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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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Subject: search.filters.subject.奈米微粒

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    多指標之績效排名---基礎研析與實務上之應用(I)
    (2007)
    劉復華
    ;
    LIU FUH-HWA FRANKLIN
    ;
    國立交通大學工業工程與管理學系(所)
    本研究計畫包含十一個子計畫(Topics)，其摘要分列於後，均為多指標之績效排名之研究，計劃以三年完成。概分為兩部份，第一部份為子計畫一 ~ 七，針對排序方法進行基礎研析。在投票系統評選的決策過程中，常是多位評審對於m個候選方案投票前k個名次，再賦予各名次的權重來計算各候選方案加權的積分，再加以排序評比。這些方法各不相同，端視決策者的管理氛圍而定。第二部份為子計畫八 ~ 十一，分別建立各種資料包絡分析模型。子計畫八對於有多投入項和產出項組織化的單位，對其績效做完整的排序，第二包絡面的作用就是在排除超高效和低效的影響，我們在此篇文章中，多加了虛擬權重限制在模型裡，以潤飾包絡面。子計畫九是運用資料包絡法來評估系統的模擬結果。多負載式無人搬運車系統模擬結果包含各式的數值特性:區間、整數、一般數值;因此我們提出新的數學模式來處理具有這樣數值特性的分析方法，來挑選出最適合的方案。子計畫十運用資料包絡法(DEA)分析使用自動無人搬運車系統搬運有限工作組合的模擬結果，在過去的文獻中，主要是使用數據的平均資料來分析，但就失去了原始資料的動態特性。因此，在此研究中，我們利用最大值以及最小值分析模擬結果。運用資料包絡法可以找出各個模擬模型的最佳表現並決定五項指標的權重。我們的目標是遴選最佳控制車輛方案。在子計畫十一中，我們先求得專案時間-成本權衡的最佳方案與各方案之要徑。對於各最佳方案中，我們提出五項考量指標:網路敏感度、專案期程、專案總成本、要徑價值比與閒置時間價值。這五項指標在專案排程各方案中，代表著對於專案控管中相關的特性。我們運用資料包絡法並加入整數限制以對應指標為整數之問題。並以SBM加入Virtual weight 限製作為遴選各方案之模式。 Topic 1: 以迴歸模型預測次序性權重之分配 在各項管理議題中，如排序、投票或是資源分配問題，次序性資料的權重分配都是此類問題的核心要件。根據不同的管理需求，權重分配的差異顯示出在次序上不同等級的重要性。關於權重的分配情形，我們提出了三個合理的管理方案，並且將所求出的權重置入迴歸模型中，以利實務上運用之簡便性。依據此邏輯程序，決策者可依現實上管理之需求，或對於次序性權重不同的限制考量，建構出合適的數學規劃模型。 Topic 2: 群體決策時之投票排名 群體決策時常利用階層分析法(AHP)，各人先進行個別之成對比較矩陣，群體意見之綜合成對比較矩陣中各元素之產生，乃是由各人之成對比較矩陣中之各元素幾何平均數得來。假設人數多、且意見差異大時，其對於候選者之綜合排名結果與各人之分別排名結果將有差異。本研究以線性規劃之方法，進行每對候選者之排名得票數差異分析，再綜合計算結果，可降低AHP現有方法之失真現象。 Topic 3: 竹節排序法與共同權重分析 投票在今日的社會活動中，是極重要的議題。其所應用的領域甚廣，例如：選舉，計畫與方案之選擇…等等。 群體決策團體，為一群專精於某領域的菁英，代表全體來做決策。此決策團體的成員人數，根據所投票的議題本身而有很大的差距，可由單一經理或百萬的社會大眾所組成。投票結果的分析，會直接影響最終決策。有鑒於此，本研究提出「竹節排序法」，經由線性規劃的模式來找出最終排序與共同權重，並分析其於管理上資源分配的意義。 Topic 4: 以奧林匹克運動會金銀銅獎牌數將各國排名 以奧林匹克運動會金銀銅獎牌數將各國排名在投票系統評選的決策過程中，常是多位評審對於m個候選方案投票前k個名次，再賦予各名次的權重來計算各候選方案加權的積分，再加以排序評比。若要從眾多候選人中選取其中少數表現良好的優勝者加以評量，此時，我們強調每個名次其權重比例的差距，以強調出該獲勝的候選人其難能可貴的表現以及其中脫穎而出的困難度。因此，我們提出，在決策的模式中增加權比非遞增的限制式，並以奧運為例。 Topic 5: 決定排序時的權重 投票是個重要的議題，它的應用可直接深入到不同的領域上。令人遺憾的，在不同情況下並沒有能夠客觀評估問題的方法。因此，本研究提供讓決策群組能公正且確切地在不同情況下評估候選人。此模型是基於含有特定限制式的線性規劃，我們能計算出各候選人的績效分數以及分析在不同情境下所適合的共同權重。
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    生物奈米材料共軛物之合成及分析並應用到生醫感測領域
    (2014)
    柯富祥
    ;
    KO FU-HSIANG
    ;
    國立交通大學材料科學與工程學系（所）
    針對生化分子分析的應用，奈米微粒是一種非常重要的平台。奈米微粒雖然被廣泛的應用在in vivo與in vitro的研究中，但是對於此材料的生物效應仍有許多未知的地方，因此對於此新穎材料的基礎研究仍有許多的空間。本三年期計畫(2012/8~2015/7)擬合成生物奈米材料共軛物，並以溫度、尺寸、pH、離子強度等方式來操控這些分子並將其應用到生物分子辨認及生醫感測領域。本計畫可以分為兩個部份，包括奈米微粒與生物分子共軛物之交互作用並調控酵素活性、與奈米微粒應用到生物樣品之金屬離子分析。在第一部份研究中，我們研究團隊將以不同尺度之奈米微粒來操控酵素分子之活性。此部份研究我們團隊已經有相當的研究經驗，除了繼續深入瞭解其動力學參數與理論模式外，我們也將派博士後研究員到國外著名酵素研究團隊進行在水膠過程之酸鹼度、離子強度、與溫度等重要調控參數之研究，並應用到細胞與組織上。針對研究計畫的第二個部份，我們會發展出側流分析法的軟性試紙晶片來測定汞離子，並將此低成本、快速、且靈敏的分析法與台大醫院新竹分院合作進行真實樣品測定研究。
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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
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    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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    環境奈米檢測技術開發（2/4）－水中富勒烯檢測方法建立
    (2014)
    林俊德
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    國立交通大學{防災與水環境研究中心 }
    隨著奈米科技發展之快速發展，大量及各式新穎的奈米材料被製備出來及開發各種不同之應用，許多商業化奈米產品也已出現在市面上，這些奈米顆粒在環境中的流佈及其潛在的生態毒性受到廣泛重視。由於奈米粒子之粒徑僅在1-100奈米之尺度，一般的定量或定性方法需要使用到高精密的儀器分析，而在環境中的奈米粒子，除了存在微量及尺度小外，由於環境基質成分複雜、干擾因子極多，易受到水體中酸鹼值、溫度、離子強度及導電度等之干擾，影響這些奈米顆粒懸浮物之穩定性(如粒徑大小、聚集現象之程度)，在實際檢驗上又必須區分人為及天然存在之奈米顆粒及天然膠體，因此儘管在純材料奈米顆粒之檢驗上雖已有許多的方式或儀器可以測量，但在環境中奈米物質之分析檢測技術目前仍是國際間一大挑戰。繼第一年計畫配置以延時攪拌法及超音波法製備水相富勒烯奈米聚集物標準品，測試其聚集粒徑與其分佈；本年度將以動態光散射(DLS)及奈米粒徑分析儀(NTA)鑑定三種富勒烯(C60、C70、PCBM)在環境水體中之奈米性質；在分離及萃取外，將分別對薄膜過濾、離心及不對稱場流分離儀(AF4)三種方法分離出來之奈米富勒烯進行液相微萃取；最後，再以高效液相層析串聯光二極陣列偵測器(HPLC-PDA)及紫外/可見光譜儀(UV/Vis) 及液相層析串聯質譜儀(LC- MS/MS)作為定量。除了實驗室製備之參考奈米物質，我們亦將以市面上含富勒烯成份之產品做分析方法之驗證。另外一個重點，則是針對AF4之操作條件做最佳化，包含層流速度、注射迴路體積及不同薄膜等操作因子探討及討論影響AF4分析之環境因子之評估，如天然有機物、鹽分等。
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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
    (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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    生物奈米材料共軛物之合成及分析並應用到生醫感測領域
    (2012)
    柯富祥
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    KO FU-HSIANG
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    國立交通大學材料科學與工程學系（所）
    針對生化分子分析的應用，奈米微粒是一種非常重要的平台。奈米微粒雖然被廣泛的應用在in vivo與in vitro的研究中，但是對於此材料的生物效應仍有許多未知的地方，因此對於此新穎材料的基礎研究仍有許多的空間。本三年期計畫(2012/8~2015/7)擬合成生物奈米材料共軛物，並以溫度、尺寸、pH、離子強度等方式來操控這些分子並將其應用到生物分子辨認及生醫感測領域。本計畫可以分為兩個部份，包括奈米微粒與生物分子共軛物之交互作用並調控酵素活性、與奈米微粒應用到生物樣品之金屬離子分析。在第一部份研究中，我們研究團隊將以不同尺度之奈米微粒來操控酵素分子之活性。此部份研究我們團隊已經有相當的研究經驗，除了繼續深入瞭解其動力學參數與理論模式外，我們也將派博士後研究員到國外著名酵素研究團隊進行在水膠過程之酸鹼度、離子強度、與溫度等重要調控參數之研究，並應用到細胞與組織上。針對研究計畫的第二個部份，我們會發展出側流分析法的軟性試紙晶片來測定汞離子，並將此低成本、快速、且靈敏的分析法與台大醫院新竹分院合作進行真實樣品測定研究。
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    生物奈米材料共軛物之合成及分析並應用到生醫感測領域
    (2013)
    柯富祥
    ;
    KO FU-HSIANG
    ;
    國立交通大學材料科學與工程學系（所）
    針對生化分子分析的應用，奈米微粒是一種非常重要的平台。奈米微粒雖然被廣泛的應用在in vivo與in vitro的研究中，但是對於此材料的生物效應仍有許多未知的地方，因此對於此新穎材料的基礎研究仍有許多的空間。本三年期計畫(2012/8~2015/7)擬合成生物奈米材料共軛物，並以溫度、尺寸、pH、離子強度等方式來操控這些分子並將其應用到生物分子辨認及生醫感測領域。本計畫可以分為兩個部份，包括奈米微粒與生物分子共軛物之交互作用並調控酵素活性、與奈米微粒應用到生物樣品之金屬離子分析。在第一部份研究中，我們研究團隊將以不同尺度之奈米微粒來操控酵素分子之活性。此部份研究我們團隊已經有相當的研究經驗，除了繼續深入瞭解其動力學參數與理論模式外，我們也將派博士後研究員到國外著名酵素研究團隊進行在水膠過程之酸鹼度、離子強度、與溫度等重要調控參數之研究，並應用到細胞與組織上。針對研究計畫的第二個部份，我們會發展出側流分析法的軟性試紙晶片來測定汞離子，並將此低成本、快速、且靈敏的分析法與台大醫院新竹分院合作進行真實樣品測定研究。