工程學

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。

本研究利用合成不同形狀TiO2/MnO2/ZnO，藉由改變接觸面積進而提升染料去除率。在初實驗中將9 種金屬氧化物與甲基橙/亞甲藍/甲基紫反應，發現TiO2-甲基橙與MnO2-亞甲藍之組合有較好的去除能力。在改變反應溫度的實驗中，TiO2-甲基橙之去除率隨著溫度上升而降低，當中以25℃ 海膽形表現最佳，而在MnO2-亞甲藍的反應中，則以海膽形在25℃時表現最佳。最後改變染料溶液的pH 值，發現TiO2 海膽形在pH5.7 時表現較佳，MnO2 則是在低pH 時有較高的去除率，推測該結果與顆粒零電荷點及染料pKa 值相關。透過BET 與PL分析，TiO2 海膽形及MnO2 海膽形有較佳的比表面積與氧化能力，故整體去除效果最佳。此外本實驗亦利用LC-MS 驗證反應的確成功分解染料，且利用模式生物試驗證實處理後之溶液對生物毒性明顯降低。

中孔二氧化矽納米顆粒(MSN)由於其高孔隙率而適合成為藥物載體，可增加ul藥物的負載量。幾丁聚糖是一種帶正電的聚合物，用於修飾MSN表面，以達到強力的靜電吸附力，並進一步提高藥物負載能力，以及可持續併緩慢藥物釋放的控制。 MCM-41和 MCM-48型的MSN，通過 CTAB界面活性劑為模版，以溶膠-凝膠法制備。SBA-15型的MSN由 P123為模版製備。MCM-41 通過戊二醛的交聯進一步被幾丁聚糖包覆 (MCM-41-CHIT)。 利用 X 射線繞射儀驗證了所有載體皆是中孔洞的六方密堆積晶體結構。利用傅里葉變換紅外光譜，鑒定了烷基、胺基、和二氧化矽官能團，證實了表面的幾丁聚糖。 MCM-41-CHIT 的地塞米松載藥量為53.7%。MCM-41有突發釋放的現象，在 兩天內釋放出 80%。另一方面，MCM-41-CHIT中的藥物釋放，表現出恆定的釋放，五天後僅釋放出19.7%。 這項研究確定了MCM-41-CHIT 是可應用在粘膜吸附藥物遞送系統，可做為好的候選藥物載體。

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。

本研究透過一步煅燒法，成功將天然檸檬酸及尿素，製備成環境友善之碳量子點（CQD，尺寸約 2.7 nm），其有良好水相分散性與窄半高寬之藍色螢光。接著，將塗 CQD 的桑葉餵養五齡蠶，直到吐絲生成 CQD 螢光蠶絲（CQD-S），並觀察到蠶寶寶茁壯成長、結繭、成蛾、產卵，證明了 CQD 優異之生物相容性。螢光光譜證實，隨著餵食 CQD 濃度增加，螢光將從原本的藍光（435 奈米）紅位移至綠光（548 奈米）；原因在於，其表面含氧官能基（C-O/C=O）降低（XPS- C1S 證實），導致由較微弱藍光轉成綠光蠶絲。SEM 顯示，CQD-S 的直徑和表面粗糙度有顯著差異。FTIR 和拉曼光譜證明 CQD 餵食，導致蠶絲的 β-折疊結構發生變化。藉由 CQD 與細胞膜之間的靜電吸附，可以在 10 分鐘內標定大腸桿菌。照射 UV 光結果顯示，CQD-S 可於 10 分鐘內，吸附和光催化降解污染物 （R6G）。此 CQD-S 的研究符合永續發展目標，並兼具創新性與產業應用性。

邊坡單元（SlopeUnit）為分析邊坡穩定性之最基本單元，關於邊坡單元崩落潛勢的預測所需的主要參數（如高程、坡度、坡向、表面粗糙度與植被覆蓋、剖面曲率等）有機會透過 UAV所拍攝產生的 3D模型來推論。因此本研究預計探討以UAV這項工具進行邊坡單元崩落潛勢分析的可行性與效能。目前有關這項技術，利用衛星建置的模型已相當成熟能在邊坡崩落潛勢評估與預測上有良好的表現。本研究主要將多組不同解析度UAV資料與對照組衛星資料作為測試集放入隨機森林機器學習模型中評估其解析度與評分的關係及其替代衛星資料的可能性

近年來，作者觀察到餐飲業及飯店業引入自主移動機器人（AMR）提供服務，受到廣泛歡迎。不僅如此，隨著AI的風潮，愈來愈多產業引進機器人補足人力的空缺。就輪式機器人而言，麥克納姆輪具相對優異的機動性和運動靈活性，但傳統麥克納姆輪的行進模式只侷限45度倍數的方向。針對此限制，本研究分析傳統麥克納姆輪的合力方向，通過數學推導和實際控制方式的驗證，確認其18個方向移動的數學式，再利用ESP32－S單晶片的WIFI驅動控制系統，實現並驗證 合力分析結果 接著，進一步 建立 麥克納姆輪的全向 360 度直線移動的數學式， 並且用 PWM 脈波調變，實現全向控制。此外，分析地面材質對車子移動的影響，測試出麥克納姆輪適合的地面材質，針對誤差給出可能的校正方式以達更精密的控制。希望就本研究結果擴展未來的應用範圍及使用價值。

本實驗主要透過程式模擬及數據分析，探討受力材料之裂紋走向。透過模擬，我們找出會影響裂紋發展的因素，如原斷裂紋的長寬比。於不同的的材料會影響裂紋走向，我們將材料設置為單一材料與兩種材料組成的複合材料進行探討，並將結果進行分類。此實驗有助不我們去理解同的初始裂紋對不材料後續的裂紋關係，目前也正在嘗試利用cGan系統預測複合材料與裂紋的關係，希望能預測出準確的結果。

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。

中孔二氧化矽納米顆粒(MSN)由於其高孔隙率而適合成為藥物載體，可增加ul藥物的負載量。幾丁聚糖是一種帶正電的聚合物，用於修飾MSN表面，以達到強力的靜電吸附力，並進一步提高藥物負載能力，以及可持續併緩慢藥物釋放的控制。 MCM-41和 MCM-48型的MSN，通過 CTAB界面活性劑為模版，以溶膠-凝膠法制備。SBA-15型的MSN由 P123為模版製備。MCM-41 通過戊二醛的交聯進一步被幾丁聚糖包覆 (MCM-41-CHIT)。 利用 X 射線繞射儀驗證了所有載體皆是中孔洞的六方密堆積晶體結構。利用傅里葉變換紅外光譜，鑒定了烷基、胺基、和二氧化矽官能團，證實了表面的幾丁聚糖。 MCM-41-CHIT 的地塞米松載藥量為53.7%。MCM-41有突發釋放的現象，在 兩天內釋放出 80%。另一方面，MCM-41-CHIT中的藥物釋放，表現出恆定的釋放，五天後僅釋放出19.7%。 這項研究確定了MCM-41-CHIT 是可應用在粘膜吸附藥物遞送系統，可做為好的候選藥物載體。