學位論文

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20211

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Author: search.filters.author.Fan, Jing-Yuan

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    以雷射及堆疊結構技術於可撓性傷口酸鹼檢測元件之研究
    (2021) 范瀞元; Fan, Jing-Yuan
    本研究以氧化石墨烯(Graphene oxide, GO)薄膜覆蓋可撓性的聚醯亞胺(Polyimide, PI)基板，利用超快雷射(Ultrafast laser)產生還原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide, rGO)，製作環形指叉狀電極，上層感測區，覆蓋聚丙烯腈(Polyacrylonitrile, PAN)/聚苯胺(Polyaniline, PANI)之靜電紡絲，以製成pH酸鹼感測元件。本研究測試雷射不同的重疊率與單發能量，對應所產生rGO之寬度關係及量測產生rGO的導電性，選出最適當的加工參數。本研究最終選用掃描速度500 mm/s、雷射脈衝頻率300 kHz和能量密度為0.19 J/cm2，在雷射路徑一次製程，製作電極元件，其最低的電阻值為3230 Ω。在材料性質分析下，顯示雷射的能量能有效將GO的含氧官能基去除，還原成rGO。在電紡絲製程方面，電紡絲溶液會以PAN濃度為7 wt%和PANI濃度為1.4 wt%調配比例，在25000 V操作電壓下，產生的電紡絲平滑無珠鏈狀，平均線徑為498.36 nm，該結果經化學分析，證實可將PANI摻入電紡絲中。本研究在製作的設計檢測元件，量測電性響應於不同酸鹼值(pH = 2; 4; 6; 8; 10)，顯示檢測溶液越呈酸性，且其瞬間電流響應越高。另外，在元件靈敏度(電阻變化量/初始電阻)對應pH值反應，顯示每pH量測值會下降6.37 %之線性關係，該其響應結果，可應用於傷口檢測。本研究實際檢測應用，是採以大鼠之傷口為目標檢體，量測3種處理傷口含原始、敷料1(含殼聚糖+奈米金粒子30 μM)及敷料2(含殼聚糖+奈米金粒子60 μM)，分別量測第1天、第4天與第7天之電性變化，顯示在敷料2的傷口檢體pH值，會隨時間變化最小，有助於傷口復原。