※ [本文转录自 jacky1990b 信箱] 作者: jacky1990b (￣□￣)/~爪爪~\(￣□￣) 标题: :D 时间: Sun May 16 22:00:17 2010 作者: merchant28m (张棋) 看板: merchant28m 标题: [化工] 时间: Wed May 5 23:19:35 2010 台大化工系‧吴乃立教授 1.化学工程系、化学系及材料科学系的三者有何不同?在哪些方面具有共通点? 化学是探讨物质构造、性质及物质间反应机构的基础科学，比较像是在实验室中拿两个烧 杯，研究A加上B会怎样。化学工程师的任务则是研究如何利用物理或化学的程序，将原始 的原料转换成实用的产品，重点在於实用并能量产，实验室一个小烧杯中的产物毕竟是不 能实用的。所有产品制造的程序都和化工系有关，大家一定会想:这是不是太广泛了?没错 ，化工涉及的领域实在非常非常广泛，拿化工在民生产业来讲，我们拿石油作为基础原料 ，制成上游制程产品，接着生产出中游、下游的产品，如中游的产品PP，可再制成不织布 、纤维，成为我们日常生活中的必需品，像这样上、中、下整个制造的程序中，化学工程 师都扮演了很重要的角色，也因此化学工程师又被称为「程序工程师」。比如说传统化工 厂输送的规模从公尺到公里，管子进进出出，两样东西反应要怎麽保温、需要多大的马达 、需要多少能量，这些输送过程都是化学工程师要管理的，而这些则不是化学系所关心的 。 材料科学偏重的是材料的性质分析，化学工程偏重的则是材料的生产，比如说有种塑胶料 ，从材料科学的角度会去测试它坚不坚硬、拉伸长度到多少或断裂强度……等等，而化学 工程关心的是如果这种塑胶料性质符合需求，我们要用什麽方式将它做出来，如何大量生 产。另外，我们可以发现台大材料系很多教授之前是机械系的，因为他们做很多机械强度 的测试，其中一些测试材料的老师就会成为材料系的教授，而材料系发展到一个阶段也会 聘一些化工背景的师资，教授有关材料生产的相关知识。所以化工与材料两者必定会有所 重叠，但偏重的角度是很不一样的。 2.主任可以为我们多解释一下所谓的输送现象吗？ 物质和能量的传递就是输送，一个工厂那麽大、反应槽那麽多，要把Ａ槽中的东西运到Ｂ 槽，不可能靠人力慢慢倒，因此我们要想怎麽用马达把东西注入到第二个槽，再用另一个 马达注入到下一个槽。原料可能还需要混合，或是在传输的过程中需要先加温，这就牵涉 到能量的传输。比如说一个反应器，冷水注入过来反应，但反应温度需控制在400℃，我 们就会在进入槽之前让冷水通过一个热交换器，热交换器中有热媒─可能是500℃。当冷 水在内层的管子中流动时，热水则在外层的管子中流动，藉此能量便会传递达到加热效果 。还有像搅拌，化工厂里的搅拌并不是像实验室中烧杯摇一摇即可完成，当搅拌槽体积很 大时要搅拌均匀就不容易了，而且要搅拌的物体可能很黏稠，难度就更高，需要用多大的 力、多少马达、功率多少、会用掉多少电，都是要化学工程师计算并设计。 另一个例子，是在半导体IC制程，在矽晶圆表面要利用化学气相法生长一薄膜，反应物是 如何经由扩散的方式输送至晶圆的表面，其扩散的速率如何影响薄膜的成长速率等等问题 ，也可经由化学工程师计算并设计最佳的制程条件。 3.化工系学习的内容包含哪些领域？台大化工系课程有哪些规划？同学毕业後可以朝哪些 领域就业？ 化工学习的领域很广，数学、物理、化学等方面都会让学生有一定的基础，三者相当并重 。一年级是基础科学，有基础物理、基础化学、微积分等等，到了二年级则是基础工程科 学，还是会学数学－工程数学，三大主科则是分析化学、有机化学、物理化学，也会学习 一些材料力学，大三以後的化工热力则是和物理较接近的一门课，单元操作是化工系很重 的课，学的就是我们前面讲的输送现象，输送现象的概念可以应用在各领域，但单元操作 学的输送现象主要应用在化工厂，算是石化工业的一个延伸。目前本系考虑将单元操作及 输送现象分为两个课程，把单元操作当作一个专门的选修课程。现在生物化学是列在选修 ，但我们也有考虑将其列入必修课程中。我们还有规划各种不同专业领域的选修课程提供 给有兴趣的学生选修。 目前系上老师分部很平均，化工程序领域有三位，高分子与材料领域有四位，生物技术与 生医工程领域有四位，电子材料技术领域有三位，环境技术领域有两位，应用数学与计算 模拟领域较多。兼顾各领域的师资可以让同学有充份选择以发展其专业能力。我们为学生 规划的选修课程专业领域包含化工程序，高分子材料，光电技术，生医技术，及环境工程 ……等等，甚至也有纯数学运算方面的选修课程。 4.常听到许多学生抱怨对热力学感到很头痛，热力学是很困难的一门课吗？ 热力学其实并不困难，可能是大家还没有掌握到，热力学告诉我们这世界所有的现象自然 发生时的情况，打个比方好了：在处理废弃物污染的时候，通常会越处理反而污染越大， 就像是我们这边乾净了，而产生出来的物质反而污染更大所以最好是从源头开始做起环保 ，这也是热力学其中的一个观念。又譬如像热量一定是从热的传到冷的，热的物质不会越 来越热、冷的物质不会越来越冷，热力学可以向我们解释有些现象为什麽不会发生，又比 如说为什麽油和水不会互溶呢？热力学会告诉我们因为油、水分开时能量低，水与酒精则 是互溶时能量低，或是反应完成时产物应该是固体还是气体，热力学都有办法告诉我们。 化学系不偏重热力学，但热力学对化工系学生很重要。比如说有个反应必须控制在450℃ ，但450℃时产物会变成气体，气体不好输送，然而降低温度反应速率又变慢了，该怎麽 办？这时热力学会告诉我们，我们可以加压，那麽即使还是维持450℃，产物会变成好输 送的液体，於是我们同时解决了反应速率与输送的问题。 5.为什麽有一些化工系的毕业生会进入医学工程研究所？化学工程与医学工程有相关吗？ 化学工程与医学工程是有许多相关的部份，像是前面提到的输送现象，我们就有教授研究 心脏、血管的输送，发现血管分岔之处特别容易生病变，让人怀疑是不是因为血液流过血 管时，摩擦所产生的切力使病变特别容易产生，像这种切力对身体细胞、组织的影响，就 是我们所学的延伸，要研究这点我们必须学一些生医方面的知识，再结合化工所学的输送 现象。还有气管，气体进进出出、氧气的运送、二氧化碳的运送都是输送现象的延伸。医 学系的人不擅长这些有关气体输送的概念或计算，便需要学习化工的人做辅助。台大医学 工所里有一位拿了杰出奖的杨台鸿教授就是化工系毕业的。 6.化学工程的也谈到环境技术，它跟环境工程所学的有什麽不一样？ 环境技术就是环保，环工与化工研究的内容不大一样，环工所注重的是检测、调查，学很 多检测的方法，并学习怎样处理数据，环工的人会告诉大家这里有污染、那里有污染，後 续处理就主要靠化学工程相关的环境技术。环境技术分两个层面，一个是从生产过程就开 始控制，把污染降到最低，不过现在大多数的环境技术主要还是在改善生产过後的污染， 像是工厂排放的污泥，我们可以用菌类的方式去分解，或是用薄膜过滤。半导体制程中的 研磨，产生了奈米颗粒就需要用过滤的方式收集，过滤要用什麽材料、如何进行程序，过 滤後水要怎麽回收…等等，都是很有学问的，单元操作课程中都会学习。 7.交大有应用化学系，清大、成大……等各校也都有化工系，台大化工在哪些方面有所特 别? 应化系主要学的还是偏化学，在输送现象方面的研究比较少。清大、成大学习的和我们就 比较没有什差异，当然学习环境和师资方面毕竟有差，而清大、成大和我们一样都很均衡 发展，其他有些私立大学没办法和大校竞争，就会专门偏重某一领域，如中原大学在薄膜 技术方面的发展非常好，而我们就是平均发展，就像刚刚提到的，我们在各领域都有师资 ，可以让对不同方面有兴趣的学生都来学习。 8.主任从事绿色化学程序尖端技术的研究，可以为我们解释一下什麽是绿色化学程序吗? 绿色化学程序是指整个化学反应的程序都是green，绿色的，也就是非常环保、乾净，比 如说我们现在都用有机的溶剂清洗物品，清洗完就要有地方倾倒或是燃烧，这都是非常脏 的，造成很大的污染，但若我们使用「超临界流体」，像是二氧化碳制成的超临界流体， 可以当作溶剂，用完就挥发了，不会造成污染。再举例说工厂会冒黑烟，代表有物质没用 完烧掉，此时生成物的产率可能只有70%，但我们使用绿色程序，以新的程序设计、新的 仪器，提高原料的使用，就可能将产率提高到95%，因此，同样的产量我们原本需要很大 一个工厂，现在只要小小的就够了，减少对环境的负担，整个环境更加友善，这也是绿色 化学程序的概念。 9.请主任为我们介绍台湾化工产业的趋势。 首先是我们前面提过的民生产业，到现在还是有，毕竟那是我们生活中不可或缺的，但随 着台湾产业结构在改变，化学工程也随之发展，一样用石油当基础原料，我们可以将其制 成其他产品，如导电性高分子、液晶萤幕中的液晶，或是IC制程中的光阻剂，这些产品量 少但单价高，是化工配合台湾光电产业所生产的所谓「特用化学品」。这两块就是台湾化 学工程师扮演的最主要的角色，而民生产业部份会越来越轻，甚至都到国外如大陆等地去 做，特用化学品部份会显得越来越重要。 根据经济部工业局做的化工产业规划，1990年左右台湾从事石化中间体、橡胶皮管之类较 为低阶的产品，单价低但是产能高；2000年以後，光电产业起飞，塑胶产品变成所谓的工 程塑胶，单价就变得比较高了。此外业界同时也开发了电子零组件、电子特用化学品…… 等等，医药化学品的领域也开始发展；到2010年以後，台湾必需提高生产一些较为高阶的 产品—单价高的特用化学品的比重，医药化学品部分仍然很重要，另外还必需发展一些结 合生物技术的产品，像是酵素的大量生产……等等。 10.现在学习化工有什麽优势？化工人才有供过於求的情况吗？ 从原料到产品，连接中间那条线的最主要就是化学工程师，当然别的工程师也需要，但尤 其牵涉到化学的反应时，化学工程师就占了很大的优势。其化的工程学门大二之後就不接 触化学，很多化学材料、化学应用对我们来说易如反掌，对他们来说却是很困难的。化学 工程师目前在美国的薪水是最高的，超过电机、资讯等工程师，化学工程系毕业後可以从 事各种领域的工作，在台湾目前科学园区估计约有三分之一的工程师是化学工程师。 政府做调查时，比如说某IC晶圆公司说他们需要缺五十名工程师，经济部主计处会认为是 缺五十名「电子工程师」，然而实际需要的或许其中有一、二十名是化学工程师。如此不 正确的统计归类，造成一般大众产生化学工程师供过於求的误会。我们学生毕业後，从来 没有找不到工作的。 Q：您对时下的年轻学生有怎样的看法?要能因应时代潮流找到自己的路不是容易的事，您 是成功的过来人，面对未知的未来您对同学们有什麽勉励或叮咛？ A：要很「认真」。不管你现在从事什麽，都用认真的态度面对，在念书就认真的念书， 不需要考虑太多，我发现现在年经人可以接收到的资讯太多太广了，这个也要、那个也要 ，事实上最後却裹足不前，感觉上就是缺乏一种「憨劲」、一种傻傻往前冲的憨劲。我不 认为大学四年加上两年硕士班教育就会决定了一生，它只是提供一个基础，毕业後的自我 学习才是最重要的。不论同学是就读什麽科系，都应该把所有你能学的都好好学起来、学 紮实，当机会来时你就会发现的自己有能力掌握。如果一定要先看到结果才肯付出，结果 机会突然来的时候才发现这个还没学会、那个也不行、成绩又不好，只能眼睁睁看着机会 流走。 就我自己的经历来说，我以前常常帮别人做一些研发，最後都不了了之，看在别人眼里可 能会觉得，当初为何不先跟别人谈条件，就憨憨的帮人忙、做白工，付出那麽多心血最後 也没什麽结果、也没谈成什麽，但这些东西在五年後、十年後，很意外的我用上了。 还有我当学生的时候，很多学生都对老师很在意，要挑好的、热门的，觉得以後出社会工 作才会好找，但我那时找的老师是个新老师、很年轻的老师，我只觉得他研究的东西我很 喜欢，我就go for it，认真的去做，其实我没有刻意的表现，但我的认真努力很快就传 开了，毕业的时候我才突然发现，当时我并没有想到别人对我的看法怎样、老师对我的评 价怎样，不知不觉中系里每位老师都认知吴乃立是位很优秀的研究生，多位教授在我申请 奖助、竞赛、或毕业求职时也欣然鼎力帮忙。其实无形之中，不知不觉地别人都会注意到 你，但要是你在那里摇摆、游移不定，很多人都在默默地看，他们会觉得你这个人很不 determined。 所以很多事情其实是无心插柳，但大家都在看。只要你很努力、很认真，属於你的代价自 然就会来。 --

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