工程學

本研究使用柔性PET基板，並將Al2O3沉積於明膠上作為介電層，製作電阻式記憶體-Al/gelatin/ITO-PET元件（AGI柔性元件)，期望提升基板的可撓性，同時維持元件的基本運作模式。為檢測元件性能，本研究分別在平面及彎曲狀態下測量其電性。透過施加循環電壓於AGI元件，測繪其電流變化圖，並分析元件不同操作狀態下（平面、固定彎曲、動態彎曲）的電性穩定度。研究結果顯示，AGI柔性元件在每次循環間電流變化小，且在不同半徑的 動態彎曲測試中，電流－電壓（I－V）疊合圖的開關比均呈現穩定。綜上所述，AGI柔性元件在兩種彎曲狀態下能夠展現低切換電壓與穩定的開關性能，加上明膠的生物相容性和優異性能，表現出其在穿戴式記憶裝置的發展潛力。

本研究以塑膠水管、雞卵細胞搭配不同液體黏度，建置出七種生理情境，並藉由蒐集卵黃形變狀態、速率、側截面積，建構紅血球在血管中流動表現的模型，希望能達到預測生理情境的效果。研究的最後，我們使用Python撰寫程式，協助自動追蹤卵黃的最大瞬時速率與當下的側截面積。本研究發現卵黃會因流動速率的變化產生相對形變避免破裂；當模擬正常微血管時含有0.03％酒精，流動速率會提高；當模擬緊張型微血管時含有0.5％酒精，流動速率較接近正常微血管。另外，模擬微血管中的卵黃若在流動時受到阻力，比表面積會增加，但在小動脈模擬中卻相反；在模擬緊張型微血管時，隨著管內液體黏度上升，卵黃出現最大瞬時速率的位置離心臟越遠。

醫療級水凝膠在注入人體後容易因運動行為而產生位移，因此需要體外測試方法來評估水凝膠的附著性，以製備適合不同部位使用的水凝膠。本研究設計兩種測試方法來模擬水凝膠在人體的斜角流動狀態和旋轉流動狀態的位移，藉此推斷水凝膠施打入體內後的變化。本研究採用兩種不同黏性的水凝膠和不同粗糙度表面如人工皮、陶瓷和金屬來模擬人體部位的接觸面，探討水凝膠的附著性質。斜角流動測試下，黏性高的水凝膠在陶瓷和金屬 30°、45°及90°的斜角下幾乎不會流動，黏性低的水凝膠則會隨著角度的增加而流速加快。陶瓷粗糙度最高，水凝膠在其表面上附著性質較強。旋轉流動測試下，高黏性的水凝膠在模擬跑步時都具穩定性，而低黏性則只適用於較穩定的步行狀況。體外測試方法能區分不同黏性水凝膠的附著性質，說明此方法可作為篩選適用的水凝膠的依據。

工業中時常會運用噴霧冷卻，以液滴的潛熱變化冷卻高溫表面。因此為了提升高溫噴霧冷卻的效率，本研究基於過往文獻與（Hsu, 2023）共同研究微奈米結構表面ARG上液滴的碰撞運動，並由實驗推論高溫表面蒸氣層和氣泡推力的作用。接著由單一液滴碰撞實驗推導實驗和理論受力模型並進行比較。最後進行單一液滴冷卻實驗並推論連續液滴冷卻實驗結果。本研究發現ARG表面的各運動特性均優於文獻，且利用液滴的受力更全面地了解液滴運動和冷卻效率的關係，更在最後驗證其冷卻效率優於對照組，並發想探討連續液滴冷卻的實驗方法，以更貼合工業上實際的噴霧冷卻。經過此研究，ARG表面能夠實際應用於工業上高溫表面的噴霧冷卻。

本研究以塑膠水管、雞卵細胞搭配不同液體黏度，建置出七種生理情境，並藉由蒐集卵黃形變狀態、速率、側截面積，建構紅血球在血管中流動表現的模型，希望能達到預測生理情境的效果。研究的最後，我們使用Python撰寫程式，協助自動追蹤卵黃的最大瞬時速率與當下的側截面積。本研究發現卵黃會因流動速率的變化產生相對形變避免破裂；當模擬正常微血管時含有0.03％酒精，流動速率會提高；當模擬緊張型微血管時含有0.5％酒精，流動速率較接近正常微血管。另外，模擬微血管中的卵黃若在流動時受到阻力，比表面積會增加，但在小動脈模擬中卻相反；在模擬緊張型微血管時，隨著管內液體黏度上升，卵黃出現最大瞬時速率的位置離心臟越遠。

膠原蛋白植入人體易降解，在骨組織工程有許多限制，研究用水熱法萃取魚鱗膠原蛋白， 藉GPTMS（3-環氧丙基三甲氧基矽烷）為偶聯劑，交聯四乙基矽酸酯(TEOS)提供的矽網格、魚鱗膠原蛋白、低分子殼聚醣，選擇性添加具黏性多巴胺分子增強機械強度，製備兩種海洋 來源骨組織支架-殼聚醣膠原蛋白複合支架(Collagen Chitosan, CC) 及殼聚醣膠原蛋白多巴胺 複合支架(Collagen Chitosan Dopamine, CCD)。FTIR數據顯示CC支架經GPTMS作用成功產生Si-O-Si基團，CCD樣品中有多巴胺醌化學鍵結產生。NMR結果顯示CC和CCD支架順利開環 反應，證明材料成功合成。SEM可見加入多巴胺會讓CC孔洞變小、多孔結構消失。應力應 變曲線量測結果中知機械性質增強。體外實驗得骨組織支架具良好可控降解性，實驗後一個 月降解40%，支架強度約為人軟骨1/3，無細胞毒性。可嘗試免疫調節劑添加或結合其他生物 相容性材料，擴大骨組織支架應用性。

本研究介紹一種創新的氣體感測器技術，利用天然生物性材料蘋果果膠 生物模板，結合水熱法製備氧化鋅奈米結構。此技術的目標是提升感測器對 工業性氣體的響應能力，使其成為出色的感測材料選擇，同時克服現有感測 器技術改性技術所遇到的技術挑戰。經過添加蘋果果膠修飾並進行電性量測 的 ZnO 分析結果表明，此新型氣體感測器在多個關鍵性能方面優於未經修飾的純 ZnO 材料。它表現出對 NO2 更好的響應值恢復曲線、高靈敏度、元件的優良重複性和可逆性。特別在低濃度(ppb)的 NO2 存在下，這種感測器仍然能表現出卓越的性能，這對於市場上通常用來測量較高濃度(ppm)氣體 的感測器具有巨大的優勢。此外，這種感測器還展現出對 NO2 的優異選擇性，這在日常應用中具有極大的重要性，特別是在環境監測方面，能夠準確 地監測大氣中的污染物，以及工廠排放的廢氣，有助於確保人民的空氣品質。

本研究以深度學習 RNN（Recurrent Neural Network）演算法中的 LSTM（Long Short Term memory）改善 PID，利用其時間序列的保留資料方法，預測 PID 參數值，使控制器得以精確且快速的調整非線性系統。此研究從 peak amplitude 及transient time，以及倒單擺振幅的圖表收斂情形等層面去做探討。當單擺質量大於下方 pendulum cart 的質量時，傳統的 PID 控制方法無法精準的調整系統，而LSTM 深度學習模型能夠產生較佳且較顯著的效果。且KP 數值在倒單擺系統中， 小於 1 無法收斂，KP 數值越小時，圖形越趨發散。此訓練之 LSTM 深度學習模型可以應用於非線性系統中，以增加其穩定性，並能夠更快速的為系統找到適合 的 PID 參數值。

車輛在轉彎時會產生法線方向的加速度導致側傾。本研究以 Arduino、MPU-9250 加速度傳感器模組、光電傳感器等，換算成速度、側傾角資料後，回饋控制車輛移動，再利用其它設備的輔助觀察感測器的準確性。本實驗計畫利用加速度計的資料開發一個車輛防側傾駕駛輔助系統。首先，利用 MATLAB Simulink 模擬車輛在不同環境下傾倒時的各項感測器數值變化，以縮短實際實驗所需的時間。接著計算出車輛發生傾倒所需要跨越的數值門檻，並在電腦中撰寫一套防側傾的策略，分析側傾的原因以及量值後，控制車輛的轉彎方向以及速度，使其回到正常行駛的平面。最後模擬完成後，再將模擬的系統實裝回到原本的模型車實驗驗證系統的可行性，並討論其成功率。

本研究旨在開發一款新型薄膜，利用創新的光熱薄膜蒸餾技術進行海水淡化。薄膜的製作是利用碳紙浸泡於不同濃度的聚乙烯醇（PVA）溶液中，形成一面疏水、一面親水的雙性薄膜。通過實驗比較各種薄膜的通量、鹽回溶、光熱效應等性能差異，從中找出最優的製膜方式，以提升該技術的可行性和效率。研究目標是增加淡水產量，同時減少能源消耗和成本負擔。此項技術符合聯合國可持續發展目標（SDGs）中的第6項（清潔水和衛生）與第7項（可負擔且清潔的能源）。本研究最終希望推動這項技術的廣泛應用，進一步走入市場，為水資源的永續發展做出貢獻。