以DNA鍊成光電材料！專訪清大洪毓玨老師

從魚類內臟中萃取DNA轉換為光電材料！清華大學洪毓玨副教授研究團隊憑著創新的研究成果，獲得國際知名學術期刊應用物理快報（Applied Physics Letter,APL）收錄，更取得美國和台灣的專利。

「等價交換。」這是經典日漫「鋼之鍊金術師」裡提出的世界基本法則，有點類似古典科學裡的「物質不滅定律」，只是更延伸到靈魂，生命等等更廣泛的概念。

雖然大家比較注意的是「等價」，但其實「交換」才是鍊金術師的真實本領。普通人可以給你等價的事物，但卻沒辦法變出魔法般的「交換」成果。

清華大學光電研究所的洪毓玨副教授研究團隊，從魚類的內臟中，以獨有的「鍊金術」將魚類DNA轉換成光電薄膜材料！在交換等值天平的兩端，是怎麼連結的呢？

DNA鍊金術解析！低成本、低耗能、低污染的光電材料研究

液晶、光碟片、光纖、光二極體、太陽能電池等等的光電材料，是現代生活的重要元素，這些光電材料絕大多數都是利用金屬、礦物結晶（矽晶）或高分子塑膠化合物等無機物來製造。但只能用這些無機物來製造嗎？

洪副教授想到奈米與生化領域應用DNA分子已很成熟，或許可以利用魚的DNA來製作光電薄膜材料。

生物性材料，例如DNA高分子，就在大自然界的生物體裡存在千萬億年，隨生物生而生，隨生物滅而不滅。但這樣的材料要怎樣找出其光電性質，以聯結到現代科技的光電應用上，目前全世界的研究都還在起步階段。

洪毓玨老師是怎麼做的呢？首先，研究團隊使用價格低廉的魚鰾，取回後用果汁機打碎，萃取細胞內的DNA，再透過一種叫CTMA（Hexadecyltrimethylammonium Chloride，十六烷基三甲基）的介面活性劑形成改質DNA。相對於傳統光電材料需在真空、高能、有毒氣體的環境中進行製造，改質DNA塗布可以在常態的室內環境下施做，更具低耗能的特性。

而在研究中，由於DNA的特性很容易和特定分子結合，而產生不同的主動特性，如可感測（接受光產生電流）和發光（用電去產生光），可做為高分子聚合物，應用在太陽能電池、感測器、發光元件、奈米薄膜等等的領域。

從光通訊研究轉向DNA光電材料　又一台灣之光

洪老師在美國讀博士時進行的是高頻光通訊研究，之後到德國進行博士後研究，專攻光纖通訊研究，相關的雷射與高頻量測設備十分昂貴。返國到清大任教後，剛進學校並沒有這麼多資源，光材料的取得就是一件要煩惱的事，所以才動腦筋想到用DNA當材料。雖然世界上已經有用這種生物材料當光電元件的概念，但在台灣真正研究的人並沒有，洪老師算是第一人。

從魚體內取得DNA材料相對容易又環保，但實驗室成員並沒有相關的處理經驗。為了要能夠做這方面的研究，學生們一開始都要到各個不同領域的學系去學技術，不僅辛苦，也不確定能不能有成果。而清大從助理教授升到副教授的年限是6年，洪副教授在任職第五年時才寫出第一篇論文，真的是職業生涯的豪賭。

不過努力總會有收獲，這場「等價交換」的鍊金術成功了！在研究團隊的共同努力下，研究成果不僅在美國和台灣都取得專利，洪毓玨老師研究團隊所發表的論文「Light makes write for DNA information storage device」在國際知名學術期刊APL創刊50周年特刊中，入選50篇「近年最受矚目的突破性研究」之一，是台灣唯一入選的代表作。在這個充滿想像的科技新領域，洪老師不掩其對未知領域的熱情與好奇，持續深耕研究，開發更多的光電應用新方向！

關鍵字：光電,DNA