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利用溶膠凝膠法製備二氧化矽中空次微米球及其複合薄膜功能性之研究

為了解決遠紅外線電暖器缺點的問題，作者陳力瑋 這樣論述：

本研究為利用溶膠凝膠法製備二氧化矽中空次微米球，並探討在不同轉速下，對次微米球粒徑、型態之影響，再將中空次微米球進行熱處理以去除殘留之有機物。後續再將二氧化矽中空次微米球和聚氨基甲酸酯(Polyurethane, PU)、聚甲基丙烯酸甲酯(Poly(methyl methacrylate), PMMA)製備成複合薄膜，最後分析二氧化矽中空次微米球之添加量對兩種複合薄膜之影響，並探討其性質與功能性，本實驗分為兩部分： 第一部份是探討不同轉速100 ~ 900 rpm對二氧化矽中空次微米球製備的影響，並利用SEM觀察次微米球之型態。結果發現在300 rpm時製備之次微米球分散良好，

且粒徑均一；經粒徑儀分析可量測出300 rpm製備之次微米球平均粒徑為811 nm，且分散度最小；由TEM觀察發現二氧化矽次微米球確定為中空結構，且平均壁厚約為150 nm；FTIR分析發現中空前驅物含有矽醇和甲基基團；且經過XRD分析後，確認二氧化矽中空次微米球屬於無定型二氧化矽。第二部分探討中空前驅物和二氧化矽中空次微米球，在不同添加量時，對PU和PMMA複合薄膜之影響，並測試其物理、化學性質及功能性測試。 二氧化矽中空次微米球/PU複合薄膜，經過SEM觀察後發現界面相容性良好，且次微米球均勻分散於基材中；FT-IR分析發現此複合薄膜屬於物理性摻合之複合材料。Alambeta熱分析發

現隨著次微米球添加量上升，其熱傳導係數隨之下降，達到37.2 mW/mK (樣品PU09) ；吸、放熱溫差測試發現，在鹵素燈照射下溫度可達34.8 ℃，相較純PU提升了1.7 ℃。二氧化矽中空次微米球/PMMA複合薄膜，在SEM觀察時發現，二氧化矽中空次微米球和PMMA基材出現界面問題，且在5 wt% (樣品PMMA05x)時觀察到有團聚現象。透光度測試中了解添加次微米球後，在可見光波段之透光度下降，在5 wt%時為78.5% (樣品PMMA05)。在遮熱測試時發現，添加二氧化矽中空次微米球可有效提升PMMA之遮熱率，且在濺鍍上10 nm之銀層後，遮熱率可達34.11 % (樣品PMMA05/

Ag)。 本研究所製備之二氧化矽中空次微米球具有良好的粒徑分散度，粒徑較市售之中空玻璃次微米球小接近20倍，在隔熱、保溫方面具有良好表現。未來期望能夠應用於紡織用保溫薄膜貼合於衣物、外套等保暖紡織品中，亦可透過其高透光率製備成戶外遮熱材料，用在汽車、建築、門窗等可透光且具有遮熱功能之應用上。

溫室內噴霧降溫設計基準之建置與飽差利用之控制器研發

為了解決遠紅外線電暖器缺點的問題，作者張承諺 這樣論述：

　　目前台灣地區設施內的噴霧量設計，業者普遍依賴經驗，導致噴霧水量常有供不應求、或是供過於求的情況發生。本研究目的係建置一高壓噴霧系統之設計基準，根據106年環境資料設計夏季外氣條件、無遮陰設施，利用熱平衡建立VETH圖設計噴霧水量，估算一分地約8(L/min)的噴霧水量，設施內溫度可降至室外溫3~4℃以下。　　本研究以物聯網為架構搭配Raspberry Pi 與Arduino單晶片，建置一套價格低廉、自由度高，及穩定性佳的飽差控制器，使用者能遠端監視溫室狀態、控制環控設備啟閉，查詢歷史紀錄及對參數功能進行調整。　　本研究於南投埔里之溫室設施，建置噴霧降溫系統，針對不同室內循環扇、噴霧降溫控

制策略進行試驗，探討不同策略（溫度、濕度、飽差、交互作用）組合的執行狀況，實驗結果顯示良好的策略組合能改善傳統控制策略的缺點，將設施內溫度降至室外溫度2~4℃以下，並提升室內循環扇之控制準確性。　　利用飽差控制器進行夏季玉女小番茄的栽培，試驗飽差控制環境與未控制環境對番茄作物的影響，結果顯示飽差控制環境下，作物的氣孔開度及光合作用皆優於未控制環境，得知飽差控制可同時達到冷卻、調整蒸散量，及促進光合成作用的效果。