工程學科(二)科

本研究探討銅銀奈米粒子的形態控制與抑菌性能。硼氫化鈉、寒天 Agar 及植物萃取液法，合成銅銀奈米粒子，TEM 分析粒徑大小和分散性，使用高效液相層析法(HPLC)檢測萃取液中的反應物質。結果顯示，銅奈米粒子在植物萃取液中穩定性較高，粒徑更小，具明顯廷得耳效應。銀奈米粒子因反應物濃度過高和穩定劑不足，容易聚集粒徑較大。奈米銅對大腸桿菌(E. coli)有顯著抑菌效果，而奈米銀抗菌性受粒徑影響較大。通過尖端放電，電擊處理過的奈米銀粒子，粒子數增加粒徑也明顯降低，使銀奈米粒子抑菌能力進一步提升。本研究為銅銀奈米粒子在抗菌應用領域提供了基礎，採用綠色化學製程所合成的奈米粒子，未來可透過合成條件的優化來進一步提升其性能。

本研究以TiO₂奈米纖維為骨架，添加Sr(OH)₂，以水熱法生成異質結構觸媒SrTiO₃(STO)。並引入銀奈米粒子構築Ag/STO，利用表面電漿共振效應(SPR)拓展材料對可見光的利用。再對材料進行鑑定，檢驗其染料裂解、CO₂還原的效果，和驗證其穩定性。結果顯示在光照和震動聯合作用下，Ag/STO的反應動力常數均顯著高於純TiO₂，體現SPR與異質結構的協同優勢。微結構分析亦證實異質結構的存在，有利於光照與震動反應時的催化效果。此新型光觸媒的設計策略將使用環境拓展至震動，不再侷限於光照。為淨化環境、氫能產CO₂還原等綠色能源領域提供堅實的實驗基礎。

本研究使用一種快速、環保的共價有機框架（COF）合成技術，並應用於水中有機污染物的光催化降解。相較於傳統高溫高壓或需有機溶劑的合成法，本研究採用大氣常壓微電漿技術，在室溫條件下、以水為溶劑，於一小時內快速合成COF，展現綠色化學優勢。合成後以XRD與FTIR確認其具結晶結構與C=N官能基，均證明反應成功。實驗結果顯示，該COF能有效降解結晶紫（CV）與亞甲基藍（MB），分別在40與20分鐘內達到56.12%與68.09%降解率，明顯優於未加COF只照光的對照組。動力學分析亦符合擬一級反應模型。SEM影像顯示其具高度有序孔洞結構，有助提升光催化效率。本研究證實大氣常壓微電漿合成COF具高效率、低能耗與環境友善等優勢，未來可望應用於廢水處理與環境淨化等領域。

本研究探討船體結構外板在海洋環境中的腐蝕行為，並建立預測模型以提升防護與維護效率。由於船舶長期處於高鹽分、高濕度環境，結構易受腐蝕，影響安全與成本。研究採用不同厚度鋅板實驗，結合經驗公式預測腐蝕，並與實測數據比對。結果顯示模型在初期具高準確性，隨時間誤差增大，推測與環境因子如氣溫、鹽度、pH值等變化有關。厚鋅板（5mm、6mm）具良好耐蝕性，適用長期防護，薄鋅板（1mm、2mm）僅適合短期應用。此模型有助於材料壽命評估與優化結構設計，提升船舶安全與經濟效益。

本研究探討廢棄暖暖包回收作為陶瓷釉藥及建材的可行性。暖暖包使用後主要成分為鐵氧化物。Fe₃O₄、Fe₂O₃），經水洗、磁性分離與高溫燒製回收後應用於陶瓷釉藥。水洗階段以濾紙抽氣過濾法可有效去除氯化鈉(NaCl)，回收率達80%以上。XRD分析顯示，回收物中以γ-Fe₂O₃為主，證實回收後具釉藥著色潛力。釉藥燒製測試顯示，回收物取代35%至70%氧化鐵可維持穩定色澤，超過50%部分試片出現縮釉，經溶劑處理可改善。所有試片莫氏硬度為6~7，符合CNS建材標準。耐酸鹼測試中，跟市售的磁磗總色差無差異，具穩定色澤與耐腐蝕能力。防滑測試結果顯示乾濕狀態下皆具良好摩擦係數，吸水率亦符瓷質面磚規範。廢棄暖暖包可成功再利用於陶瓷與建材，兼具環保與經濟價值。

本研究旨在研究環氧樹脂AB膠熱固化反應後形成的網狀交聯結構，結合其黏著用途，探討不同A膠與B膠的配比與不同固化環境是否會影響剪切強度。更結合不同儀器測量膠水性質，希望達到佐證的效果。在80°C時增加固化時間，各比例皆無明顯變化，而在改變溫度到100°C及以上，3：1的配比因環氧樹脂過多產生自聚反應使機械咬合更佳。後續的實驗得知膠水對不同材質的剪切強度與其表面能有關，且在膠水中加入橡膠微粒後，能提高分子可承受的最大拉力。

實驗研究可以吸附物質的萬能膠，以聚醋酸乙烯酯為基底 加入聚胺基甲酸酯、甘油以及正丁醇調整適合的比例。最佳比例為聚醋酸乙烯酯 50毫升、聚胺基甲酸酯10毫升、5毫升的甘油以及7毫升的正丁醇，以此比例製成的膠體可進一步與銅粉、水彩以及石墨粉製作成均勻的混合材料 。研究討論這些混合材料其物理特性以及電阻特性，發現銅膠可以降低電磁波訊號，水彩膠可以製成指甲油，石墨膠可以應用於溫度及電阻感應 ，電阻值會隨著溫度升高而下降，石墨膠摺疊後電阻值會下降，通電後溫度會隨之上升，可以應用於防盜設備、偵測高溫設備以及保溫貼片等領域 ，這些材料顯示出廣泛的應用潛力，未來計畫再添加其他材料並討論應用 ，期望能為日常生活帶來實際的幫助。

我們從聯合國永續發展項目SDGs中,選擇與台灣密切相關的第14項“保育海洋生態”作為我們的研究主題。為了解決原油洩漏造成的污染,我們結合課本提到過的光催化技術,自行研製出了奈米級二氧化鈦-海藻酸鈉小球(以下簡稱鈦藻球),並結合MFC微生物燃料電池技術,企圖解決此問題。本實驗我們選了可自然分解的海藻酸鈉凝膠,替代文獻中塑膠海綿作為光催化載體材料,使裝置的光催化部分完全對環境沒有危害。分解的過程中先利用TiO2的光催化特性,將高分子有機污染物高效分解成小分子有機物,再由MFC微生物燃料電池分解成無害的生物代謝產物,整個過程將相比起現行的處理方式,更加環保,並在過程中產生能源 ，達到永續目的。

本研究將工業廢棄物中的爐石與不鏽鋼粉再利用於取代水泥砂漿原料，除有效運用廢棄物外，亦可透過取代水泥與砂，減少二氧化碳的排放及天然資源的消耗。為驗證其應用之可行性，本研究以爐石粉取代水泥、爐石粉取代砂、不鏽鋼粉取代水泥、不鏽鋼粉取代砂、爐石粉加不鏽鋼粉取代水泥、爐石粉加不鏽鋼粉取代砂等六種型式，每種型式採5%、10%、15%、20%等比例，依據CNS規範進行28天齡期之水泥砂漿抗壓強度試驗，每一組試驗皆製作3個試體，並與對照組之一般水泥砂漿比較分析。結果顯示不鏽鋼粉與爐石粉可有效提高水泥砂漿的強度，以爐石粉加不鏽鋼粉取代15%砂可獲最佳強度，取代20%砂則可得環保及工程性能之最佳效益。

本研究旨在開發一種指向型電鍍技術，通過自製電鍍實驗裝置，並使用OpenCV和Python製作自動監控裝置進行電鍍時的影像處理，分析鍍層的顏色變化，從而準確測量鋅鍍層的厚度與擴散程度，提升電鍍精確度並減少資源浪費。研究中探索了不同電壓、濃度、電極來回移動頻率與鋅離子擴散抑制劑對鍍鋅時鋅擴散程度的影響。結果顯示，較低的電壓、濃度、電極移動頻率與加入擴散抑制劑能有效控制鍍層擴散，實現更集中的電鍍效果。