工程學科(二)科

本研究嘗試以海藻酸鹽設計製作雙層水膠，並搭載奈米粒子於雙層水膠中，達到兼具治療與保護傷口的效果。 透過實驗數據驗證，此雙層水膠之儲存模數相比人體細胞外間質，得知水膠足以提供傷口張應力。而表面帶負電之奈米粒子，其粒徑尺寸~1849nm，以及界達電位負電峰值為-19.9 ± 0.2mV，能夠有效地吸附帶正電之生長因子並持續釋放。另外，藉由水膠不同的降解速率及載藥特性，達到首先減緩發炎反應，並給予血管新生功效。動物實驗成功建立模型，由一般傷口證實，加入水膠與抗發炎因子IL-10/促血管新生因子VEGF+PDGF療法的實驗組別，其修復期較短，由db/db糖尿病鼠模型證實生長因子的釋放有助於傷口癒合。說明研究中的海藻酸鹽雙層水膠系統，極具持續開發與應用的價值。

近年來，人們每年丟棄的寶特瓶數量遠超過被回收的數量。塑膠汙染影響了每一個生態系統，所以寶特瓶回收利用是一個巨大的挑戰。因此，本研究以寶特瓶材料－聚對苯二甲酸乙二酯（PET,Poly(ethylbenzene-1,4-dicarboxylate)）作為有機金屬框架（MOF, metalorganicframework）中有機框架的連接，並將MOF合成中常用的有毒溶劑－二甲基甲醯胺（DMF,Dimethylformamide）替換為純水，除了能對環境友善外，更提供了資源重複利用的途徑。另一方面，本研究以PET進行一鍋化的方法來合成具高度生物相容性的MOF材料－MIL101(Fe)（MIL,Materials of Institute Lavoisier），並應用於近年來蓬勃發展的皮膚性生醫產品，以細胞毒性試驗、抗氧化試驗、抗菌能力、及選擇性吸附測試來證明其有作為皮膚性生醫材料的潛力，以及擔載皮膚保養藥物維生素E 來評估其作為保養品載體的能力。

本研究探討民間信仰之古風水「煞氣」到底是迷信還是有其科學中流體力學意涵。本研究以實作及模擬方式，對於所謂傳統風水之「尖射煞」進行研究。結果顯示，尖角形狀確實易產生紊流，造成能量較強氣流，而以擋煞物及傳統屋簷之燕尾形，確實可以降低音頻及氣流能量，八卦形可同時降頻降低氣流能量，但在高風速時表現未若銅錢形為佳。最後經由迴歸分析，發現在低風速時，各尖角及擋煞形狀對於紊流噪聲的表現有高度正相關性，Ｒ平方值＞０.７５。

本研究利用電位儀三電極系統，於foam-Ni上電沉積MnO2及Pd金屬，並以EDS、SEM進行電極表面的深度分析，協助瞭解電極表面產物之分佈及降解效能。 研究發現，使用孔洞數較多的110 ppi foam-Ni，搭配錳試劑MnSO4及電解質K2SO4，於酸洗後以掃描速率0.05 V/s，掃描圈數12圈下電沉積MnO2，能達到較佳效果，再以定電流法400～800秒電沉積Pd金屬，能有效降解有機物，為最佳複合電極製作方式。 透過自製複合電極降解有機物RB，在50分鐘內能趨近於完全降解，且能有效改善單一MnO2或Pd金屬複合的降解效果，在五重複實驗中，第五次降解效果為第一次的90.6％，顯示其具有良好重複性。 本研究自製電極一片成本約16～17元，便宜且具有良好效果，未來可以更廣泛地應用於其他廢水的處理。

本研究主要整合實驗測量、田口實驗與人工智慧機器學習等方法，發展優化泵浦旋葉技術。首先以3D列印開發多種相異外型族群與不同葉片數目共計82種設計，以實驗探討旋葉構造形狀與泵浦之流量、揚程及效率，進而找出效率較佳的旋葉並作為基底，過程中應用電腦輔助分析軟體進行旋葉內部流場與應力場分析驗證，搭配透明運轉泵浦觀察不同轉速下旋葉內部流體流動狀態，田口法研究結果發現由信躁比與均值分析結果顯示入口斜率為最重要的影響參數、其次分別為旋葉數與出口斜率，影響最小則是上蓋厚度，且優化設計旋葉T3C-10-2-4-4最佳。機器學習方面，經由多元線性回歸訓練模型預測出未知的旋葉效率(Y值)，訓練完成後得到平均絕對誤差Mean Absolute Error (MAE)皆小於1.5。

不定時噴發的火山泥是屏東萬丹知名地景，但對於農民來說，這些在他們土地上所噴發出來的火山泥卻是影響作物收成跟汙染環境的一大問題。大量泥漿很難清理，只能做為廢棄物被清理堆積。自然界的土壤中富含各種金屬氧化物，本篇研究推測萬丹的火山泥中含有較多鐵的成分，透過將萬丹火山泥的粉末溶入釉中做為發色劑的實驗，以窯燒後的成色與參考資料做比較，來驗證這樣的想法。實驗的結果顯示「以火山泥做為發色劑」的釉藥會產生與「以氧化鐵為發色劑」相似的青瓷效果。所以得知火山泥是能夠取代氧化鐵做為發色劑使用，而不只做為廢棄物堆積的。

本實驗以碳當量約4.3%的鑄鐵液，經球化處理，於不同等待時間下進行澆鑄，探討球化後等待時間對球墨鑄鐵球化率、石墨分佈及強硬度等機械性質之影響。 實驗過程以固定成份材質於球化桶進行球化處理後，分別等待5、10、15分鐘澆鑄至預先完成的鑄模中，待凝固冷卻後取出鑄件，並於切割及加工處理後進行各項實驗探討。 從實驗結果得知，球化反應10分鐘內澆鑄試片其球化率、強度硬度可達最佳值。極限強度達55.18kg/㎜2，為未球化試片之極限強度12.97kg/㎜2的4倍以上，等待時間超過10分鐘後強度與硬度隨著球化率有下降趨勢。但伸長率及降伏值都有倍數成長，而對硬度僅有少量提升。

本研究探究動態球與剛性、彈性、超彈性膜的交互作用，研究球與膜連續碰撞後「球的彈跳」與「膜震盪、產聲」兩面向。我們分析球的彈跳，發現僅由前五次的趨勢可估算彈跳次數，預測值與數據接近。 另發現「球在彈性面上有後次彈跳高於前次」的情形，且「產聲強度有後次超越前次」的現象。這兩種不定性現象，我們以能量交換大致解釋。 再建立膜震動動力理論，用貝索函數預測撞擊時膜產生的多組頻率，對比數據誤差小於5%。此外膜震動時若再次被敲擊，膜將激發出另一組頻率，且仍在理論預測之內，我們稱之膜頻率的「躍遷」。 透過研究「動態物（球）與彈性膜的交互震盪」的能量交換與「躍遷」現象，以期未來在薄膜震盪工程或聲學失真問題中有更多應用。

近年來全球暖化愈發嚴重，教育部為了維持學生的學習品質，發起 ｢班班有冷氣｣ 計畫，試圖使學生能夠在舒適地學習，但是冷氣對能源的需求非常高，何況在全校都使用冷氣時，能源的使用量更是怵目驚心。因此，以正確得方式擺放冷氣使其以最低能源用度能夠有效降溫，和如何從根本改善教室內悶熱的問題，即是本團隊的目標。為了親身調查和感受實際情況，本團隊至當地一國民小學進行環境因子調查，了解到氣候受風向、風速、通風換氣量、太陽角……等等因子左右，並發現通風不足是最主要導致室內悶熱的原因。根據結果，本團隊提出三個改建方案，和小成本改造之可行度列表，而欲確認改建方案是否可行，則以模擬小屋進行「在聚熱層開設通氣孔」的實驗。

本研究主要是設計Invelox2.0的風速增幅系統，透過此系統可以在出口增加風速而達到風力發電。以空氣動力學與簡單的流體力學原理為基礎，並運用AuotCAD、Solidwork軟體設計、雷射雕刻機實作出Invelox2.0風速增幅系統、也使用3D列印機器製作出曲線方式的風速增幅系統，並比較雷射雕刻的系統與3D列印的系統差異性。利用此風速增幅系統來實際比較，Involex2.0風速增幅系統與傳統風速增幅系統之風速情況，並利用風速計測量風速的情況後，發現此本系統優於傳統系統方式。另外本研究使用Solidwork軟體中的Flow Simulation模擬出本次設計概念，在管道突然變窄會產生文丘里效應，並開始聚集且加速。因此，代表本設計風速增幅系統是非常有意義的。