工程學科(二)科

可折疊手機是目前熱門議題，目前市面透明導電薄膜產品價格都不便宜，尤其是以銀為主要的導電材料，而銀雖導電佳但也因金屬透光性不佳，而無法有效製作透明導電薄膜，因此我們想找尋便宜又有不錯導電能力的複合材料來製作相關產品。根據文獻顯示，石墨烯有著高透光性、質輕、導電性佳等優點，因此適合做此研究。本研究結果顯示：我們利用氧化還原法，有效製作導電性佳的石墨烯，再進一步與奈米銀進行複合。在10％石墨烯：1％奈米銀有著高透光性及導電性的特徵，最後利用PMMA及PEDOT:PSS作為添加物材質，可製成可撓式的透明導電薄膜。

本研究利用水熱法合成 C-SnS2光觸媒，再藉由化學水浴沈澱法(CBP)將Ag3PO4奈米顆粒還原在 C-SnS2 表面，得到複合半導體Ag3PO4@C-SnS2。我們分別以C-SnS2和Ag3PO4@C-SnS2進行人工光合作用，將二氧化碳還原為可用能源，並探討兩者的差異。藉由電子顯微鏡、X光繞射儀、紫外-可見光光譜儀、傅立葉轉換紅外線光譜儀、X光光電子能譜儀和氣相層析儀，分析樣品的晶體結構、能隙、吸光範圍和二氧化碳還原反應的氣體產物。最後，發現複合物Ag3PO4@C-SnS2的光化學量子效率較純的C-SnS2高，也就是此複合物能有效的提升二氧化碳還原效率。

在現今以綠能為主流的時代，而其中就包含了太陽能發電，但因傳統的太陽能發電只能有陽光出現時所產出的熱能才能使其發電，然而在夜晚時因熱能不足而無法運作，儘管所發出的電極為可觀，但相對所產出的電量極為不穩定。相較之下，太陽能發電機在陽光較弱時也可運作。假設將太陽能發電機運用在一般家庭上，只需要家中微弱的光源就能讓太陽能發電機產生電能，如果能充分運用平時家中消耗的光源來提升綠色能源的增加，對能源危機有正面的幫助，雖然其裝置所產出的電量較小，但僅需要微弱的光源即可使其運作，這樣類永動的概念所產出的而外電能，能加以運用會有很多而外的附加價值。

本研究將洗淨後的廢棄稻殼，以溫度600℃、時間4小時，鍛燒成SiO2，固定SiO2 1g並加入AgNO3，以Ag作為電子載體，製備Ag/SiO2奈米光觸媒。將定量觸媒加入已通1 小時CO2的NaOH(aq)中，以紫外光照射進行半導體光催化反應。以AgNO3的重量百分濃度為變因，發現重量百分濃度10wt%之光觸媒將CO2轉化為CH3OH及C2H5OH的效果比其他比例之觸媒的效果佳，故對其進行研究與改良。因此，將已合成之10wt%光觸媒分別以時間與溫度為變因，鍛燒為Ag/Ag2O/SiO2奈米光觸媒，分析討論其產生CH3OH和C2H5OH的效果，並與未鍛燒的觸媒進行比較。

目前，三棘鱟已被列為瀕危物種。在美國，藥廠為了保育野外的稚鱟族群，會以商業化模式進行人工飼養和放流復育，以利生物資源的永續。本研究先以DMSO進行稚鱟鱟殼成分的萃取，再進一步探究能否將其應用於抗氧化和抑菌之可能。此外，由於鱟殼能吸附水分，且當中的螢光物質能與銅離子結合，因此，實驗也利用了鱟殼碎片做為吸附汙水中銅離子的濾材。結果顯示，稚鱟鱟殼萃取液具有良好的抗氧化特性、同時也具有抑制大腸桿菌生長的效果。此外，鱟殼也能有效地吸附硫酸銅溶液中的銅離子，並且利用金屬螯合劑（EDTA）溶液清洗後，讓鱟殼可重覆使用淨化水中銅離子。總結，應用稚鱟鱟殼做為生物材料，以人工飼養除能延續物種永續外，還能兼顧商業應用達到雙贏。

血跡試劑通常利用氧化還原反應，檢測樣品當中是否含有血紅素，現行卡斯特－梅爾呈色試劑成分為還原酚酞，並以肉眼判讀試劑是否由無色變為粉紅。因其呈色易與血液樣品混淆，本研究改用Python、OpenCV、numpy進行試劑呈色之飽和度分析，輔助判讀試劑變色變化，並以食用色素靛藍、亮藍取代酚酞，製備顏色變化不同的血跡檢測試劑。結果顯示還原亮藍顏色無明顯變化，而還原靛藍則可取代還原酚酞進行血跡鑑定，且試劑顏色判讀為紅色變為黃色或無色，不易與樣品混淆。在反應速率測試中，還原酚酞與酒精以體積1.5：1混合；還原靛藍與酒精以體積1：1.5混合，試劑靈敏度最佳，偵測極限分別可達10-4與10-3的血跡樣品濃度。

本研究文獻探討並將碾米後剩餘的稻殼灰為主要原料製備鋅結晶釉及實驗含稻殼灰之鋅結晶釉的各種變化並以溫度控制法，將美麗的矽酸鋅結晶體留下來，研究結果含50.66%稻殼灰釉式升至1240℃後，在40分鐘快速降至成核期在攝氏1120度，持溫1至7小時均能產生美麗的結晶。產生結晶的氧化鋅重量百分比為25%，若想追求藝術上的美感，氧化鋅重量百分比可在26~30%為佳。結晶成核時期的持溫時數，與結晶核數量及結晶最大粒徑成正比。鋅結晶生成燒製須以氧化的氣氛燒製，還原燒的火焰及缺氧狀態會干擾結晶生成。含50.66%稻殼灰之釉製成建築磁磚用釉在硬度及耐酸鹼測試均滿足台灣CNS磁磚品質規定，使用廢棄稻殼灰為主要原料製備氧化鋅結晶釉可大幅減少釉用原料成本。

在日常生活中，人們常常為了便利大量使用塑膠製成的產品，如果事後處理不當，將會對地球造成極大的負擔。於是我們想利用海藻酸鈉與氯化鈣產生交聯作用形成的一層薄膜，包裹著洗衣精製成洗衣球，薄膜可取代一般市售洗衣精所使用的塑膠外包裝，並且找到了會影響晶球的幾個變因， 例如海藻酸鈉溶液之濃度為 2.5%時做出的球，膜厚度會最厚，並且比較了氯化鈣及硫酸鈣對晶球之影響，得到了由氯化鈣做出之球的效果會優於硫酸鈣，還有將球浸泡至不同濃度之電解質溶液中，得知了隨著電解質濃度愈高，膜的厚度就愈厚且浸泡時間愈長，膜的厚度也愈厚，最後還將晶球浸泡至 pH 值 1~13 之溶液中，得到了浸泡在 pH3 之溶液中，球的形狀最漂亮且膜也厚不易破。

本實驗探討以椪柑果汁及果皮為主軸，分別於咖啡和牛奶中加入果汁和果皮萃取液，分別以不同的實驗方法測得維他命C含量的變化，以椪柑果汁的維他命C含量皆為最高；再者蛋白質水解酵素實驗中，發現牛奶中加入果汁和果皮萃取液時會使得牛奶的酪胺酸含量下降。當牛奶中加入果汁或果皮萃取液(2：1)時，對捕捉能力是最高的，而牛奶中加入果汁(4：1)時，對總酚含量是最高的。測量不同時間的pH值的變化時，發現在第0小時的pH值稍偏酸，但24～72小時後，漸趨穩定。吐司生菌實驗中發現牛奶或咖啡中分別加入果皮萃取液或果汁反而會增加霉菌的生長，因此能在牛奶或咖啡中加入果汁或果皮萃取液成為新的飲品。

在日常生活中，橋墩遭河水猛烈沖刷，導致車輛或行人無預警的落橋事件，因此瞭解橋墩如何遭受水流破壞為當前重要課題。本研究藉由自製模擬渠道模型，探討水流碰到橋墩後的變化，並記錄不同變因下水流壓力與水流速度的關連性。經過實驗後，得到： 渠道水位越高時，則表層流速越慢，且壓力隨水位深度加深呈非線性增加。橋墩的存在會增加各量測的壓力值，尤其在橋墩前後壓力為最大，並隨橋墩與渠道邊的距離縮小，水壓會愈大而流速越慢。在橋墩形狀中發現，水流接觸的表面積越大，對壓力的變化也越大。不同橋墩形狀的流速比較△＞○＞◇＞□＞ ，橋墩為四角柱時流速比較 ＞ ＞ ＞ 。最後進行實際渠道測量，並與模擬分析比較，發現所有變因皆有共同的趨勢。