2025年

在超大質量黑洞周圍，偶爾能觀測到潮汐破壞事件的發生，而這也是一個能夠探測黑洞的手段。潮汐破壞事件是一種特殊的現象，當一個天體進入到所謂的「洛希極限」半徑範圍內時，因為受到的潮汐力超越了自身的重力而遭到撕裂。當這個事件發生時，會因為黑洞在吸積的過程中產生明顯的亮度變化，因此可以透過一系列的亮度變化觀測潮汐破壞事件，並可以推算黑洞的各項參數，因此潮汐破壞事件在天文學的發展上有其重要性。 因此，我們想要嘗試模擬潮汐破壞事件的演化過程。我們學習Linux語言以及如何使用Mcluster和PeTar等模擬軟體，並透過Python分析模擬結果，然後與理論預測值進行比較，以了解我們有那些地方需要修正。

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。

量子運算發展日新月異，人類對上網溝通保密的需要與日俱增。市場已有量子資訊加解密所需的金鑰分配系統(QKD)搭配機密資料保險庫(Archive)。然實體金鑰因其安全性，不可或缺。本文探討以製備含鐵、鎳過渡金屬錯合物，利用含 X 光繞射儀等設備檢測、分析其結構與相變。並研析將該錯合物作為分子開關裝置，導入半導體製程，應用於研發上述金鑰之可行性。

柴油汙染已然造成嚴重的生態危機，我們藉由微生物快速生長與代謝有機物的特性，結合MFC解決油汙。將自製PVB-TiO2海綿加入MFC陽極反應室中，在兩側添加釹磁鐵形成外加磁場。為提升MFC代謝柴油效能，我們探討MFC電極種類、PVB-TiO2海綿的TiO2添加濃度、磁鐵數量與方向等參數。結果顯示，添加PVB-TiO2海綿(12 g/L)及外加相斥兩顆磁場，對COD降解率、平均輸出電壓、VFA代謝產量與柴油降解率，較未添加組有最顯著提升。分別達成COD降解率增為1.4倍、平均輸出電壓增為1.8倍、柴油降解率增為2.0倍之效果。預期本實驗未來能對柴油汙染提供解方，降低柴油洩漏對環境的衝擊。

隨著矽基電晶體逐漸微縮，其元件效能將接近其物理極限，二硫化鉬 (MoS2) 等二維材料藉著其獨特的特性（如寬的能隙、高電流開關比及優異的載子遷移率等），可作爲矽的替代材料用於未來的電子科技應用。本研究旨在製造MoS₂ 的場效電晶體並研究元件之低溫特性。我們成功利用機械剝離法製備並轉移二維 MoS2薄膜至二氧化矽/矽基板上，並且製造MoS₂ 場效電晶體，並量測其室溫(300 K)至極低溫(~ 4 K)的電流特性，元件在此溫度範圍中具有優異的特性，能有效地調控電流調控，表現出良好的下閘極控制能力，同時具有低次臨界擺幅及高電流開關比(~ 106)。在極低的溫度(4 K)下，該電晶體仍能保持良好的運作，顯示出MoS₂應用於低功耗且高元件效能的低溫電子元件的潛力。

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。

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。

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。

本研究探討新型微生物燃料電池(MicrobialFuel Cell, MFC)在能源再生及水資源處理中的應用。隨著全球氣候變遷和污染問題加劇，開發低碳、可持續的綠色能源為當務之急。MFC利用微生物將廢水中的有機物轉化為電能，不僅達到低成本、低碳排放的優勢，還具有處理廢水、產生電力等功能。本研究使用不含 「全氟/多氟烷基物質 (per- and polyfluorinated alkyl substances,PFAS)」的煤灰陶瓷隔離膜，並將市售的石墨氈電極進行改質， 以探討電極表面積(3x3、4x4、5x5 cm²)及不同材料(石墨紙、石墨氈、改質石墨氈、碳布)對MFC性能的影響。結果顯示，在電極表面積為4x4 cm²表面積時產電效率以及去除污水的效率最佳，顯示較小的表面積差異對MFC影響效果不大；電極材質則以石墨紙表現最優，但經改質的石墨氈在發電效果及去除污水的效率上皆接近石墨紙。本研究可為MFC在污水處理和能源再生中的應用提供了重要的數據參考。

本研究探討利用指尖陀螺作為磁性齒輪，觀察並分析其磁性齒輪效應。本研究測量了磁性齒輪間的轉動慣量、影響範圍及力矩，除此之外，本研究發現，自由運轉狀態下的齒輪，具有三個運動階段，高速狀態，介於高速至低速難以預測的階段，以及低速的穩定運動狀態。 此外，為提升磁場計算的精確度，我們發現磁偶極近似方法無法有效描述系統中的磁場分佈，因此使用積分計算來求得更精確的磁場數據，並與實驗數據進行比對，結果吻合良好。