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臺大機械系在東元科技創意競賽大放異彩囊括冠亞軍

由本校機械工程研究所馬小康教授帶領劉俊麟、蘇献欽、羅文甫、林學誠以及李奕嶒所組成之團隊,其作品「超低耗能散熱模組」獲得東元Green Tech (東元綠色科技大賽)主競賽冠軍和行銷獎,以及41萬元獎金;同時本校機械所楊鏡堂教授亦率領學生徐靖雯、陳崧昇、呂張維、葉思沂之團隊,其作品「親愛的,我把工廠變小了~綠能小尖兵-分離與再結合式多功能生化微反應器」榮獲主競賽亞軍、人氣獎、行銷獎以及27萬元獎金。今年堂堂邁入第6屆的亞洲唯一的大學綠色科技擂臺「東元GreenTech (東元綠色科技大賽)」,多年來鼓勵亞洲學子在「節能減碳綠色科技」領域戮力研發,本屆祭出達166萬的總獎金,評審團陣容包括跨海來臺的中國科學院院士洪茂椿與萬立駿,以及臺灣資策會董事長史欽泰、工研院副院長曲新生等,以最高規格迎接來自臺灣、中國大陸、印度、俄羅斯的169位菁英學子同臺飆技。

機械所馬教授團隊研究方向是以低耗能散熱技術,對電子設備散熱效能進行提升。眾所皆知目前電子設備的散熱一直以來都以旋轉式軸流風扇為主,然而旋轉式風扇有著「耗能相對較高」的主要缺點。馬小康教授團隊結合了「壓電效應」、「磁力效應」、「共振效應」三項創新的技術結合,成功設計出「壓電磁力連動風扇」,以一片壓電制動器帶動5片,7片甚至式14片扇葉達到連動式的散熱效果,耗能確能控制在0.2W以內,是目前旋轉風扇的2%-5%。「壓電磁力連動風扇」具備裝置耗能低,散熱能力佳之優勢,希望進一步讓目前普遍使用的固定式散熱鰭片heat-sink,都能夠加裝「壓電磁力連動風扇」使之散熱能力更上層樓。壓電磁力連動風扇的低耗能散熱理論,已經在SCI發表多篇Paper,並於中華民國申請相關專利,未來將著手進行相關的電子散熱應用測試。

楊鏡堂教授領軍研究團隊由博士、碩士生各兩名,目前正致力將微流體系統應用於綠色製程。團隊成員具模擬與設計分析、微流體系統及微機電製程專長,研究表現已獲國內外多項競賽肯定,並在楊教授積極的領導下,開發出多功能生化微反應器,將其應用於環境監測、石化、製藥、生醫檢測、化學合成等領域,達到降低成本、節能環保、永續經營的目標。上述等臺灣經濟發展重點產業,其能源消耗及汙染大多來自產品製造,主因為傳統反應器散熱面積小、熱傳能力差,不安全且效率低。因此,為達節能減碳與降低汙染的目標,應從改善製造方法著手。本團隊研發流體分離與再結合(split-and-recombination, SAR)多功能生化微反應器,其製程簡單、節能且反應性能優於現有的微反應器。本團隊利用微流體高表面積與體積比、高選擇性及安全性等優點,研發具工程實用與量產需求之SAR微反應器,擁有熱傳效率高、控溫容易、傳質速度快等優點,可大幅減少汙染、反應時間及能源消耗,並增加各種危險反應的安全性。流體分離與再結合及混沌對流機制,可大幅增進流體混合及反應速率,縮短數千倍反應時間,效能優異,可廣泛應用於化工、材料合成與生醫檢測等領域,實現高效能多用途微反應器。由於流道上下兩層結構對稱,僅需一道黃光微影製程即可大量翻製,量產容易成本低廉。目前本團隊利用此元件已成功完成DNA雜交(5秒完成雜交反應)和醣類合成測試(10秒產率即達93%),效能遠優於傳統方法。SAR微反應器技術未來將全方位發展至各產業、革新製程步驟並開拓下世代節能又環保的生產方法。

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