化學科

甲基磺酸銅比硫酸銅的溶解度更高，適合用於高速銅電鍍，並應用於3D IC的TSV和先進封裝的TIV銅電鍍。先進封裝除了TIV製程外，若想要同時電鍍不同尺寸的銅柱凸塊，並維持均勻性則是另一個挑戰。本研究改良甲基磺酸銅合成方法，並將其再結晶，得到高純度的甲基磺酸銅晶體。以合成的甲基磺酸銅為原料，配製成電鍍液，並探討不同直徑的銅柱凸塊沉積，達到高度差小於 2% 的均勻銅柱凸塊。

本研究自行組裝微型滴定裝置，建立常見指示劑(甲基紅、酚紅、酚酞及廣用試劑)之酸鹼滴定模組，運用實驗開發的像素分析法，由像素加總值與滴定體積之程式推知當量點體積，所有實驗誤差均不超過0.30 %，具有高準確度，且此實驗模組之濃度檢測極限可達10-4 M。將微型裝置應用於指示劑解離常數的測定，測得甲基紅、溴瑞香草酚藍及酚酞之pKa分別為4.95、7.11及9.40，與理論值幾乎一致；進一步以RGB值二次微分找出指示劑更精確的變色範圍，如甲基紅在[HIn]⁄[In^- ] >7.65時會完全呈現酸型顏色、[In^- ]⁄[HIn] >6.55會顯現鹼型顏色，其變色範圍為pH 4.06~5.77。本研究成功簡化傳統滴定與解離常數測定的實驗步驟與器材，達到簡潔、可監測之綠色化學願景。

使用醋酸鋅及醋酸錳的金屬離子電解液建立自製的鋅錳液流電池循環系統，透過負極Zn/Zn2+及正極Mn2+/MnO2的氧化還原反應，成功實現無隔膜的可充式鋅錳液流電池。在電解液濃度實驗中，觀察到較濃的Mn2+濃度會增加MnO2的沉積，有較好的充放電效率。在不同pH值的實驗中，發現pH= 6~6.5的醋酸根電解液，有最佳的鋅錳液流電池充放電庫倫效率及能量效率，分別達80%及40%以上。使用加入更多硫酸根離子pH< 5的酸性電解液，雖有稍高的放電電流，但會提早耗盡MnO2使充放電效率降低。電極擺放方向的實驗結果，顯示平行水流有較佳的充放電效率，此外重複充放電實驗也證明醋酸鋅錳電池可保持極佳的庫倫效率，有很好的再現和穩定性，實驗結果將有助於未來鋅錳液流電池的進一步研究。

本實驗主要利用PLA水解形成小分子乳酸，作為燃料電池之燃料，找出PLA塑膠水解可行方式，並使其再循環產生能量，減少塑膠產品對環境之汙染。為尋找PLA分解之最佳方法，以溫度和溶液種類為變因，發現PLA水解率隨溫度增加而上升。其中以氫氧化鈉溶液前處理再置入乙醇中水解有最佳效果。後續改採熱熔方式直接將PLA與氫氧化鈉混合加熱，可將PLA完全水解，以上述PLA水解溶液作為燃料電池之燃料。自製燃料電池分別以氧氣與PLA水解液為正、負極，鍍鉑鎳鉻絲為電極，0.7M氫氧化鈉溶液為電解液，同時以氧氣供應裝置優化，電壓可達0.85V。PLA雖為可分解性塑膠，現今仍無良好之處理方式，此自製乳酸燃料電池可提供PLA塑膠分解與利用之新思維。

菱角有豐富的營養素，但高含量直鏈澱粉圖礙澱粉被應用的機會，本研究在探討不同烘乾溫度做出的菱角澱粉特性，以及了解添加海藻酸鈉和乳酸鈣產生的菱角晶球特性，希望對菱角晶球了解可以提供菱角粉被加工利用的機會。研究發現烘乾溫度越高，得到菱角澱粉顆粒越小，糊化溫度提高，黏度下降。添加海藻酸鈉除了可延緩生菱角粉的沉澱、增加糊化後黏度值、更能減少老化現象。正向晶球作用可做出實心的菱角晶球，0.25％的海藻酸鈉濃度，得到的晶球成球性最佳。菱角晶球在溶液中保存的效果各有不同，浸泡在純水或鹽水中，晶球會變重變軟；浸泡在糖水或酸性溶液中，晶球會變輕變硬。反向晶球做法雖不利晶球成形，但仍可形成不同口感的菱角凝膠。

本研究的主要目標是利用奈米金屬團簇的特殊性質，以及與螢光分子的交互作用，來製作小巧的氣體感測裝置，以解決大型儀器太難攜帶的問題。研究內容分為三個部分，首先為「有機相螢光複合材料之合成」，我們藉一系列實驗探討最佳的合成方法與材料配製，以最佳化其感測性能；其次為「微小化自組感測裝置之製作」，我們設計製作並改良感測裝置以及輔助感測的電路，並用3D列印技術印製標準化感測器；最後一個部分為「氣體感測數據分析」，以自組感測裝置進行九種有機氣體的感測。我們通入有機氣體使螢光訊號增強，重複數次，以要求感測的再現性，並改變感測濃度，以建立各種有機氣體的感測檢量線。最後，我們分析數據，以深入了解此種材料的感測性質。

本次研究探討速率及添加鹽類對反泡泡成功次數與生存時間的影響，我們發現： 一、 成功次數最高的基礎變因為：水與洗碗精重量比100：1，吸管外口徑寬度0.6cm，入水角度垂直水面50度，吸取水量高度離管口2.5cm，吸管距承接液面高度0.5cm。 二、 吸管滴下液體速率在12.2~14.8cm/s之間，可成功產生反泡泡。 三、 滴入的間隔時間及加入食用色素，對反泡泡成功次數與生存時間的影響並無影響。 四、 隨著鹽類的莫耳數增加，成功次數及存活時間都明顯下滑。 五、 最佳成功次數取決於陰陽離子價數，一價優於二價；最佳存活時間長短取決於離子價數與適當的離子半徑。 六、 添加鹽類後，黏滯性並非影響存活時間的主要原因。

近年來國際各國紛紛提出新興能源與綠能相關之研究，而為了因應再生能源發電量不穩定，必須搭配儲能設備使電力輸出穩定，進而發展出許多儲能產品，在儲能系統中又因為電動車備受注目，使得電池設備最具話題性。本研究主要為探討葉綠素電池於不同操作變因下對電池性能之影響，藉以尋找最佳數據資料組合的條件並硏發性能最佳之葉綠素電池。因葉綠素電池可藉由酒精從植物葉片中萃取葉綠素溶液，不僅可以避免過多之能源消耗以及環境污染，同時期望將來能成為具有高安全及低成本的新能源系統。

為了探討有機添加物對水泥磚硬度和水量改變的影響，首先，我們學習安全調配水泥漿比例，設計敲擊裝置測量水泥硬度，並進行集水實驗。硬度敲擊的測量和水量改變實驗分為二部分，一是添加不同尿素比例，二是添加氯化鈉對不同尿素比例水泥漿的影響。實驗結果:在添加不同濃度尿素比例(2%、4%、6%和8%)下，發現添加尿素6%， 水泥磚硬度較無添加的水泥磚硬度增加38.9%，效果最顯著。在同樣添加氯化鈉0.5%的條件下，以尿素4%水泥磚硬度增加76.6%，效果最顯著。在進行水量改變實驗方面，結果發現添加尿素濃4%、氯化鈉0.5%的水泥磚，平均每盒水泥磚水量改變達到17.0g，根據本實驗最佳結果推算，只需增加少少的成本，一年可以省下的水量，就約足夠供一萬人生活150天。

海藻酸鈉水溶液和乳酸鈣水溶液混合後可形成具有韌性的膜狀物質，本研究嘗試利用此特性來製成可分解的類塑膠。首先我們嘗試於薄膜添加其他物質來加強其載重、耐受性，發現到若是在海藻酸鈉溶液中混入紙漿，即能有效增加其載重能力。而後檢核自製薄膜若是承裝不同物質時是否影響其性質，本研究發現鹼性物質會造成自製薄膜結構弱化，以致載重能力變差；溫度對於薄膜載重能力無顯著影響；而接觸油脂類物品，隨著接觸的油量越多薄膜亦呈現弱化的趨勢。考量到此薄膜要能自動分解，我們最終探討薄膜在土壤中的分解速度以及不同環境下的分解速度，相較於塑膠袋，自製薄膜在埋入土壤5天後多能看見部分結構分解情形，且若環境趨向鹼性，分解效率將會越佳。