工程學科(二)科

隨科技演進，大多數天然災害我們已有能力做到預報的工作，而少數尚未有準確預報系統的自然災害，地震－－即名列其中。故對於震災，熟稔預防工作、設計抗震、耐 震建築顯為首要之務。本研究透過水平搖晃槽及垂直震動器模擬地震發生時之S、P波 並以造型棒、頂點珠模擬鋼骨結構受震。觀測各異樓層、底面、抗震裝置下其搖晃程 度及破壞位置等，並探討：(一)建築物破壞點和抗震力關係、(二)建築和地震來向關 係、(三)梁柱、結構對稱性對耐震程度關係、(四)制震裝置等之功效。

廢棄香灰處理不易且對環境有危害，廢棄香灰經定性分析後含鹼性物質CaO，佔其成分中50%，因此以廢棄香灰研究製成香灰屋瓦及地磚，探討其能否與酸雨酸鹼中和之可行性，我們進行多次屋瓦逕流酸雨及浸泡酸雨實驗，且台灣地區的下雨型態多為豪雨沖刷屋瓦頻率高，在實驗中觀察到香灰試片與酸雨中和效率和內含香灰比例呈現正相關，結果顯示摻入20％香灰所製成的屋瓦的酸鹼中和能力最適合台灣環境使用，香灰製品相較於傳統屋瓦有製程價格低、高耐用性和酸鹼中和效率高等特性，可作為屋瓦材料或地磚的新發展。製作地磚部分因發現水泥會包覆香灰陶粒，因此採用孔洞較大的陶瓷摻雜香灰進行3D列印，可快速製作不同環境應用之地磚。

本研究以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷，用於家用微波爐的集熱盒材料的材質以玻璃纖維為主體為佳，集熱材料使用碳化矽顆粒級配為1:3(320目碳化矽: 180目碳化矽) 有最佳的微波吸熱效率並半浸泡的方式沾黏10層最好；集熱盒玻璃纖維與集熱材料碳化矽之間的高溫黏著劑，以體積比2:1(水:矽酸鈉)為佳的最佳配比。以家用微波爐搭配自製集熱盒可於26.5分鐘便可燒結陶瓷上釉作品，與傳統電窯需480分鐘比較可大幅減少94.48%的燒製時間，且其耗費的電費能源可省去89.44%的電費，以家用微波爐及自製集熱盒燒製之陶瓷品與傳統電窯燒製之陶瓷品在洛式硬度儀上測試結果無明顯差異，是未來極具發展性的陶瓷燒成技術。

本研究以探討表面修飾奈米材料和摻雜金屬對銅電極催化水電解的效能為主軸。先在銅電極表面合成溴化亞銅（CuBr），接著將電極浸泡於金屬溶液中，並進行水電解效能測試。透過改變電化學合成CuBr材料的時間和浸泡第二種金屬的濃度及時間，來探討電極電解水產氫和氧的能力。發現，合成CuBr的時間增加，電極在產氫及產氧效能也隨之增加，而在改變浸泡濃度中，浸泡濃度越高，產氫及產氧效能也隨之增加。研究最終在產氫及氧兩端電極的效能相較於銅，皆有明顯的優化，顯示了表面CuBr奈米材料和錳金屬摻雜對優化銅箔電極催化能力的重要性，期許能減少能源消耗，達到環保的目的。

因化石燃料枯竭及燃燒帶來之汙染，尋找替代能源為當今致力研究之目標。本研究將大豆油或廢食用油反應製生質柴油，試以鉍酸鋰或鉻酸鋰為目標，改變合成條件得最佳催化劑，找尋最佳反應條件。 此研究之催化劑，分別最佳反應條件：大豆油製生質柴油之轉酯率皆98%以上。催化劑最佳反應條件分別為：L2B3-800-3，醇油比1：18，觸媒用量6 wt %，反應2 hr。L1C1-800-3，醇油比1：24，觸媒用量6 wt %，反應2 hr。廢食用油製生質柴油以鉍酸鋰為催化劑尤佳。但此兩組催化劑，重複利用的測試結果不理想。 本研究產製之最佳生質柴油，經CNS標準方法檢測，各條件大致符合國家規範，故本研究使用之鉍酸鋰及鉻酸鋰均是具潛力開發之催化劑。

將光觸媒應用於降解染料，可以減少有機汙染物，達到環境保護的功效。在我們的研究中，調配不同比例之硫與銦，進行鍛燒，分析其作為光觸媒降解染料之可行性。由實驗發現硫化銦有吸收可見光與紫外光光譜的特性，光催化效率佔了很大的優勢。而在光電流實驗中，發現In：S=1：1與2：3的比例下光電流值高於硫化鎘，由於硫化鎘對人體有害，故硫化銦有取代硫化鎘作為光觸媒的可能性。在In：S=2：3的比例下進行羅丹明B降解有最佳效率。在我們的研究中已成功製作出具有明顯稜角的結晶顆粒且能於可見光下行光催化反應的光觸媒，並能順利降解有機染劑，成為具有作為廣泛使用光觸媒之可行性，達到除污、殺菌、抑菌的目的。

電晶體在眾多電子產品中是一個不可或缺的元件，然而傳統的電晶體，因為其鋼硬的結構，儘管具有極高的效能，但難以實現在穿戴式電子設備上。相較之下，有機材料具有較高的機械順應性，提供實現穿戴式裝置的機會。因此在本篇科展研究中，透過物理混合的方式將彈性體與共軛高分子混合形成一個同時具有高度拉伸性且可導電的複合材料。此外，此彈性體具有高度黏著性，使得此複合材料具有自修復功能。僅需透過簡單的擠壓兩片薄膜，即可在室溫下達成自我修復。這使電子產品不會在經過長期使用後而降低效能。這對穿戴式電子元件來說是一個巨大的突破。因此希望可以透過此複合材料的概念，促進穿戴式裝置的發展，為仿生學建立一個里程碑。

本研究旨在證實微生物燃料電池降解廢水的功能，以及實測其應用在魚菜共生中的可行性。在前期實驗中，首先探討微生物燃料電池的最佳產電環境，並推論改變其電量的因素，分別從微生物的生長環境及裝置的設置著手，在能穩定進行產電狀態時，開始測試其降解廢水的功能，得知COD去除率可達81%，電壓值可達500毫伏特。 在實驗後期，我們架設小型的魚菜共生裝置，利用微生物燃料電池替代硝化池，取代其降解功能，並將其產出的電力再回饋到魚菜共生中，顯示微生物燃料電池結合魚菜共生系統，的確是一個節能、環保又符合經濟效益的方式。

茶湯中的兒茶素、多酚類等天然抗氧化劑其皆具有抗氧化活性，多酚類是茶湯中主要具有生物活性的成分。其中，客家酸柑茶屬於重發酵茶和老化茶的一種，又名為客家普洱茶。本實驗以1年、3年、5年、6年酸柑茶為研究主題，以茶種加工方式的不同及貯放年份作為研究方向，再以總酚含量測定及赤血鹽還原法進一步檢驗多酚含量與抗氧化活性變化。研究中發現，以3年酸柑青茶葉/果皮的總酚含量(444.22ppm/482ppm) 及赤血鹽還原力(471.83ppm/455.71ppm)所具備的抗氧化性最佳。訂定酸柑茶為主題分析意義，在於通過結合傳統客家文化精神與科學研究分析，期許能產生更大的文化經濟價值。

本次的研究是利用聲音在不同介質中所產生的共鳴聲譜，來辨識不同濃度的酒精。不同濃度的酒精其作為聲音傳導介質的影響也會有所差異。在同體積、同敲擊力道下，但不同濃度的酒精來進行聲音錄製實驗，將這些音訊檔案轉換成特定時間長度的時譜圖後，利用分組訓練的方式，讓人工智慧（AI）去辨識不同的酒精濃度。初步結果可以發現，相同敲擊力道下，不同濃度的酒精的聲音時譜圖在頻率反映、強度、以及持續時間均有變化，且其變化與濃度正相關。