台大教授趙治宇 發現物質第五態 刊登在物理領域最具權威的期刊《物理評論通訊》

日期:2021/09/19   IA

台大物理系教授趙治宇研發全球唯一可觀察活體細胞的生物電子顯微鏡,並打破固體、液體、氣體、液晶「物質四態」學說,在液體、液晶之間,發現了一種比液體濃稠、比液晶軟一點的第五種新物質。趙治宇的新發現本月刊登在物理領域最具權威的期刊《物理評論通訊》。

 

 台大校長陳維昭表示,趙治宇的研究不但具有高度學術意義,也具有整合生化、醫療領域的應用價值,他將協助推動相關研究團隊的整合,也期待國科會繼續給予重點支持。

 

 趙治宇率領的液晶研究團隊昨天發表獨步全球的「生物環境穿透式電子顯微鏡」研究成果,是全球唯一可觀察活體細胞的電子顯微鏡,價值千萬元。他並藉這個工具觀察到水分子由「滲透」方式,進入蠕動的細胞膜,破壞其分子間的交互作用力,使水與細胞膜呈現動態平衡時,細胞膜自然形成一種與傳統物質明顯不同的「新的物質狀態」。

 

 一般物質具有固、液、氣三態,「液晶」是介於液態與固態間的「第四態」。液晶具有部分「柔性排列結構」,不像固態分子的排列規則,也不像液態分子的雜亂無序。而就「分子間位置的相關連程度」而言,液晶大於液體狀態,但仍不如固態。

 

 趙治宇以鼻涕、精液舉例,這兩種物質都是液晶狀態,液晶介於固體、液體之間,不像固體那麼硬,又比液體黏稠,分子間的相關聯性大於液體。新發現介於液體與液晶之間的第五態物質,比液晶軟一點,分子間的相關聯性與液體相同,卻又比液體黏稠,具備液體沒有的方向性。

 

 「它不像鼻涕那麼有彈性,是介於鼻涕與液體中間的一種新物質。」趙治宇說,人體中除了水、骨頭,還有不少液晶,如白內障、膽固醇等。現在第五態物質被發現了,他推論,生命體中還存在許多第五態,細胞組織、膽固醇均極可能是第五態。

 

 未來他和台大研究團隊將致力研究第五態新物質和人體的互動,例如養分如何進入細胞、細胞如何排泄、如何呼吸等,相信可以做出非常重大的研究成果。

 

 趙治宇指出,愛滋病病毒尖端的移轉縮氨酸可扮演穿針引線的工作,讓病毒進入細胞。而第五態物質的研究可能揭開人類細胞物理特性,整合生物、生理、醫學相關研究,研究病毒如何入侵人類細胞的機制。也許藉由細胞膜酯膜分子作用的研究,可以找出阻擋病毒的方法。

 

中國時報2004.12.22