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微型放電加工系統之開發與其應用於奈米二氧化鈦膠體之製備

為了解決ze310缺點的問題，作者張朝陽 這樣論述：

近年來二氧化鈦奈米粒子被廣泛地應用於生醫材料、環境污染防治與醫療抗癌等用途，因此奈米二氧化鈦膠體的製備方法成為奈米科技的重要議題之一。化學法製備的奈米二氧化鈦膠體會因製程添加的懸浮劑而使製備的膠體含有鈦與氧以外的元素，故此方法製備的奈米二氧化鈦膠體的用途需要限縮於某些領域。目前已有研究基於電火花放電法(ESDM)採用工業級放電加工機製備出不含鈦與氧以外元素的奈米二氧化鈦膠體，然而此製備方法所使用的放電加工機具有設備昂貴的缺點。為降低ESDM製備奈米二氧化鈦膠體的設備成本，本研究開發一套具有即時監控功能的微型放電加工(Micro-EDM)系統來製備奈米二氧化鈦膠體，此系統之設計包括製備機構、伺

服電路與即時監控系統。即時監控系統是由VisSim軟體、與RT-DAC4/PCI卡來實現，此監控系統與伺服電路整合後可提供電極間隙放電時所需的脈波電壓、可實現電極間隙的閉回路控制的功能、可提供電極間隙的電壓、電極間隙的位移量與放電成功率等製程參數的即時訊息。本文奈米二氧化鈦膠體之製備環境為常溫常壓，使用的介電液為150 ml的去離子水，兩個電極所使用的材料皆為直徑1 mm、純度99.99%的鈦金屬線。當系統的脈波週期的Ton-Toff設定為40-40 μs、膠體製備時間設定為100分鐘與PID控制器參數值的設定為K_p=0.3894、K_i=2.14和K_d=0.0177時，微型放電加工機系統

所製備的奈米二氧化鈦膠體經紫外光與可見光光譜儀(UV-Vis)與雷射光散射儀(Zetasizer)的分析顯示：膠體之波長特徵值為245 nm、吸收度為1.511，界達電位(ζ Potential)為-47.2 mV與平均粒徑為137.2 nm，膠體之粒子粒徑小於91.28 nm的粒子數量為64.2%，此外穿透式電子顯微鏡影像顯示製備的膠體粒子呈現圓球狀型態、膠體粒子的最小粒徑約20 nm， 能量分散光譜儀 (EDS）光譜顯示製備的奈米二氧化鈦膠體不含有鈦與氧以外的元素。這些儀器分析的結果證實Micro-EDM系統具有製備粒徑小且懸浮穩定性佳的奈米二氧化鈦膠體的能力。前述PID控制器參數值是藉由

Ziegler-Nichols法調整所得到。本文開發的Micro-EDM系統具有體積小與製造費用低的優點，其應用於製備奈米二氧化鈦膠體時製程環境不會出現粉塵飄散問題，其製備之二氧化鈦奈米粒子不含鈦與氧以外的元素，因此其應用在光催化反應來降解有機化合物時能避免對環境造成二次汙染，其應用於醫療器材時對人體不會產生不良的副作用。前述各項優點將有助於提升電火花放電法在製備優質的二氧化鈦奈米粒子的競爭力。

利用固態醱酵生產葡萄糖胺探討黴菌生長環境之影響

為了解決ze310缺點的問題，作者彭佳偉 這樣論述：

葡萄糖胺是一種天然氨基單糖，亦稱為糖胺聚醣，常見於軟骨基質和骨頭潤滑液中，可以治療受損的軟骨。目前業界生產葡萄醣胺較常用的方法為酸水解蝦蟹殼。蝦蟹殼生物在生產葡萄醣胺的製程中，有酸廢水與重金屬汙染等缺點，因此本研究期以微生物直接生產葡萄醣胺，改善傳統方法的缺點。本研究主要探討如何使用喜多氏麴黴(Aspergillus sydowii)進行固態培養增加葡萄糖胺的產率，降低生產成本。研究含喜多氏麴黴的前培養和葡萄糖胺的生產條件，變因如接菌生物量、補充營養液體積、麥麩厚度、培養時間和麥麩顆粒等，找出最適合此菌株生產葡萄醣胺的培養條件。從實驗結果得知，補充營養液體積為主要因子。當麥麩含水率超過75%

，此醱酵是介於液態醱酵和固態醱酵的一種形式，可得到較佳的葡萄糖胺生產力。除次之外，使用顯微鏡觀察可以發現，菌株開始產生包子囊的時間為菌株生產葡萄糖胺最佳化培養時間。研究結果為在喜多氏麴黴株(A. sydowii)、溫度為30 oC、麥麩為2克、培養時間為72小時、補充營養液體積為每克麥麩3毫升，可以得到最高的葡萄糖胺產量為52.5 mg/gds，及生產力為0.73 mg/gds.h。在相同條件下，進行5克麥麩實驗得到最高的葡萄糖胺產量為48.7 mg/gds，及生產力為0.69 mg/gds.h。此結果對未來工業化有顯著的幫助。