[討論] 台大化工系吳乃立教授訪談
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作者: jacky1990b (￣□￣)/~爪爪~\(￣□￣)
標題: :D
時間: Sun May 16 22:00:17 2010
作者: merchant28m (張棋) 看板: merchant28m
標題: [化工]
時間: Wed May 5 23:19:35 2010
台大化工系‧吳乃立教授
1.化學工程系、化學系及材料科學系的三者有何不同?在哪些方面具有共通點?
化學是探討物質構造、性質及物質間反應機構的基礎科學，比較像是在實驗室中拿兩個燒
杯，研究A加上B會怎樣。化學工程師的任務則是研究如何利用物理或化學的程序，將原始
的原料轉換成實用的產品，重點在於實用並能量產，實驗室一個小燒杯中的產物畢竟是不
能實用的。所有產品製造的程序都和化工系有關，大家一定會想:這是不是太廣泛了?沒錯
，化工涉及的領域實在非常非常廣泛，拿化工在民生產業來講，我們拿石油作為基礎原料
，製成上游製程產品，接著生產出中游、下游的產品，如中游的產品PP，可再製成不織布
、纖維，成為我們日常生活中的必需品，像這樣上、中、下整個製造的程序中，化學工程
師都扮演了很重要的角色，也因此化學工程師又被稱為「程序工程師」。比如說傳統化工
廠輸送的規模從公尺到公里，管子進進出出，兩樣東西反應要怎麼保溫、需要多大的馬達
、需要多少能量，這些輸送過程都是化學工程師要管理的，而這些則不是化學系所關心的
。
材料科學偏重的是材料的性質分析，化學工程偏重的則是材料的生產，比如說有種塑膠料
，從材料科學的角度會去測試它堅不堅硬、拉伸長度到多少或斷裂強度……等等，而化學
工程關心的是如果這種塑膠料性質符合需求，我們要用什麼方式將它做出來，如何大量生
產。另外，我們可以發現台大材料系很多教授之前是機械系的，因為他們做很多機械強度
的測試，其中一些測試材料的老師就會成為材料系的教授，而材料系發展到一個階段也會
聘一些化工背景的師資，教授有關材料生產的相關知識。所以化工與材料兩者必定會有所
重疊，但偏重的角度是很不一樣的。
2.主任可以為我們多解釋一下所謂的輸送現象嗎？
物質和能量的傳遞就是輸送，一個工廠那麼大、反應槽那麼多，要把Ａ槽中的東西運到Ｂ
槽，不可能靠人力慢慢倒，因此我們要想怎麼用馬達把東西注入到第二個槽，再用另一個
馬達注入到下一個槽。原料可能還需要混合，或是在傳輸的過程中需要先加溫，這就牽涉
到能量的傳輸。比如說一個反應器，冷水注入過來反應，但反應溫度需控制在400℃，我
們就會在進入槽之前讓冷水通過一個熱交換器，熱交換器中有熱媒─可能是500℃。當冷
水在內層的管子中流動時，熱水則在外層的管子中流動，藉此能量便會傳遞達到加熱效果
。還有像攪拌，化工廠裡的攪拌並不是像實驗室中燒杯搖一搖即可完成，當攪拌槽體積很
大時要攪拌均勻就不容易了，而且要攪拌的物體可能很黏稠，難度就更高，需要用多大的
力、多少馬達、功率多少、會用掉多少電，都是要化學工程師計算並設計。
另一個例子，是在半導體IC製程，在矽晶圓表面要利用化學氣相法生長一薄膜，反應物是
如何經由擴散的方式輸送至晶圓的表面，其擴散的速率如何影響薄膜的成長速率等等問題
，也可經由化學工程師計算並設計最佳的製程條件。
3.化工系學習的內容包含哪些領域？台大化工系課程有哪些規劃？同學畢業後可以朝哪些
領域就業？
化工學習的領域很廣，數學、物理、化學等方面都會讓學生有一定的基礎，三者相當並重
。一年級是基礎科學，有基礎物理、基礎化學、微積分等等，到了二年級則是基礎工程科
學，還是會學數學－工程數學，三大主科則是分析化學、有機化學、物理化學，也會學習
一些材料力學，大三以後的化工熱力則是和物理較接近的一門課，單元操作是化工系很重
的課，學的就是我們前面講的輸送現象，輸送現象的概念可以應用在各領域，但單元操作
學的輸送現象主要應用在化工廠，算是石化工業的一個延伸。目前本系考慮將單元操作及
輸送現象分為兩個課程，把單元操作當作一個專門的選修課程。現在生物化學是列在選修
，但我們也有考慮將其列入必修課程中。我們還有規劃各種不同專業領域的選修課程提供
給有興趣的學生選修。
目前系上老師分部很平均，化工程序領域有三位，高分子與材料領域有四位，生物技術與
生醫工程領域有四位，電子材料技術領域有三位，環境技術領域有兩位，應用數學與計算
模擬領域較多。兼顧各領域的師資可以讓同學有充份選擇以發展其專業能力。我們為學生
規劃的選修課程專業領域包含化工程序，高分子材料，光電技術，生醫技術，及環境工程
……等等，甚至也有純數學運算方面的選修課程。
4.常聽到許多學生抱怨對熱力學感到很頭痛，熱力學是很困難的一門課嗎？
熱力學其實並不困難，可能是大家還沒有掌握到，熱力學告訴我們這世界所有的現象自然
發生時的情況，打個比方好了：在處理廢棄物污染的時候，通常會越處理反而污染越大，
就像是我們這邊乾淨了，而產生出來的物質反而污染更大所以最好是從源頭開始做起環保
，這也是熱力學其中的一個觀念。又譬如像熱量一定是從熱的傳到冷的，熱的物質不會越
來越熱、冷的物質不會越來越冷，熱力學可以向我們解釋有些現象為什麼不會發生，又比
如說為什麼油和水不會互溶呢？熱力學會告訴我們因為油、水分開時能量低，水與酒精則
是互溶時能量低，或是反應完成時產物應該是固體還是氣體，熱力學都有辦法告訴我們。
化學系不偏重熱力學，但熱力學對化工系學生很重要。比如說有個反應必須控制在450℃
，但450℃時產物會變成氣體，氣體不好輸送，然而降低溫度反應速率又變慢了，該怎麼
辦？這時熱力學會告訴我們，我們可以加壓，那麼即使還是維持450℃，產物會變成好輸
送的液體，於是我們同時解決了反應速率與輸送的問題。
5.為什麼有一些化工系的畢業生會進入醫學工程研究所？化學工程與醫學工程有相關嗎？
化學工程與醫學工程是有許多相關的部份，像是前面提到的輸送現象，我們就有教授研究
心臟、血管的輸送，發現血管分岔之處特別容易生病變，讓人懷疑是不是因為血液流過血
管時，摩擦所產生的切力使病變特別容易產生，像這種切力對身體細胞、組織的影響，就
是我們所學的延伸，要研究這點我們必須學一些生醫方面的知識，再結合化工所學的輸送
現象。還有氣管，氣體進進出出、氧氣的運送、二氧化碳的運送都是輸送現象的延伸。醫
學系的人不擅長這些有關氣體輸送的概念或計算，便需要學習化工的人做輔助。台大醫學
工所裡有一位拿了傑出獎的楊台鴻教授就是化工系畢業的。
6.化學工程的也談到環境技術，它跟環境工程所學的有什麼不一樣？
環境技術就是環保，環工與化工研究的內容不大一樣，環工所注重的是檢測、調查，學很
多檢測的方法，並學習怎樣處理數據，環工的人會告訴大家這裏有汙染、那裏有汙染，後
續處理就主要靠化學工程相關的環境技術。環境技術分兩個層面，一個是從生產過程就開
始控制，把污染降到最低，不過現在大多數的環境技術主要還是在改善生產過後的汙染，
像是工廠排放的污泥，我們可以用菌類的方式去分解，或是用薄膜過濾。半導體製程中的
研磨，產生了奈米顆粒就需要用過濾的方式收集，過濾要用什麼材料、如何進行程序，過
濾後水要怎麼回收…等等，都是很有學問的，單元操作課程中都會學習。
7.交大有應用化學系，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
別?
應化系主要學的還是偏化學，在輸送現象方面的研究比較少。清大、成大學習的和我們就
比較沒有什差異，當然學習環境和師資方面畢竟有差，而清大、成大和我們一樣都很均衡
發展，其他有些私立大學沒辦法和大校競爭，就會專門偏重某一領域，如中原大學在薄膜
技術方面的發展非常好，而我們就是平均發展，就像剛剛提到的，我們在各領域都有師資
，可以讓對不同方面有興趣的學生都來學習。
8.主任從事綠色化學程序尖端技術的研究，可以為我們解釋一下什麼是綠色化學程序嗎?
綠色化學程序是指整個化學反應的程序都是green，綠色的，也就是非常環保、乾淨，比
如說我們現在都用有機的溶劑清洗物品，清洗完就要有地方傾倒或是燃燒，這都是非常髒
的，造成很大的汙染，但若我們使用「超臨界流體」，像是二氧化碳製成的超臨界流體，
可以當作溶劑，用完就揮發了，不會造成污染。再舉例說工廠會冒黑煙，代表有物質沒用
完燒掉，此時生成物的產率可能只有70%，但我們使用綠色程序，以新的程序設計、新的
儀器，提高原料的使用，就可能將產率提高到95%，因此，同樣的產量我們原本需要很大
一個工廠，現在只要小小的就夠了，減少對環境的負擔，整個環境更加友善，這也是綠色
化學程序的概念。
9.請主任為我們介紹台灣化工產業的趨勢。
首先是我們前面提過的民生產業，到現在還是有，畢竟那是我們生活中不可或缺的，但隨
著台灣產業結構在改變，化學工程也隨之發展，一樣用石油當基礎原料，我們可以將其製
成其他產品，如導電性高分子、液晶螢幕中的液晶，或是IC製程中的光阻劑，這些產品量
少但單價高，是化工配合台灣光電產業所生產的所謂「特用化學品」。這兩塊就是台灣化
學工程師扮演的最主要的角色，而民生產業部份會越來越輕，甚至都到國外如大陸等地去
做，特用化學品部份會顯得越來越重要。
根據經濟部工業局做的化工產業規劃，1990年左右台灣從事石化中間體、橡膠皮管之類較
為低階的產品，單價低但是產能高；2000年以後，光電產業起飛，塑膠產品變成所謂的工
程塑膠，單價就變得比較高了。此外業界同時也開發了電子零組件、電子特用化學品……
等等，醫藥化學品的領域也開始發展；到2010年以後，台灣必需提高生產一些較為高階的
產品—單價高的特用化學品的比重，醫藥化學品部分仍然很重要，另外還必需發展一些結
合生物技術的產品，像是酵素的大量生產……等等。
10.現在學習化工有什麼優勢？化工人才有供過於求的情況嗎？
從原料到產品，連接中間那條線的最主要就是化學工程師，當然別的工程師也需要，但尤
其牽涉到化學的反應時，化學工程師就佔了很大的優勢。其化的工程學門大二之後就不接
觸化學，很多化學材料、化學應用對我們來說易如反掌，對他們來說卻是很困難的。化學
工程師目前在美國的薪水是最高的，超過電機、資訊等工程師，化學工程系畢業後可以從
事各種領域的工作，在台灣目前科學園區估計約有三分之一的工程師是化學工程師。
政府做調查時，比如說某IC晶圓公司說他們需要缺五十名工程師，經濟部主計處會認為是
缺五十名「電子工程師」，然而實際需要的或許其中有一、二十名是化學工程師。如此不
正確的統計歸類，造成一般大眾產生化學工程師供過於求的誤會。我們學生畢業後，從來
沒有找不到工作的。
Q：您對時下的年輕學生有怎樣的看法?要能因應時代潮流找到自己的路不是容易的事，您
是成功的過來人，面對未知的未來您對同學們有什麼勉勵或叮嚀？
A：要很「認真」。不管你現在從事什麼，都用認真的態度面對，在唸書就認真的念書，
不需要考慮太多，我發現現在年經人可以接收到的資訊太多太廣了，這個也要、那個也要
，事實上最後卻裹足不前，感覺上就是缺乏一種「憨勁」、一種傻傻往前衝的憨勁。我不
認為大學四年加上兩年碩士班教育就會決定了一生，它只是提供一個基礎，畢業後的自我
學習才是最重要的。不論同學是就讀什麼科系，都應該把所有你能學的都好好學起來、學
紮實，當機會來時你就會發現的自己有能力掌握。如果一定要先看到結果才肯付出，結果
機會突然來的時候才發現這個還沒學會、那個也不行、成績又不好，只能眼睜睜看著機會
流走。
就我自己的經歷來說，我以前常常幫別人做一些研發，最後都不了了之，看在別人眼裡可
能會覺得，當初為何不先跟別人談條件，就憨憨的幫人忙、做白工，付出那麼多心血最後
也沒什麼結果、也沒談成什麼，但這些東西在五年後、十年後，很意外的我用上了。
還有我當學生的時候，很多學生都對老師很在意，要挑好的、熱門的，覺得以後出社會工
作才會好找，但我那時找的老師是個新老師、很年輕的老師，我只覺得他研究的東西我很
喜歡，我就go for it，認真的去做，其實我沒有刻意的表現，但我的認真努力很快就傳
開了，畢業的時候我才突然發現，當時我並沒有想到別人對我的看法怎樣、老師對我的評
價怎樣，不知不覺中系裡每位老師都認知吳乃立是位很優秀的研究生，多位教授在我申請
獎助、競賽、或畢業求職時也欣然鼎力幫忙。其實無形之中，不知不覺地別人都會注意到
你，但要是你在那裡搖擺、游移不定，很多人都在默默地看，他們會覺得你這個人很不
determined。
所以很多事情其實是無心插柳，但大家都在看。只要你很努力、很認真，屬於你的代價自
然就會來。
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