長庚大學化工與材料工程學系
歷史沿革與發展
本校創立於民國76年4月，肇始為長庚醫學院，以培育優秀之醫學人才為目標；其後為配合國家經濟發展需要，增設工程學類及管理學類之系所，以提供完整的教學資源培育優秀之醫學、工程及管理人才，於86年8月起奉教育部核定改制為「長庚大學」。目前全校設有醫學、工學、管理等三個學院，共三十餘個系所。
本著『勤勞樸實』之校訓，貫徹「理論與實務結合」之教學理念，實事求是，精益求精，本校自創校之初，即已規劃妥善的教學、研究的長程計畫，並致力於追求教學與研究的卓越，及長期推動學生全人教育。
本校現有專、兼任教師各約六百多人、學生七千五百多人。學生除依規定修習一般及專業課程外，也至教學醫院及台塑關係企業從事與其專業課程結合之實習課程及暑期工讀，校方並積極鼓勵學生參與教師研究工作，以獲得實務操作經驗，培養刻苦耐勞的精神。本校並已開設十多個專業學程，藉以培養學生第二專長。本校畢業生不論投入社會服務或繼續深造，都能學以致用，充分發揮其所長，而且他們服務的熱誠與精神也多受到服務單位的肯定與歡迎，實踐了本校培育優秀專業人才貢獻社會的目標。
創校24年以來，本校在教學、研究等各方面皆已有卓越的表現。教育部歷年的校務評鑑，本校均被評為辦學績優大學。本校向來著重推動學術研究工作，以提昇教學與研究水準。除不斷從國內外遴聘專家學者來校任教外，並提供優質的研究環境，訂定各項獎勵措施，積極鼓勵教師從事研究；同時與長庚醫院、台塑關係企業及其他建教合作廠商進行產學合作計畫。每年執行學術研究及產學合作計畫接受校外機構及產學合作單位補助之經費，以98學年度(2009-2010)為例，分別為5.6億元及6.4億元。為執行最尖端、最領先的研究題目，近年來並陸續設立了研究中心，根據不同系所的專業領域，系統性地整合。自教育部2005年度起所推動之五年五百億「發展國際一流大學及頂尖研究中心計畫」，本校獲選為重點發展大學，且為所入選唯一的私立大學。今(2011)年，教育部第二期「邁向頂尖大學計畫」，本校再次脫穎而出，為全國12所入選大學之一。而本校執行計畫期間，於2009年首度躋身世界大學學術排名前500大，並於2010年逼近前400大，在國內列名第五，僅次於台大、成大、交大及清大 (中國交通大學資料)。以創校短短二十多年而能有此表現，可說已立下國內私立大學優質辦學的典範，並已凌駕大多數國立大學。
本校校務發展目標，將朝向具有重點特色的研究型大學之目標邁進。今後仍將持續不斷強化各領域的教學研究、產學合作與國際化交流，以因應時代脈動及社會需求外，也堅持人文關懷與服務奉獻的理念薰陶，期使本校在尖端的研究上有傑出表現外，更能培育出人格健全、術業專精，同時擁有良好學習能力與終身學習信念的優秀青年。
為配合政府高科技政策並結合台塑企業相關資源，秉持「理論與實務合一」的辦學理念，強化學生化工和材料工程之基礎學理及實務，以培育手腦並用、學以致用的科學工程師 (Scientific Engineer) 為宗旨，本校於民國八十二年八月創立化學工程學系，並於 85 學年度成立化學工程研究所碩士班。本系(所) 採小班教學及分組實驗， 輔以小組導師制，達到精緻化教學目標，奠定學生紮實之基礎。因應材料工程與相關技術在化工產業中日漸重要的趨勢，以及國內產業對高階研發及工程人力的需求，本系於 88 學年度更名為「化工與材料工程學系」，成為國內第一個將化學工程與材料工程結合的系所，並成立博士班。本學系目前有大學部、學碩士一貫學程、學士逕行修讀博士學位、碩士班、碩士逕行修讀博士學位、在職碩士專班、博士班，可提供學生完善之生涯規劃。現有專任教師16位(含生化與生醫工程研究所共23位)，大學部學生 195 位，碩士班研究生 120 位，博士班研究生 21 位。
本系所為國內第一個結合化工與材料工程之系所，且一直著力於培育優秀之工程師，以因應國家經濟建設及產業發展所需之化工製程、材料工程、環境保護及生物科技等高級科技人才。本系之特色如下：
- 教師皆具博士學歷且多具實務經驗。
- 培養「理論與實務結合」之化學工程與材料工程人才。
- 師生比例大學部 10.3:1 ，碩士班 6.3:1 ，博士班 1.1:1 。全國相比，皆屬極低之比率。不僅提昇教學品質，並以小組導師制落實生活輔導。
- 仿效美國麻省理工學院 (MIT)Practice School 的作法，透過暑期實習與企業相 互 合作，培養學生解決問題的能力和務實的態度，提供暑期工讀機會，學生可早日接觸企業實務。
- 本系依師資之專長，積極推動與企業之產學合作、教學與研究工作，執行之計劃包括與長庚醫院、台塑、南亞、台化、台塑石化等技術開發案等，除可協助解決產業間之實務問題外，更能增加學生參與研究之機會。課程規劃兼顧廣度與深度，注重課程之整合性及系統化，結合科學與化工及材料工程技術之教學導向，培養學生成為具備獨立思考及解決問題能力之科學工程師。
- 將核心課程分為 四大領域：製程科技、綠色科技、材料科技、生化科技。
- 本系並結合其他系所開設「半導体」、「醫學工程」、「生物技術」等學程。為因應教學及研究之需要，本系設有觸媒、反應工程、化工材料、生醫材料、環境科學、生物工程、共同儀器及整合性製程試驗工廠等二十多間實驗室，且配備完善的儀器設備。另為使理論與實務相結合，亦推動產學合作。
師資
本系師資陣容優良，全體教師都擁有博士學位，並多具工業界實務經驗。目前本系共有教授6位、副教授11位、助理教授3位，皆為學有專精。本系教師的職稱、學歷、研究與技術專長如表1所示：
表一 長庚大學化工與材料工程學系專任教師資料與專長
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教師
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職稱
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最高學歷
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專 長
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| 陳志平 |
教授兼系主任 |
美國賓州州立大學化工博士 |
Immolitized Enzymes, Microbial Fermentation, Animal Cell Culture, Bio-Reactor |
| 蕭立鼎 |
教授 |
美國密西根州立大學化工博士 |
結晶原理與應用、蒸餾固化分離方法、輸送現象、反應工程、聚合反應模擬 |
| 楊禎明 |
教授 |
國立清華大學化工博士 |
高分子改質及合成在薄膜分離﹑生醫與電子材料及能源燃料應用 |
| 呂幸江 |
教授 |
美國密蘇里大學農工博士 |
薄膜技術、燃料電池、清淨製程、生化與奈米科技 |
| 邱方遒 |
教授 |
美國艾克隆大學高分子科學博士 |
高分子結晶與相形態、高分子摻合體與複合材料、奈米高分子材料、環保高分子材料 |
| 尤建華 |
副教授 |
國立台灣大學環境工程博士 |
污染防制、吸附程序、 焚化、 VOCs 防制、廢水理化處理 |
| 盧贊生 |
副教授 |
國立清華大學化工博士 |
吸附分離與純化技術、吸附程序模擬與設計、化工程序開發 |
| 許瑞祺 |
副教授 |
國立台灣大學化工博士 |
攪拌及相關之流體操作、超臨界流體 |
| 盧信冲 |
副教授 |
美國愛荷華州立大學化工博士 |
奈米金屬氧化物陶瓷粉末及製程、透明導電氧化物材料、元件及製程開發、替代能源材料、元件及製程開發、介電、鐵電及壓電材料、元件與製程之開發 |
| 華沐怡 |
副教授 |
國立清華大學化工博士 |
奈米導電高分子與太陽能透明導電材料、磁性奈米藥物、癌症標靶治療與生醫檢測 |
| 林修正 |
副教授 |
美國凱斯西儲大學化學博士 |
物理電化學、表面化學、電化學分析 |
| 王國彬 |
副教授 |
國立台灣大學化工博士 |
製程改善與自動化、電腦程序控制、系統即時監控技術 |
| 郭修伯 |
副教授 |
英國伯明罕大學化工博士 |
粉粒體技術(混合、造粒、粉碎等)、多相流模擬、流體化床工程、塗佈型電池 |
| 林佳璋 |
副教授 |
國立台灣大學化工博士 |
超重力技術、奈米環境應用、廢水氧化處理、廢棄物理與化學處理 |
| 鄭光煒 |
副教授 |
國立台灣大學化工博士 |
光電化學反應、太陽光電與氫能源、熱力學與相平衡、超臨界流體技術 |
| 孫嘉良 |
助理教授 |
國立交通大學材料博士 |
奈米材料(石墨烯, 石墨烯奈米帶, 奈米碳管, 奈米粒子)、第一原理計算、燃料電池、超級電容、鐵電記憶體 |
課程規劃、教學與輔導
本系整體的課程規畫目標如圖1所示，利用基礎與工程專業課程及專業領域選修對同學進行專業的訓練；由專業領域選修及通識課程的修習培養學生建立多元學習的態度；基礎與工程專業課程及通識的領域選修建立同學專業的社會倫理觀念，最終建立同學未來永續經營的基礎。
圖1 課程規畫關聯性
3-1完整具體之理論課程
本系透過完整具體之理論課程，使學生建立紮實的科學與工程原理的基礎。領域規劃的選修課程培養學生瞭解工程技術對於環境、社會及全球的影響，建立以化學工程技術解決因工業發展所引起的社會問題，包含工業安全和環境保護的基本信念及能力。
3-2完整且具特色的實驗內容
透過完整的實驗與實作課程，以培養學生紮實之理論與實務技能。本系課程中共有11個實驗課程，除基礎科學的實驗外，在化工專業實驗課中加上獨具特色之反應工程實驗與整合性化工製程實驗。整合性化工製程實作類似傳統的單元程序(Unit Process)，實驗內容中規畫有特化(丙二酚的製備)、材料(環氧樹脂製備)、生化(酵母菌發酵)及環保(藻類固碳)，目的在使同學於實驗中瞭解化學工程技術在人類需求及環境保護不斷提高的過程中所扮演的重要角色，進而培養不斷學習和精進化學工程技術的觀念。以藻類固碳為例，這是5年前本系針對溫室效應對未來全球的影響，認為應該讓學生有所體認所設計，如今似乎可以作為瞭解工程技術對於環境、社會及全球的影響，並能訓練學生以化學工程技術解決因工業發展所引起的社會問題的一個很好的例子。在化工實驗(II)中，安排5-6個程控實驗，以透過完整具體之實驗課程及內容來使學生驗證所學之理論。
3-3儀器與電腦軟體的應用
為加強學生建立執行化學工程實務所需之技術、技巧和使用化工儀器的能力，本系建系之初即體會在科技快速演變的時代，儀器分析及電腦軟體的輔助運用將由專業變為普及，因此本系儀器分析及實驗為必修，提供各式的基礎與進階的設備及空間供學生在儀器分析實驗及專題研究中使用。同時也重視有關電腦軟體的應用，基本的電腦檢索，本校圖書館只要提出申請即提供以系為單位進行線上檢索之介紹教學，各教師也會利用報告撰寫的機會要求學生進行資料檢索；本系目前在如表2所列的課程中都有應用電腦軟體讓學生練習基本的數值解、統計分析、程序模擬及儀控的能力，本系持續的鼓勵老師多提供相關的軟體來輔助教學。
表2. 長庚大學化工與材料工程學系使用電腦軟體輔助教學之課程
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課程名稱
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使用軟體
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裝置地點
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| 計算機程式設計 |
Intel Visual Fortran |
資訊中心電腦教室 |
| 數值分析 |
IMSL |
資訊中心電腦教室 |
| 工程統計 |
Excel, Megastat, SAS |
資訊中心電腦教室 |
| 化工實驗 |
Control Station |
程序控制與模擬 |
| 程序工程(1)-程序控制 |
PC-ControlLAB2 Control Station |
程序控制與模擬 |
| 程序工程(2)-程序設計 |
ASPEN PLUS |
程序控制與模擬 |
| 專題研究 |
Fluent |
流體操作實驗室 |
3-4校外實習
實施大三學生暑期實習課程，其目的在於以實務問題為導向，經由團隊學習的過程培養學生整合教育內容、領導統御及充分表達、溝通之能力，以達理論與實務結合之教育理念。採用類似美國麻省理工學院之實作學校(practice school) 模式，由教師帶領學生至工業界做為期8週的工業專題探討。
3-5專題研究及學士論文課程
本系訂定專題研究及學士論文選修辦法，專題研究(1)為必修，主要內容為文獻選讀，旨在建立學生文獻搜尋及智慧財產權的觀念。專題研究(2)(3)及學士論文為必選，同學可以二擇一，主要的內容為基本的研究訓練；學士論文與專題選修的差別在於前者需提出正式書面論文及公開的口頭報告及答辯的程序。
3-6工廠參觀
利用本系與台塑及校區鄰附近企業的關係，定期舉辦工廠參觀活動使同學瞭解理論在實務上的運用，製程的整合、化工產品的多樣變化、產品應用的與時俱進及工廠管理等。過去幾學年度分別舉辦了:
(1)大三與大四同學的南亞工三廠區的參觀教學
工三廠區為南亞纖維事業部的生產重鎮，主要是以乙二醇與對苯甲酸為原料生產多元酯(polyester, PET)，產品以棉、絲及薄膜為主，本次參觀使同學實地瞭解如何原料乙二醇與對苯甲酸如何經聚合反應、製粒、再結晶以至拉絲、製棉及成膜的過程，期間的能量利用、製程控制以至成品的包裝輸送，都令學生留下深刻的印象，同時南亞的製膜產品除了傳統的用途外，目前也開始生產液晶顯示器背光模組所需之各式光學膜，因此使同學瞭解過去是基礎原料的PET，也能在新興產業佔有一席之地，而對一般所定義的化工產品有更深的認識也是安排這次參觀教學的目的之一。
(2)微生物應用工業課程的參觀教學
參觀「台灣菸酒公司-林口酒廠」，首先，原料的挑選，應用分離器的設計，將小麥或米中，重量或大小不符的原料給分離出來，半批次的發酵槽高達20公尺是實驗室無法提供的反應器規模，更是教科書上無法形容的大小，利用主控制室儀表的顯示，控制溫度與壓力等，使反應程序現代化，跟著生產線，完成發酵的酒類，在後續的裝填工廠中，以自動化的廠區設計，沖洗，滅菌，裝填，封瓶，給予同學現代工廠設計的觀念，其連續且半自動化的生產線給予同學驗證課程所學之知識，並增加認識實務經驗。
(3)固態材料學參觀教學
由於凝態物質的研究分析需要使用非一般系所所能擁有的大型設備，因此本課程安排同學參觀新竹科學園區內同步光源中心的光束線，藉以認識使用EXAFS之X光吸收光譜研究凝態物質的局部結構。同時也參觀國科會精儀中心的奈米材料分析儀器組，使同學們認識固態材料的表面分析工具。教學參觀的安排可幫助同學增加視野，認識國家級的研究設備及國內研發資源的投入，激勵學生從事科研工作的心志以及了解課本上知識及圖示與實際參訪的經驗以輔助學習的果效。
(4)氫能與燃料電池的參觀教學
實際參觀亞太燃料電池公司、中科院的研發設備、工研院能環所及材化所的燃料電池系統及研發實驗室，台電電研所的PAFC燃料電池發電廠，也包括元智大學的教學及研發活動以補足教學、教材的不足。
3-7持續有效的執行學生學習之輔導與評量
為達到有效的執行學生學習之輔導與評量，本系的相關作法如下:
3-7-1明確訂定「教學大綱」及「教學進度」
授課教師需於每學期開學前一個月(上學期為8月底，下學期為1 月底)填寫教學大綱及教學進度，教學大綱主要內容包括:中英文課程名稱、教科書、參考書、整體教學目標、教學方法、中英文課程簡介及成績考核方式。教學進度則包括授課內容及時數等。
3-7-2輔導加退選及停修
根據「長庚大學學生選課實施辦法」學生選課分為初選及加退選，初選安排於每學期第十五週辦理預選下學期課程（新生第一學期初選安排於開學註冊時）；加退選安排於每學期開學後二週內（含）辦理，加退選完成後選課單由導師審查後，送教務處。導師可以根據學生歷年的表現，針對學生所選學分數作必要的指導。加退選後學生經學系輔導認有需要停修課程者，在開學後第十週，由學生填寫「停修申請單」，經課程負責人同意後，送教務處辦理停修課程。
3-7-3隨時反應出席與評量的表現
授課老師需隨時注意學生上課出席及課堂上的狀況，對成績落後者給予鼓勵及敦促；並及時反應給導師，由導師對特定之同學加以輔導。
3-7-4 加強預警制度
針對學生在學期間學業表現，本校訂有「預警制度」，主要內容如下：
- 任課教師於開學後第九週前，應於網路上輸入學生期中成績評量資料，或對不及格之學生加以註記，以供導師及學生查詢。
- 導師於期中評量後，應安排與學生面談，以瞭解成績落後之原因；對於學習有困難之學生，得主動與任課教師聯繫，安排課後輔導，以確保學習成效。
- 各學系對於成績仍不佳有一半科目不及格之學生，由電腦自動列表送交各系。由系方安排與學生單獨面談，並通知學生家長，以共同提出解決方案。
3-7-5提供課外諮商
教師平時除課堂上的授業、解惑外，每週需至少提供2小時的office hour以提供學生對課業及其他問題的諮詢，使學生在其成長的過程中可以得到適當的幫助。
3-7-6師生座談
為充分瞭解同學在學習及生活上的問題，以及同學間各項活動的動態，本系每月舉行師生座談，由系主任主持，出席者為系所各年級班代、系學會會長、系輔導老師及各班導師。師生藉此機會進行校令宣導、生活及學習經驗的交流、學生在生活上所遭遇的問題也可透過此管道迅速向校方反應而有效的解決。
3-7-7鼓勵向學及獎勵
為鼓勵本校學生努力向學，獎勵成績優良學生，本校於「長庚大學獎助學金實施管理辦法」訂有各項獎助辦法。大學部學生學業成績優良獎學金，凡是操性成績甲等之各班第一名同學學雜費全免，各班第二名同學發予20,000元獎學金，各班第三名同學發予10,000元獎學金。其他獎助規定見「長庚大學獎助學金實施管理辦法」。
最新研究發展
本系老師研究領域大略可分為以下幾種: (1) 生化工程類:專注於高分子生醫材料以及酵素、細胞分離、藥物釋放、癌症藥物等方面。(2) 高分子材料類: 專注於高分子結晶相形態、摻合體與複合材料、改質及合成在薄膜分離、奈米導電高分子。(3)綠色能源類: 奈米金屬氧化物陶瓷粉末及製程、透明導電氧化物材料、元件及製程開發；太陽光電與氫能源、燃料電池。(4) 傳統化工及環保類: 超重力技術、污染防制、、廢水理化處理、超臨界流體、吸附程序模擬與設計、改善自動化電腦程序控制。
目前最新研究之例，為本系華沐怡副教授研究成果榮登美國國家科學院院刊發表(IF=9.43)
奈米磁導加聚焦超音波 腦瘤治療新契機
長庚醫療團隊突破腦瘤醫療瓶頸 美國家科學院選為重要研究成果
本校電機系、化材系與長庚醫院神經外科研究團隊合作，結合磁性奈米微粒與聚焦超音波克服腦瘤醫療的瓶頸，開啟「血腦障壁」讓藥物可進入腦部發揮療效。這項研究結果於 八月九日 在美國國家科學院院刊發表，並被挑選為重要研究成果發佈在科學院電子報及網路新聞，是國內研究腦瘤治療的重要成就。
主持本研究計畫的長庚醫院腦腫瘤神經外科主任魏國珍指出，血腦障壁這個獨特的機制雖然在健康的個體發揮極大的保護功效，但是腦部產生疾病需要投藥治療時，血腦障壁就會形成極大的阻礙使藥物無法順利抵達目標，甚至僅有千分之一的藥物可進入腦部作用。所以長期以來，將藥物輸送到腦部以治療疾病，一直是醫界難以突破的瓶頸。
為了突破這個障礙，長庚醫院神經外科研究團隊與本校電機系、化材系的專家攜手合作，在衛生署國家型奈米計畫及長庚醫院研究計畫的經費、以及長庚醫院分子影像中心的先進設備的支持下，結合磁性奈米微粒與聚焦超音波克服了這個巨大的困難。
負責研究磁性奈米微粒的本系華沐怡副教授解釋，利用聚焦超音波針對患有腦腫瘤的大鼠頭部照射，隨即由靜脈注射帶有抗腫瘤藥物的磁性奈米微粒。把強力磁鐵固定於腫瘤區域上方，可將磁性奈米微粒導引至磁場中央，再配合聚焦超音波開啟血腦障壁的效果，抗腫瘤藥物便可集中在腦瘤病灶。研究人員更利用核磁共振分子影像，即時觀測這些奈米微粒的集中狀況，以評估給藥效率與治療效果。
血腦障壁的阻礙，讓腦瘤的化療效果並不理想，往往需要給極大劑量的藥物，讓病人承受副作用之苦。長庚團隊致力研發奈米磁導與聚焦超音波療法，以非侵入性方式對腦部疾病有效給藥，現階段已看到一線曙光，研究團隊根據腦瘤大鼠實驗的結果發現，如果配合奈米磁導與聚焦超音波治療，可以把藥物在腦瘤區域的局部濃度增加到二十倍以上。另外，實驗老鼠的平均存活時間比接受傳統療法的老鼠還長了一點六倍，是非常顯著的改善。研究人員預期未來應用於臨床時可有效治療腦瘤並解決目前進行化療時產生嚴重副作用的問題。而除了腦瘤外，更可以應用於其他腦部疾病的投藥，以提升腦疾之治療效果與病人的生活品質。
參考論文發表: H-L Liu, M-Y Hua, H-W Yang, C-Y Huang, P-C Chu, J-S Wua, I-C Tseng, J-J Wang, T-C Yen, P-Y Chen, and K-C Wei, “Magnetic resonance monitoring of focused ultrasound/magnetic nanoparticle targeting delivery of therapeutic agents to the brain,” Proceedings of National Academy of Science USA, 2010, Accepted (IF=9.43, 3/48 in “Multidisciplinary sciences”).
未來展望
本系為配合國家經濟發展之需要，規劃朝下列重點研究： (1) 石化與特化製程 (2) 高科技材料如電子材料、光電材料、生醫材料 (3) 生物技術等，以累積研究與教學之經驗，提供國家與企業發展所需的技術與人才。除此之外，也會持續積極參與國家研究計畫與產學合作，朝研究與實務發展，並鼓勵師生發表研究成果於國際期刊，參與國際會議，促進國際學術交流。最後，本系會善加利用本身企業創辦學校之優勢，積極與台塑企業密切配合，從事學術與產業相結合之建教合作計畫，並給予學生實務訓練之機會。