全球首創！中國文化大學化學工程與材料工程學系教授陳輝龍與台灣師範大學化學系教授謝明惠、輔仁大學化學系教授楊恩哲攜手合作，成功合成世界首個「銻四面體」（Sb₄）分子結構，研究成果榮登國際頂尖化學期刊《Journal of the American Chemical Society（JACS）》。該研究突破長期以來無法穩定捕捉Sb₄結構的瓶頸，首度合成出穩定存在的Sb₄四面體金屬簇化合物，為發展新型磁控半導體與量子材料提供嶄新方向，具有重大科學價值與應用潛力。
研究結合化學工程與材料工程兩大領域
文大化材系系主任張鈞智表示，研究成果獲JACS刊登，充分展現中國文化大學在材料模擬與先進合成領域的卓越實力，同時應證中國文化大學積極活躍於國際學術舞台。陳輝龍教授以嚴謹的計算化學與理論模擬，精準揭示Sb4四面體的電子行為與結構特徵，為本研究成功的重要推手。張鈞智進一步指出，化材系上近年積極完善實驗設施，建立多間尖端實驗室，包括材料、高分子、生醫與電子陶瓷等，並透過專題課程強化學生實作與研究能力。
張鈞智提到，此一研究的成功，結合化學工程與材料工程兩大領域的專業知識與技術，包括材料合成與製程、能源材料、催化材料與奈米科技等，培育學生於材料合成、製程控制與理論模擬等方面具備深厚基礎，能跨域應用並進行創新性研究。
這篇研究首度成功打造出一種前所未見、過去被認為無法穩定存在的分子結構，寫下材料化學的重要里程碑。這個分子是由四個銻原子(Sb₄)排列成四面體形狀，過去科學家雖然在磷和砷等元素中觀察過類似結構，但銻原子之間的連結較為脆弱，使得這種結構始終無法穩定存在。而這次的團隊透過簡單又溫和的化學方法，終於成功讓這個特殊的銻四面體穩定下來，實現了多年來的理論假想。
銻四面體特性
在深入的電腦模擬與理論分析中，研究發現這個銻四面體擁有類似「超級原子」（Superatom）的性質，它的電子排列能模擬不同原子的行為，並能與周圍的金屬原子產生穩定且特殊的鍵結，這樣的特性使它在化學反應中具備高度潛力。這些理論結果也與實際測得的結構相符，進一步證實了這個新材料的特殊穩定性與科學價值。
更令人驚喜的是，這個結構不但穩定，還展現出極高的反應活性。它可以與多種金屬產生轉換反應(如: Mn、Fe、Co)，也能與氧氣作用，生成新型氧化物，顯示出其靈活多變的電子結構。此外，該材料同時具有順磁性與可調控的光學能隙(介於0.54至1.62 eV之間)，在未來研發新型半導體與量子材料的應用上展現出無限的應用潛力。
陳輝龍強調，「銻四面體」分子結構是透過理論模擬與實驗密切配合，成功捕捉過去被認為無法穩定存在的Sb4結構，更展示在材料設計上的可調性與潛在應用價值。
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