2009年12月13日

專訪中研院原分所林志民實驗室─創新方法平息臭氧破洞爭議

作者/邵芷筠(本刊特約編輯)

中央研究院原子與分子研究所林志民的實驗室,坐落於台灣大學小椰林道旁,一個僻靜的角落。五年九班的青年學者林志民,與我們談及他當初在原分所建立實驗室時的情形——1994 年他剛從台大化學所的碩士班畢業,適逢諾貝爾獎得主李遠哲受邀回台,經審慎考慮之後,林志民決定在台大繼續完成他的博士學位,也成為李遠哲在台灣的第一代大弟子。

Made in Taiwan的青年科學家

帶領我們參訪他的實驗室時,林志民回憶道:「當年這整個房間都是空的,只有地板上的灰塵。這麼多年下來,我們自己設計實驗的器材、架設管線,才成了今天這副模樣。」如今實驗室裡,布滿各式各樣精密的儀器,而且為了能便利地移動與操作,天花板上可見錯綜複雜的軌道與管線,每個細節,都是設計者的用心與巧思。

林志民實驗室主要的研究內容,分為以下幾個方向:(一)在單次碰撞的條件下,量測化學反應的初生態產物,探索反應的動態行為;(二)研究兩穩定分子間特殊的低活化能反應,求得分子間化學活性;(三)自由基之製備、偵測與鑑定;(四)化學反應過程中,能量的流動與分配;(五)高精度量子化學計算;以及(六)儀器設計等。

2009年,林志民在頂尖期刊Science發表了一篇論文,證實臭氧層發生破洞的成因,確實是源自於人類過往對氟氯碳化物的濫用。這項研究平息了過去幾年來學術界的爭議,也確保了蒙特婁公約的必要性。如此卓越的成就,不只回答了一個關乎民生的重大科學問題,也帶領台灣這個小地方,站上世界級的學術舞台。

來自2007年的問號

臭氧層破洞是個大家都耳熟能詳的議題,這件事可追溯到1985 年前後,衛星與高空儀器觀測到南極地區的臭氧層出現巨大的破洞。這個現象引起科學界的積極討論,期望找出一個解決的辦法。其中克魯琛、馬利納、羅藍得等三位科學家致力探討其成因,發現此情形與人類廣泛使用氟氯碳化物有關,三人因此獲得1995 年諾貝爾化學獎(參閱《科學月刊》1995 年12 月號)。

自1980 年代起,美國航太總署開始嚴密觀測臭氧層破洞的變化,而科學家也開始致力於探討破洞的成因與解決的辦法。當時工業化社會大量使用氟氯碳化物(chlorofluorocarbons, CFCs),作為發泡劑、冷媒、清洗劑與噴霧劑等。這類分子的優點在於十分穩定且安全,三、五十年內都不會反應消解,效能非常地持久;然而,這個優點卻也成為它最大的缺點——氟氯碳化物對大氣所帶來的負面效應,同樣也持久而難以化解。【更詳細的內容,請參閱第480期科學月刊】

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