2022年

本研究利用平行電板建立電場，觀察在外加電場下環形泡膜的各種形變運動。電場越大時，形變越大；分別使用不同大小的環形框架觀察，發現形變量與框架半徑的比值會隨著框架半徑增加而減小，推論與表面電荷密度的分布變化有關連。將泡膜從薄到厚分成五個區域，針對不同厚度的泡膜與運動型態做分析，發現運動狀態可以大致分成，穩定震動、提升點，以及急遽增加後碰到電板破裂三個階段。針對電場26,666 V/m-33,333 V/m時的震動現象做深入分析，利用簡諧運動的模型來詮釋泡膜運動，藉以預測不同表面張力液體對應的彈性係數。未來期望利用不同電解質去改變泡膜組成，探討不同電解質在電場下的運動行為。

本研究實現一個真空中操作的小型磁浮軸承飛輪儲能系統，並探討其特性。為了延長能量保持時間、提高效率，我們分析了導致旋轉動能損失的因素。在自然減速測試中，於大氣環境操作的飛輪其阻力力矩隨轉速呈二次方增加；在真空環境中，阻力力矩隨著轉速的增加緩慢，約為線性關係。我們並發現馬達與發電機組導線中的渦電流損耗是真空中飛輪減速的主要因素。以多芯線圈取代單芯線圈後，待機時間延長為3 倍，自然減速至停止的時間在 8 小時以上，可以持續20分鐘供電1.3瓦。這項研究的結果可應用在電網中儲存能量的全尺寸飛輪。

本研究開發一種檢測水質之創新技術，利用電化學阻抗分析法檢測水樣中微量的銅離子。本實驗研究確知：當溫度越高，溶液的電阻值越小；離子濃度愈低，測得的溶液電阻值越大，且皆具有檢量關係，濃度量測極限可至10-6 M。此外，以鏈狀硫醇連結組胺酸之改質電極對銅離子皆相對具較佳辨識能力，又以 11-MUA改質電極靈敏度與量測極限皆最佳，最低濃度可量測至數量級10-8 M (約0.0019 ppm)，遠低於現行銅離子流放標準。以效能最佳之11-MUA改質電極以環境水樣外加法量測不同銅離子濃度下之Rct值，發現兩者亦具有線性檢量關係，因此此檢測模組適用於環境水樣之檢測。 目前已確認此檢測模組適用於環境水樣中銅離子濃度之定量，未來期望拓展此檢測法於不同重金屬離子，以對不同離子具選擇性之單分子層材料修飾於電極表面，使此檢測模組能廣泛應用於水樣中常見重金屬離子之濃度檢測。

將黏滯流體放入空心帶軸圓盤中(稱作黏流滾擺)，以繩繞軸芯捲至25.17 cm高度落下，實驗發現填充量為22.500 %~87.500 %時，相對其他填充量以非常緩慢的速度落下且不會彈跳，而圓盤角速度具有週期性，並整合參考文獻理論公式分析邊界層對圓盤運動的趨勢，發現若邊界層變薄則讓液體質心處於α>0，滾擺加速滾動，若變厚，則反之。當釋放高度大於8.55cm無彈跳填充範圍將維持在22.500 %~87.500 %，不受高度影響。而黏流滾擺落下的時間約為空圓盤的122倍。改以黏滯性較小的水作為填充液體則不存在無彈跳填充區域。若改以填充混和質量濃度比例100:6及100:20的黏滯流體與水，則可發現臨界線向左偏移。若填充液體改為固態粒子(細沙)，實驗發現填充比例為4.242 %~93.196 %時，細沙滾擺會固定於高空中而不落下。比較黏滯流體、水、細沙三種填充物質，黏滯流體緩衝效果與穩定性最佳。

聚乳酸(PLA)為廣泛應用於冷飲杯之生物可分解材料。然而，在自然條件下完全降解PLA需至少80年。本研究可達到快速回收並即時轉化為高值化產品的目標。 本研究欲將廢棄PLA應用於Vitrimer的合成。第一階段實驗使用有機催化劑PLADEG醇解回收PLA，探討溫度、催化劑濃度、雙醇種類對降解效率的影響，並與其他研究的催化劑效果比較。實驗結果顯示：以莫耳數比例rPLA: diol：催化劑 = 1 : 6.45 : 0.25，在140°C時，30分鐘即可完全降解PLA。且減壓蒸餾所回收之雙醇與催化劑仍能用於另一批次rPLA之降解。 第二階段實驗以降解得到之乳酸雙醇合成類玻璃高分子。合成方法的第一途徑為利用乳酸雙醇、丙交酯、季戊四醇先進行預聚合，再利用雙異氰酸酯作為鏈延長劑。第二途徑則是加入丁二酸、季戊四醇先行縮合聚合，同樣再利用雙異氰酸酯作為鏈延長劑，探討反應過程。

透過文獻探討已知高血壓會引起腦發炎，導致腦功能受損。研究結果也顯示運動能增進腦部功能。因此，在此實驗中，我們想要探討高血壓引起的腦發炎和功能退化等問題能否透過運動改善。將鼠分為 2K1C 手術誘發高血壓組(2K1C)及沒有高血壓(Sham)的對照組，並再各分為運動組(Sham-EX、2K1C-Ex)和不運動組(Sham、2K1C)。小鼠腦部切片中微小膠細胞數量顯示 2K1C 的小鼠組別腦發炎最為嚴重，且 HE 染色發現一樣為 2K1C 小鼠組別的神經細胞數目最少。接著我們以莫里斯水迷宮測試小鼠學習、記憶功能，結果 Sham-Ex 及 2K1C- Ex 尋獲平台時間皆有減少趨勢，而 2K1C 尋獲平台花費最長時間，顯示運動確實可以減緩高血壓造成的腦功能受損。

旋葉之細部結構跟泵浦效率有密切的關連[1,2]，本研究專注探討不同幾何形狀旋葉構型之效應，我們先利用3D列印快速成形之技術優勢，做出50種不同的旋葉，分別有圓弧形、橢圓弧形及直立形進行實驗測試，並計算其總效率找出最高值的旋葉，編碼為A2-ea281-ia279-8。 將最高值旋葉，套入田口法進行優化，目標是望大。經過信噪比及均值分析後，發現影響總效率之最大參數是旋葉數，其次是出口角，最後是入口角，田口法中得出，重新設計的更細部參數的最佳旋葉是A2-ea28-ia23-8，同時利用機器學習建立迴歸函數模型，透過訓練的模型，預測出效率值，最後經過COMSOL Multiphysics軟體模擬檢測出A2-ea28-ia23-8依然保持最佳的內部流場狀況，並運用自行設計之簡易透明泵浦，進行測試與印證。

本研究之反應產物Chromeno[4,3-b]pyrrolidine之衍生物含有吡咯烷及二氫苯并哌喃的骨架，而此二者存在於許多藥物及天然物中，例如：尼古丁及蛋白質中的脯胺酸皆為吡咯烷的衍生物，含有二氫苯并哌喃骨架的藥物則通常被應用於消炎藥物中。本研究主要反應是以對甲基苯醌衍生物與亞胺葉立德前驅物在相轉移催化劑及無機鹼的催化下進行(3+2)環加成反應與oxa-1,6-加成反應，合成出Chromeno[4,3-b]pyrrolidine之衍生物。利用改變不同的相轉移催化劑、溶劑和無機鹼的種類及各反應物的當量數，篩選出進行本反應的最佳反應條件。在此優化條件下，進一步使用不同的掌性相轉移催化劑，以探討本反應之光學活性。並利用無機鹼的篩選，以排除背景反應發生的可能性。希望最後能於起始物上替換不同種類的取代基，以探討本反應之反應活性，並增加其未來應用的多樣性。

本研究從餐廳截油槽中採菌，並以含Tween80及Ca2+培養基篩選出具lipase的五種菌。進一步在大豆沙拉油與豬油中培養，發現一號菌及二號菌有較佳的分解能力，二號菌最佳，且二號菌在分解沙拉油(6.0%)的能力大於豬油(4.9%)。將此兩種菌進行深入探討，發現二號菌在處理截油槽中的廢油效能上優於一號菌，且當一、二號菌混合時更佳；於不同油脂Nutrient Broth 培養基的生長情況，二號菌表現比一號菌好。經定序後比對序列後，推斷一號菌接近Serratia marcescens，二號菌較接近Serratia grimesii。總結一、二號菌是具備油脂分解潛力的菌種。 未來規劃，將菌加入自行設計的油脂分解截油槽，比較計算其分解能力，運用於含油脂的廢水處理，減少環境汙染。

本研究藉由孔洞抽氣控制氣流邊界層，影響尾部渦流以達到減阻效果。研究主要探討的變因有:孔洞大小、抽氣速率，進而發想抽吸設計是否可運用在旋轉圓柱上。實驗與之前不同的是為抽氣孔洞加裝導管，以及創新的實驗旋轉裝置。實驗結果顯示，透過延緩邊界層分離可以有效控制阻力，在雷諾數15000時，可減阻。抽氣速率達22m/s，減阻最大值達23%。此實驗想法可有效達到減阻效果，並且可以使旋轉葉片減少旋轉阻力，在電壓6V時，轉速提升11%。未來期望能應用在風力發電機葉片上，減少旋轉風阻，提升發電效率。