2017年

本實驗探討低濃度離子的檢測方法，實驗利用微奈米流道濃縮晶片，將樣本進行濃縮。由於奈米離子選擇性流道對於液體離子導電度，即離子價性有所限制，因此，我們首先測試人體體液的可濃縮性。 我們採用的樣本為血清、尿液、唾液及汗液，研究主軸是將螢光分子加入樣本內，做為濃縮的指示劑，並測試該檢體溶液是否能夠濃縮。藉由濃縮提高待測溶液的濃度，使得在少量檢體、稀薄濃度的狀況下，也可量測樣品內的物質濃度。在檢測方面，我們以具有奈米結構的表面電漿共振技術(Surface Plasmon Resonance, SPR)作為檢測平台。奈米結構表面會因吸附物質的改變，導致表面折射率改變，使得吸收光譜產生位移。因此日後可以依照光譜圖的位移量，推估檢體溶液的離子濃度，期盼此技術能運用於生醫晶片及簡易攜帶型生醫檢測器(Bio-sensor)上。

假設G為簡單圖，令V(G)、E(G)分別為G的頂點與邊所形成的集合，|V(G)|與|E(G)|分別代表G的頂點集合與邊集合的元素個數。若u, v∈V(G)且u, v有邊相連，則將此邊記為uv∈E(G)。對於給定的填單圖G，若存在函數f: V(G)∪E(G)→{1, 2, 3,…, m}，其中m=|V(G)|+|E(G)|且函數f滿足下列兩個條件： (1)f為1-1且映成函數： (2)對於每個邊uv∈E(G)，f(u)+f(v)+f(uv)恆為定值T， 則稱函數f為圖G的一個『魔函數』，G為一個具有『魔和』為T的『魔圖』。 在此次研究中，我們證明了下列的結果： 1.任意圈Cn為具有魔和[(5n+4)/2]或[(7n+3)/2]的魔圖； 2.長度為奇數n的圈Cn，其中n≠5，為具有魔和(5n+5)/2的魔圖； 3.長度為n=4t+2(t≧1)的偶圈Cn，為具有魔和(5n+6)/2的魔圖； 4.長度為奇數n的圈Cn外加兩個相鄰的懸掛邊所成為的圖為一個魔圖； 5.三個具有共同端點的n-路徑所形成的圖為一個魔圖。

將1, 2,…, n依序排成直線，任意取出K個數，取法數即為Ckn，但如果取出的K個數有限制，那問題就會有很多的變化。我們最先探討的是不含定距元素的直線與圓排列的組合問題，先從K中無任兩數相鄰，再將問題一般化成使得K中無任兩數之間隔為m。我們用分割的方法代替多數前人所採用的複雜的遞迴關係，求出取法數。 接著，我們推廣取法的限制，運用排列組合、排容原理、以及生成函數等做法，深入的探討各式各樣的組合數。

Water treatment is considered as one of the top research priorities in Saudi Arabia. It has been reported by World Health Organization that, 50,000 people die every day from diseases caused by contaminated water. This research attempts to degrade organic pollutants present in wastewater by using Graphene Oxide synthesized from Saudi natural source. Physical activation of date pits was carried out by carbonizing the samples at different temperatures to produce active carbon. Hammer’s method was employed for the purpose of Graphene Oxide production. The resulted Graphene Oxide has been characterized using FT-Raman, XRD and SEM techniques. Methylene Blue (MB) dye was used as a model organic pollutants to examine the ability of Graphene with the aid of a microwave-system to remove such pollutants. A modified domestic MS furnace with a variable power was used to supply microwave energy. The MB solution 2.5x10-6M was mixed with 0.1gm of Graphene Oxide. The applied microwave power was ranged between 100 to 700 W and the time was set between 0 to 12 minutes. The samples were centrifuged and then filtered through a millipore filter to remove the Graphene Oxide dispersed particles. It is found that, 98% of the initial concentration of MB is removed effectively within 12 minutes under microwave power of 500 W. Chemical oxygen demand is shifted from 450 to 87 mg/L while biological oxygen demand was decreased from 270 to 12.8 mg/L which indicating the degradation of organic constituents. This method can be used for water purification from organic pollutants.

本作品首先證明了HiLo應用在散射光影像的可行性。目前看到有關HiLo的論文都只有提及收集螢光訊號，沒有看到有用在散射光訊號的收集上。本實驗透過架設自製原型機，證明HiLo的原理也能夠應用在散射光上，大幅提升HiLo光切片的深度與廣度。再者，本作品將自行撰寫之App結合雲端運算。再經過驗證後確認處理出來的影像是正確的影像。不僅加速影像處理流程，而且使用者只需攜帶手機便可立即看到處理出來的成果。接著，利用3D列表機自製具有光切片功能的手機顯微鏡實體。將原型機微小化並與日常生活常見的手機結合，讓使用者方便使用的同時也實現經濟便利性。最後，實現影像立體化，利用光切片的影像能使得原本平面的2D影像，可以呈現3D的立體化影像。

二元合金的電阻率大小取決於合金的有序度的大小，當「無序相」出現時，合金在等莫耳比例混和會有最高電阻率，以CuxAu1-x為例大約為7倍，但是如果「有序相」出現時，例如混和比例為25%(Cu3Au)及50%(CuAu)會出現電阻率大幅度下降現象，甚至接近純金屬元素之電阻率，因此我們猜想如果合金由三元到五元等莫耳比例混和，預期可能會出現類似結果，查文獻後才知道有一種合金叫做高熵合金(五元以上合金)。然而研究結果令人驚訝，我們觀察到極高的電阻率產生，大約為混合法則所得的21倍，以及異常小的電阻率溫度效應，經由XRD探測發現多元合金都有無序相出現，然而在300 K到673 K範圍內電阻率卻接近定值，實驗結果呈現殘留85%的電阻率，表示高熵合金的晶格內有高濃度的本質缺陷(Intrinsic defect)。