材料，我們得以探討細胞與基材的交互作用並控制幹細胞分化的結果，如朝向神經細胞系方向分化，對於目前幹細胞治療的研究以及對損傷的神經組織再生修復，非常具有臨床應用價值。

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根基於可乾、濕式製作磷光綠光染料且具有效率滾升特性之有機發光二極體

本研究發表一可乾式及濕式製作之新穎綠磷光材料bis[5-methyl-8-trifluoromethyl-5H-benzo(c)(1,5)naphthyridin-6-one]iridium(picolinate) (3-CF3BNO) ，其材料特性有著短激態生命期 (0.39 μs) 及相對高量子產率 (74%) ，其利用濕式製程所製備之綠光Organic light-emitting diode (OLED)，其搭配主體材料3,5-di(9H-carbazol-9-yl) tetraphenylsilane (SimCP2) 當亮度在100 cd/m2下時為52 lm/W 外部量子產率為18%，而亮度在1000 cd/m2下為61 lm/W外部量子產率為23%，此元件能量效率隨著亮度提高而有能量效率上升的現象產生，且此元件顯著的高效率同時也是綠光元件在濕式製程中的能量效率世界記錄；而3-CF3BNO在乾式製程所製備之綠光OLED其搭配主體材料CBP，當亮度在1000 cd/m2下為59 lm/W，而使用習知的綠磷光染料tris(2-phenylpyridine) iridium(III) [Ir(ppy)3]搭配相同元件結構，在1000 cd/m2下為25 lm/W。這些結果證明使用此綠磷光染料3-CF3BNO，不管元件是乾式製程或者是濕式製程製作，利用適當的元件結構和傳輸層材料搭配皆具有製備出高效率OLED元件的潛力 。