2024年

「2030 永續發展目標」，其中 SDG6 clean water 和 SDG13 的 climate action 讓我們開始思考怎麼樣可以讓人人能享有乾淨衛生的水以及面對氣候變遷的調適。我們建置一套液流式脫鹽電池實作海水淡化實驗，並將電極以碳布作修飾， 在 0.4 V 的操作條件下進行了 450 分鐘的海水淡化實驗。海水的導電度在淡室中從 45.36mS/cm 降至 0.29 mS/cm，並於濃室中提升至 76.17mS/cm。其 ASRR 為726.98μg/min/cm2，所需能耗為 55.29kJ/mol，電荷效率達 69.79%，成功的將海水淡化。分離後的鹵水再與二氧化碳及澎湖的玄武岩進行礦化反應實驗，在鹵水溶液礦化封存反應初期，二氧化碳與水溶液中大量的陽離子反應使得水溶液整體的濃度及 pH 值下降，使得整體反應趨向於玄武岩溶解反應；而隨著反應時間的增加玄武岩溶解量逐漸提高，水溶液中的陽離子濃度及 pH 值再度上升，使得整體反應自溶解狀態朝著礦化沉澱方向發展，在得到珍貴的水資源的同時還可將二氧化碳礦化，達到淨零的目標。

在高度數位化的社會，存在大量的數位影像資料，在不影響視覺品質之前提下如何標記持有者或資料來源是一重要課題，而不可視浮水印機制是可行的解決之道，本研究運用對抗性機器學習技術的概念及深度學習技術研發設計數位影像之浮水印機制，研製偵測器與註冊器。本研究設計研製之偵測器與註冊器可以處理任意大小的影像，經實驗分析具高度的保真性，並具可以承受 JPEG 中度品質(qlt=50)的失真壓縮攻擊，解壓縮還原之已嵌浮水印影像偵測器仍舊可以有效判定具浮水印。本機制可以結合網站、伺服器或影像設備為其提供的數位影像嵌入浮水印，在不影響視覺感官的前提下標記來源或持有者。

本研究旨在探索大型語言模型如何應用於音樂生成故事。研究動機源自音樂作為文化中不可或缺的一部分，但若要以文字精準表達出音樂中的故事情緒尚屬困難，藉由本研究提出的方法可以使故事顧及到音樂的情緒起伏。隨著 AI 的發展，我 們開始看到它們在各領域的應用。這項研究的目的是製作出一個系統能以音樂作為輸入，輸出音樂內的故事，為達成目的，我們結合多個模型。研究使用 PyTorch等工具，並探討文句和音樂的共同表示方法，實現情感匹配。研究結果顯示，音樂和文句情感辨識模型表現不錯，也研發出一個完整的生成流程。目前已有直接生成音樂的模型，也有把音樂統整介紹的模型，卻沒有依據音樂中的情緒生成故事的模型。我們研究就是在解決這個問題，結合到 LLaMA2預訓練模型生成出具情緒浮動的故事，要注意的是 LLaMA2的輸出限制最多只能有 4096個token。我們將此產生過程稱為 MTSPL (Music To Story Procedure with LLaMA)。

為瞭解台灣地形對西行侵台颱風的流型影響，本研究分析 24 個西行颱風於不同經度時的連續流型變化並加以歸納，我們將流型分為 5 群，分別為沿山流型、東側尾流總型、登陸流型、過山後流型、以及阻擋流型，且又分為 13 次分類，並將各種流型發生時的颱風中心位置以地圖標示之。我們發現，相似路徑的颱風會有相似的流型變化。 為了進一步探討氣流在地形作用下的變化，及造成的邊界層現象，我們開發出氣流場裝置並搭配保麗龍沙作為介質進行模擬，以雷射光分層掃描觀察不同高度的氣流走向，發現低層輻合旋入、高層輻散旋出的現象，此結果非常接近真實的颱風結構。我們也以台灣形障礙物觀察滯留、尾流、輻合及背風旋生等現象，獲得與實際颱風案例一致的結果。

北半球冰川擴張是過去三百萬年來全球主要的氣候變遷事件之一，地球從溫暖的上新世轉變為較冷的更新世。本研究利用國際大洋發現計畫位於南太平洋 U1541 號岩芯中的有孔蟲群落分析和沉積物總碳變化，探討海水物理性質及碳埋藏速率變化受到此事件的影響。本研究發現在 2.8-2.5 百萬年前(Ma) 海水層化現象較強，2.5-2.4 Ma 受到北半球冰川擴張事件影響，海冰擴張，Neogloboquadrina pachyderma 相對豐度逐漸上升。冰期時南大洋海冰擴張後，導致換氣率下降，使得有機碳保存度高，讓總有機碳含量增加，此機制亦可能使冰期時南大洋深部碳儲藏庫開始擴張，使得全球冰川體積在第四紀時持續增長。本研究發現首次證實南大洋在北半球冰川擴張事件中扮演可能的二氧化碳儲存庫。

液滴碰撞的實驗不勝枚舉，然而，若液滴撞擊處為移動中的液池，對液滴碰撞會造成甚麼影響呢？此研究不同於其他液滴碰撞實驗，下方撞擊處為移動中的水面。我們在參考許多文獻資料後，設計實驗並且自行製作一套實驗裝置，以高速攝影機搭配電腦進行拍攝，結果我們發現：液滴反彈的傾向受到水平速度的影響，且液滴碰撞後反彈／融合的邊界之韋伯數在不同水平流速下並非定值，其隨著水面流速的增加而上升。除此之外，當液滴反彈時可以分為兩種行為模式：部分反彈以及分離反彈，兩者的發生也與液池流速以及韋伯數相關。最終，我們透過實驗，推論液池流速影響液滴碰撞結果的原因，可能與液滴下方氣膜、空腔受液池作用有關。

恆星磁場是影響恆星活動的主要因素之一，可藉由光譜上的磁分裂譜線進行量測，近幾年來，由於觀測設備的進步，更高解析力的光譜儀出現，使光譜上的磁分裂譜線更加明顯，更容易對其進行測量。主序星是赫羅圖 (H-Rdiagram) 上最具規律的恆星類型，其各種物理量間大多可以簡單的線性關係表示，因此本研究專注於研究主序帶上各種表面溫度的恆星之磁場大小。本研究透過 Python 計算 Lamost 資料庫中主序星光譜的磁分裂譜線波長差，再透過Phoenix 資料庫庫中的恆星標準光譜與 AtomicspectrallinedatabasefromCD-ROM23ofR. L. Kurucz.找出該分裂譜線是由何種元素造成的，並計算出該分裂譜線的朗德 g 因子 (Landég factor)，以此計算出主序帶上表面溫度 3300K~8000K 的恆星之磁場大小。並透過各種次方的多項式對觀測數據的平滑曲線進行擬合，以及結合現有的恆星標準模型，找出最能描述恆星磁場大小與表面溫度之關係的多項式。

本研究主要是研究雷射光通過瓶底的圖紋，出現多樣性的焦散曲線圖形。瓶底的圖紋有數字、花紋、環保標章等，焦散圖則是由亮暗相間一環一環的曲線組成的繞射圖。 研究分析焦散圖的共通性，有焦點、折皺、尖嘴、三曲、橢圓、雙曲、類牛頓環、海波、沙灘共九類基本單元圖，以數學函數方程式表示並探究圖形與玻璃的紋路結構的關係。 探討最外環的寬度的變化得知： 1.每個焦散圖最外環的亮帶最寬，然後依次寬度漸小。 2.圖紋到螢幕的距離、入射光波長與寬度呈線性增加。 3.入射角度、瓶底圖紋的曲率與寬度呈線性減小。 改變折射率，結果焦散圖形狀樣貌不變，縮小後仍然呈現立體狀。而且在水中最外環寬度與距離成正比，入射角度線性減小，波長線性增加趨勢。 未來希望能繼續探討複雜的焦散及 3D 立體的實像圖，應用於光學藝術的創作及室內設計上。

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。