奈米冰的存在解開水在4度C具有最大密度之謎
東京大學黃郁珊博士/東京大學陳藹然博士
地球在宇宙中有藍色行星的美稱，因為地球表面被大範圍的水覆蓋，同時水也是地球生命的重要組成。儘管多年以來人類對水進行大量且深入的研究，液體水仍有許多異常現象尚未被完全理解，例如大家都學過：水在 \(4^\circ C\) 擁有最大密度，但是卻一直無法好好解釋這個眾所週知的現象。由國立交通大學濵口宏夫講座教授領軍，臺灣與日本的合作團隊，觀察到水在低溫下形成奈米尺寸的微冰晶，可能是造成水的最大密度異常現象原因。
將生命捕捉在原子的細節中
林宇軒，曹一允，蔡蘊明合譯
Jacques Dubochet (杜波克特)、Joachim Frank (法蘭克)、與Richard Henderson (韓德森)獲得了今年諾貝爾化學桂冠，表彰他們為取得生命分子的三維影像所發展的一種有效方法。運用低溫電子顯微術，研究人員現在能凍結行動中的分子並以原子的尺度描繪之，這種技術將生物化學帶入了一個新的紀元。
過去這幾年，各種生物分子機器令人驚訝的結構充斥在各種科學文獻中(圖一)：沙門氏桿菌(salmonella)攻擊細胞所用的注射針；具有抵抗化學治療及抗生素的蛋白質；控制晝夜節律的蛋白質錯合物；光合作用中捕捉光線的反應錯合物以及一個能讓我們聽見的壓力感測器，這些只是現在用低溫電子顯微術(簡稱cryo-EM)顯像的數百個生物分子中的幾個例子。
氦的發現 (Discovery of Helium)
國立臺灣大學物理學系 楊信男教授、蕭如珀
（譯自APS News，2014年8/9月）
雖然氦在可觀察到的宇宙是第二多的元素，但可由鈾等的放射性元素衰變而生成的氦，在地球上卻是相對稀少。事實上，氦真的太稀少了，所以直到 1868 年才被發現，這主要都要歸功於兩位科學家的努力，一位在英國，另一位在法國。
1859 年，克希何夫 (Gustav Kirchhoff) 認知到可用太陽和其他星球所輻射出的光譜來推斷它們的化學成分。克希何夫使用此方法，發現了銫和銣兩種元素。天文學家對日珥─如火焰般絢麗的氣流，現在已知是稠密氣體的熱雲，的研究尤其感興趣。科學家相信觀察日珥最好的方法是在日食期間。
3D 化學實驗：炫目的鋼絲絨 (Dazzling Steel Wool)
國立彰化師範大學化學系 林聖揚、顧展兆、楊水平
鋼絲絨是生活中常見的物品，不論木工、攝影或家中清潔都會用到，可在五金行和百貨行購得。本實驗利用9V電池點燃鋼絲絨並不斷甩動，產生炫目的火花，效果十足。
3D 化學實驗：模擬使用強酸和強鹼的危險情境 (Simulating Dangerous Situations using Strong Acids and Bases)
國立彰化師範大學化學系 林佑恩、顧展兆、楊水平
在化學實驗室中，時常用到強酸和強鹼，卻潛藏著危險。本示範設計一部影片讓大家觀看，當強酸和強鹼接觸到皮膚時，會發生怎樣的變化。此實驗旨在提醒學生進入化學實驗室務必戴護目鏡、口罩和手套、以及穿實驗衣、長褲和密閉的鞋子，避免因不慎使用而導致化學灼傷。
3D 化學實驗：激烈的鋁熱反應 (Vigorous Thermite Reaction)
國立彰化師範大學化學系 林聖揚、顧展兆、楊水平
鋁熱反應是工業史上一個重要的里程碑，它產生的高熱不但可使高熔點的金屬融化，而且可應用在焊接上。本實驗利用簡單的裝置進行鋁熱反應，過程中發生劇烈的氧化還原反應，精采奪目的火花四處噴射，同時放出高溫使鋁罐熔化，並且產生可被磁鐵吸引的鐵。
3D 化學實驗：驚蟄的四條黑蛇 (Growing Four Black Snakes)
國立彰化師範大學化學系 彭郁惠、顧展兆、楊水平
此實驗使用砂糖和小蘇打粉，並加入打火機油和酒精膏，再利用點火槍點燃，使砂糖進行脫水反應，慢慢地產生長條狀、黑黑的碳，就宛如黑蛇從沙堆裡慢慢地探出頭來，接著開始緩慢地成長並移動身軀，具有趣味性和科學性，能激發學生學習化學的興趣。
物質在平面世界裡的奇異現象 (Strange phenomena in matter’s flatlands)
高瞻計畫特約編譯 葉承効/國立臺灣大學物理學系講座教授 郭光宇責任編輯
今年獲獎的研究開啟了一扇大門，讓人看到未知世界裡物質的新奇形態。2016的諾貝爾物理獎一半由華盛頓大學的大衛・索勒斯（David J. Thouless），另一半則由普林斯頓大學的鄧肯・哈爾丹（F. Duncan M. Haldane）及布朗大學的麥克・克斯特利茲（J. Michael Kosterlitz）共享此殊榮。他們的研究為人類理解物質的奧秘帶來突破性的發展，也為新穎材料的研發開創了新的前景。
大衛・索勒斯、鄧肯・哈爾丹及麥克・克斯特利茲使用了先進的數學方法，來解釋物質在異常狀態（如超導體、超流體或磁性薄膜）下出現的奇異現象。相較於真實世界的三維空間（包括長、寬、高的空間），克斯特利茲與索勒斯研究二維平面世界里發生的現象，即在物體的表面，或是極薄的介面上所出現的現象。而哈爾丹則研究極為纖細的、甚至可以視為一維空間的線狀物質。
[影音] CASE【百秒說科學】《交叉分子束》
臺灣大學科學教育發展中心百秒說科學企劃團隊製作
2016年是李遠哲院士與赫施巴赫 (Dudley Herschbach) 獲頒諾貝爾化學獎30週年。他們研發的《交叉分子束》(Crossed Molecular Beam) 實驗技術，能夠精準的觀察基本化學反應的過程。讓科學家終於能夠透過實驗，了解粒子相撞反應時所發生的細節，例如：粒子相撞的角度跟能量的轉換。他們也因發明這項實驗技術得到了1986年諾貝爾化學獎。交叉分子束這個技術，究竟是如何讓我們知道化學反應中看不見的過程呢?
海上漏油事件的處理 (Ocean Oil Spills Clean-up)
國立臺灣大學生態學與演化生物學研究所碩士 郭毓璞
電影《怒火地平線》改編自 2010 年墨西哥灣的鑽油平台「深水地平線」(Deepwater Horizon) 的海上公安意外，電影詳實的描述了所屬的英國石油公司以及鑽油平台管理者之間的矛盾以及誤判形勢導致平台爆炸的關鍵決策，事發後即時的救災應變雖然拯救了九成的人命，但隨著鑽油平台事故最後階段的切管封井失敗，也造成了有史以來最嚴重的海上漏油污染事件，據估計 2010 的 4 月到 7 月之間，總共洩漏了 320 萬桶石油，相當於目前全伊朗的單日產量。
雖然台灣附近的外海並沒有鑽油平台，但對於海上漏油事件也並不陌生，除了 2001 年知名的阿瑪斯號貨輪油污事件以外，近年也有過多次砂石船以及貨輪的擱淺漏油事件，2016 年三月的德翔貨輪擱淺於石門外海，九月更因莫蘭蒂颱風的影響，導致中國籍輪船於金門擱淺漏油，都引起許多民眾和環保人士關注。
![[影音] CASE【百秒說科學】《交叉分子束》](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/wp-content/uploads/2016/11/CMB-620x280-科學Online.jpg)