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學術出版;;Publications

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收集所有交通大學研究人員與學生個人或團體所發表之各項學術著作，涵蓋期刊論文、教師專書、學位論文等項。;;Collections of Publications of NCTU Researchers and Students Like Journal Papers and Thesis.

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🏛️國立陽明交通大學機構典藏

Author: search.filters.author.蔡春進Subject: search.filters.subject.奈米微粒

Search Results

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    奈米微粒作業環境控制技術性能評估
    (2008)
    蔡春進
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    Chuen-Jinn Tsai
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    國立交通大學環境工程研究所
    國外的不同研究機構及標準組織已提出許多奈米微粒作業環境控制技術、暴露量測及評估方法、最佳工作法則及研究需求，且對於奈米微粒的工程控制技術、個人防護及行政管理均有一些研究進展。本計畫將評估文獻上的奈米微粒控制技術並做具體的建議，以研擬適合本國的奈米微粒控制策略。現階段奈米微粒作業環境測定數據過於缺乏，美國NIOSH已提出TiO2奈米微粒建議暴露限值，其他奈米物質的暴露限值也正積極的研究當中，因此有必要在高溫二氧化鈦製程及其他作業場所測量奈米微粒的暴露現況，了解污染來源及評估控制技術的性能。在實驗室的研究方面，本計畫擬使用較簡便的漩渦震盪器與微小粉塵分散器來進行奈米粉體揚塵特性測試，並與標準測試方法作比較，期能縮短測試的時間及成本。本計畫也擬對於工業級高效率真空HEPA吸塵器對奈米粉體的過濾效果及奈米粉體負荷後的影響進行探討，以提昇本土化的高效率工業真空吸塵器的技術水準。
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    奈米微粒的充電及靜電沈降效率的提昇
    (2008)
    蔡春進
    ;
    TSAI CHUEN - JINN
    ;
    國立交通大學環境工程研究所
    奈米微粒的採樣及控制技術往往需要仰賴奈米微粒的帶電, 但是由於目前單極、單一電 極線-圓管型(unipolar single wire-in-tube)微粒充電器內部的微粒靜電損失很多，造成奈米 微粒的充電效率不高，因此如何提昇微粒充電器對奈米微粒的充電效率是一個重要的課 題。本計畫擬透過理論的模擬及實驗的印證, 設計一個新型的多電極線-圓管型微粒充電 器，本設計利用4 條放電電極線增加空氣離子的濃度, 以及利用接地電極圓管內壁上的 包覆空氣以減少帶電微粒的損失，藉以提昇奈米微粒的充電量及收集效率。另外由於放 電電極線附近有分散空氣，預期微粒將不容易附著在電極線上，因此可以延長充電器的 使用時間。乾式靜電集塵器有奈米微粒之去除效率不佳，粉塵負荷於收集板上會降低收 集效率，粉塵餅敲落時會有揚塵發生影響收集效率，高電阻係數粉塵容易產生背電暈， 以及黏著性粉塵及液滴微粒無法利用敲擊方法去除等多項問題，因此可解決這些問題的 濕式靜電集塵器是一個重要的設備。本計畫擬結合新型多電極線-圓管型微粒充電器與 平板型濕式靜電收集裝置作成雙級式濕式靜電集塵器，以提高奈米微粒的集塵效率，並 在實驗室完成高濃度微粒收集效率的測試, 及利用餐廳的油煙及高科技廠排放之高濃度 粉塵完成模廠實驗，以增進雙級式濕式靜電集塵器的實用性。
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    奈米微粒的充電及靜電沈降效率的提昇
    (2009)
    蔡春進
    ;
    TSAI CHUEN - JINN
    ;
    國立交通大學環境工程研究所
    奈米微粒的採樣及控制技術往往需要仰賴奈米微粒的帶電, 但是由於目前單極、單一電 極線-圓管型(unipolar single wire-in-tube)微粒充電器內部的微粒靜電損失很多，造成奈米 微粒的充電效率不高，因此如何提昇微粒充電器對奈米微粒的充電效率是一個重要的課 題。本計畫擬透過理論的模擬及實驗的印證, 設計一個新型的多電極線-圓管型微粒充電 器，本設計利用4 條放電電極線增加空氣離子的濃度, 以及利用接地電極圓管內壁上的 包覆空氣以減少帶電微粒的損失，藉以提昇奈米微粒的充電量及收集效率。另外由於放 電電極線附近有分散空氣，預期微粒將不容易附著在電極線上，因此可以延長充電器的 使用時間。乾式靜電集塵器有奈米微粒之去除效率不佳，粉塵負荷於收集板上會降低收 集效率，粉塵餅敲落時會有揚塵發生影響收集效率，高電阻係數粉塵容易產生背電暈， 以及黏著性粉塵及液滴微粒無法利用敲擊方法去除等多項問題，因此可解決這些問題的 濕式靜電集塵器是一個重要的設備。本計畫擬結合新型多電極線-圓管型微粒充電器與 平板型濕式靜電收集裝置作成雙級式濕式靜電集塵器，以提高奈米微粒的集塵效率，並 在實驗室完成高濃度微粒收集效率的測試, 及利用餐廳的油煙及高科技廠排放之高濃度 粉塵完成模廠實驗，以增進雙級式濕式靜電集塵器的實用性。
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    環境中奈米物質量測、特性分析及即時毒性測試平台技術開發
    (2010)
    蔡春進
    ;
    國立交通大學環境工程研究所
    體內實驗利用動物暴露於奈米微粒，以得知其影響健康效應之毒理，而體外實驗則是將細胞株暴露於奈米微粒，再利用分子生物技術進行分析，以找出造成細胞毒性反應的機理。與體內實驗相較，細胞株的實驗較為快速且便宜，然而傳統的細胞株暴露於微粒的方式受到許多的科學家的質疑。在傳統的測試方法中微粒以濾紙收集至一定量後以液體將微粒萃取下來，再將萃取的液體加到培養細胞上，但此過程有時需用到溶劑，萃取效率無法達到100%，且會引起微粒聚集、溶解及可能發生反應。另外添加在細胞株上的液體內的微粒無法與細胞直接接觸，也容易造成微粒劑量的高估，使毒性測試結果無法與體內實驗的數據比較。本研究使用一新設計之奈米分徑濕式靜電微粒採樣器 (Wet Nanoparticle Sampler, WNS)來採集大氣或實驗室製備之工程奈米微粒。WNS中的液體連續迴流系統可使採集下來的微粒在液體介質中濃縮。取得奈米水溶液樣本後，再與「配合即時監測環境樣品奈米微粒細胞毒性篩選技術」研究計畫合作，利用細胞連續及即時生長分析儀，建立更穩定、快速及可測試大量奈米微粒樣品的篩選平台。本研究另設計一細胞暴露奈米微粒靜電沉積器(Cell ESP)，其根據液相電泳理論，在底部養有細胞的液態介質中產生一微弱電場，讓奈米微粒(先前WNS所採集的濃縮奈米微粒)可沈降至底部，確實與細胞接觸，以探究真實的奈米微粒劑量與細胞毒性的關係，釐清目前普遍高估細胞毒性劑量的問題，較正確的數據將來也可與體內毒性測試的結果做比較。目前WNS結合Cell ESP的奈米微粒細胞毒性測試平台已建立，正在進行細胞毒性測試中。 環境奈米微粒對細胞的毒性比一般工程製造的奈米粉體還高(Xia et al., 2006)，因為環境奈米微粒附著有機物質、鹽類及重金屬等成份(Donaldson et al., 2002及Oberdörster et al., 2005)所致。因此準確地量測並分析環境奈米微粒的化學成分相當的重要，得到的數據可供人體暴露及健康危害相關研究之用。然而目前國際上尚沒有任何一個研究團隊能準確的採集並分析奈米微粒的所有物種。透過前兩期的研究，本團隊已能準確地採集環境奈米微粒並分析其主要化學成分，包括有機碳(OC)、元素碳(EC)、水溶性離子(Ions)及金屬元素(Element)，正確的修正有機碳正誤差(positive artifact)，本研究得到很好的不同大氣環境奈米微粒的化學平衡(化學成分的重量總和微粒秤重得到的重量之比)及計算出其有效密度，研究成果已發表4篇學術論文於Atmospheric Environment及Aerosol Science and Technology。 本期研究以前兩期的研究成果為基礎，繼續選擇一般民眾、學生、駕駛乘客、遊客及作業勞工或工廠附近居民容易長時間暴露奈米微粒的地方，探究人體可能暴露奈米微粒的情形。此外為進一步做出具國際水準的研究，本期於鹿林山環保署背景測站、恆春海森館背景站及隧道入口附近進行奈米物質濃度及物化特性等的研究。在創新的研究方面，我們將領先使用VOC denuder加裝於MOUDI上游來移除氣態有機物，可準確地得到不同大氣環境奈米物質的總有機碳、PAHs及水溶性有機酸的濃度。我們也設計並製造更平滑的MOUDI噴嘴，來減低微粒在噴嘴中的損失及避免因噴嘴阻塞造成採樣結果的錯誤，此設計目前也正在申請專利中。最後我們也發展了一套加濕、乾燥裝置來改變微粒進入MOUDI或其它採樣器時的相對溼度，找出徹底解決微粒在慣性衝擊器中彈跳的方法，增加奈米微粒採集的正確性，以此為基礎，將來可嘗試設計更高流量的衝擊器來增加奈米微粒的收集量。以上這些研究都至少與國際水平相當，甚至更為前瞻、具競爭力。 本研究團隊於前兩年的研究計畫中曾針對針對環境中奈米物質未來暴露評估與風險評估可能的知識缺口進行文獻收集及整理，並列出部份主題的國內研究現況，且舉行了國內專家座談會(蔡, 2007(a), 2008(a))，作成了具體的結論及建議。根據前兩年的研究報告及目前在ICON資料庫 (ICON, http://icon.rice.edu/virtualJournal.cfm)、Environmetal Science and Technology及Nano Letters期刊收集的2008-2010年的文獻，本研究已完成「奈米物質量測分析技術與暴露評估」有關之最新資訊整理(critical review)文件70%以上，待完整的報告完成後將至少在環保署「環境奈米科技知識庫」中具名發表，以供各界參考。 根據環保署評選須知中詳列的計畫工作內容(如第二章所述)與本研究目前已得到的成果，本團隊已完成本計畫之目標達65%以上。待後續35%的研究成果後，預計在11月底前提出期末報告初稿，並進行期末審查。本研究之成果預計在1年內投稿1-2篇國際期刊論文，主題包括奈米微粒細胞毒性之研究及環境奈米微粒之來源及車輛排放係數之研究等。
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    環境中奈米物質量測、特性分析及即時毒性測試平台技術開發
    (2011)
    蔡春進
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    國立交通大學環境工程研究所
    本研究參考ISO 10801與ISO 10808的標準，建立一套奈米物質吸入毒性試驗用的奈米微粒產生、監測、檢測及化學分析平台。監測參數分別為質量濃度分布、總質量濃度、肺泡及胸腔的表面積濃度、數目分布、微粒有效密度、奈米物質化學分析及微粒大小與形貌。以上的研究成果預期將可提供吸入毒性試驗所需較完整的參數。 透過前四期的努力，本團隊已能準確地採集環境奈米微粒並分析其主要化學成分，且有好的微粒化學質量平衡。相關研究成果已發表4篇學術論文於國際知名的Atmospheric Environment及Aerosol Science and Technology期刊。本期研究延續過去五年的研究經驗，並以改良的採樣方法將在三個環保署空氣品質測站進行採樣，期能了解都會區大氣奈米微粒質量分佈與成分組成，並比較不同採樣方法之間可能產生的誤差。 採集的奈米微粒樣本，將由本計畫合作單位中央研究院環境變遷中心許世傑博士實驗室用LA-ICP-MS及ICP-MS方法分析奈米微粒的金屬成分。此外本研究也將與朝陽科大楊錫賢教授實驗室進行合作，開發出空氣奈米微粒有機成分採樣及分析技術方法，並進行檢測準確度之評估。
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    一個高效率雙級式濕式靜電集塵器的研究
    (2006)
    蔡春進
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    TSAI CHUEN - JINN
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    交通大學環境工程研究所
    乾式靜電集塵器(ESP)對於細微粒及奈米微粒之收集效率不佳，對於電阻係數高的 粉塵易產生背電暈及微粒充電不足之現象，敲擊粉塵餅時也易產生揚塵問題，收集效率 均會受到影響。另外乾式ESP 也不適合用於去除液體微粒及爆炸性的粉塵。濕式ESP 則可以克服上述這些問題，因此本計畫擬以四年的時間，發展一個可以連續清洗附著粉 塵的高效率雙級式濕式靜電集塵器，完成一小型系統(流量: 100 L/min)及一模廠系統(流 量: 1000 L/min)的實驗室測試及數值模擬驗證工作，並另完成模廠的現場實測實驗，以 增進實用性。濕式ESP 的第一級為微粒單極充電器(uni-polar charger)，其特點為電極線 不會附著粉塵，且因充電區的電場強度降低，帶電微粒不易損失，可提高微粒之充電效 率及充電量。濕式ESP 的第二級為濕式靜電集塵裝置，它由二個塗敷TiO2 的親水性玻 璃平板構成氣體通道，而玻璃平板背後有二個網狀電極板形成電場將帶電微粒收集於玻 璃平板上，收集的微粒不斷的由平板玻璃上方的均勻向下流動的水膜去除之。本研究將 在實驗室測試粒徑在2～1000 nm 間不同材質的液體及固體微粒之充電效率及集塵效 率，比較高濃度粉塵在濕式及乾式ESP 之間之收集效率差異，並進行模廠的測試，以增 進濕式ESP 之實用性。本研究並藉由單極微粒充電器及靜電集塵器之數值模擬及實驗驗 證，研究出最佳之設計及操作參數。
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    奈米微粒的充電及靜電沈降效率的提昇
    (2007)
    蔡春進
    ;
    TSAI CHUEN - JINN
    ;
    國立交通大學環境工程研究所
    奈米微粒的採樣及控制技術往往需要仰賴奈米微粒的帶電, 但是由於目前單極、單一電 極線-圓管型(unipolar single wire-in-tube)微粒充電器內部的微粒靜電損失很多，造成奈米 微粒的充電效率不高，因此如何提昇微粒充電器對奈米微粒的充電效率是一個重要的課 題。本計畫擬透過理論的模擬及實驗的印證, 設計一個新型的多電極線-圓管型微粒充電 器，本設計利用4 條放電電極線增加空氣離子的濃度, 以及利用接地電極圓管內壁上的 包覆空氣以減少帶電微粒的損失，藉以提昇奈米微粒的充電量及收集效率。另外由於放 電電極線附近有分散空氣，預期微粒將不容易附著在電極線上，因此可以延長充電器的 使用時間。乾式靜電集塵器有奈米微粒之去除效率不佳，粉塵負荷於收集板上會降低收 集效率，粉塵餅敲落時會有揚塵發生影響收集效率，高電阻係數粉塵容易產生背電暈， 以及黏著性粉塵及液滴微粒無法利用敲擊方法去除等多項問題，因此可解決這些問題的 濕式靜電集塵器是一個重要的設備。本計畫擬結合新型多電極線-圓管型微粒充電器與 平板型濕式靜電收集裝置作成雙級式濕式靜電集塵器，以提高奈米微粒的集塵效率，並 在實驗室完成高濃度微粒收集效率的測試, 及利用餐廳的油煙及高科技廠排放之高濃度 粉塵完成模廠實驗，以增進雙級式濕式靜電集塵器的實用性。