機電工程學系

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系所沿革

為迎合產業機電整合人才之需求,本校於民國 91年成立機電科技研究所,招收碩士班學生;隨後並於民國93年設立大學部,系所整合為「機電科技學系」,更於101學年度起招收博士班學生。103學年度本系更名為「機電工程學系」,本系所之發展方向與目標,係配合國家政策、產業需求與技術發展趨勢而制定。本系規劃專業領域包含「精密機械」及「光機電整合」 為兩大核心領域, 使學生不但學有專精,並具跨領域的知識,期能強化學生之應變能力,以適應多元變化的明日社會。

教學目標主要希望教導學生機電工程相關之基本原理與實務應用的專業知能,並訓練學生如何運用工具進行設計、執行、實作與驗證各項實驗,以培養解決機電工程上各種問題所需要的獨立思考與創新能力。

基於建立系統性的機電工程整合教學與研究目標,本系學士班及研究所之教育目標如下:

一、學士班

1.培育具備理論與實作能力之機電工程人才。

2.培育符合產業需求或教育專業之機電工程人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之機電工程人才。

二、研究所

1.培育具備機電工程整合實務能力之專業工程師或研發人才。

2.培育機電工程相關研究創新與產業應用之專業工程師或研發人才。

3.培育具備人文素養、專業倫理及終身學習能力之專業工程師或研發人才。

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    先進雷射石墨烯結構製程技術於生物分子元件應用之研究
    (2018) 陳肇祈; Chen, Zhao-Chi
    多功能生醫晶片的實現,用於人類的醫療保健上,除在生活中預防疾病發生外,更能即時甚至提前預測以獲得病患身體檢測之訊息,進一步於醫院接受更完整與深入治療,使病患在疾病之初期,立即獲得有效的診療。本研究在開發先進雷射(Advanced laser)於石墨烯(Graphene)圖案化電極製作及應用技術,以脈衝雷射剝離(Pulsed laser ablation, PLA)製程直寫(Direct writing)方式,在多層石墨烯(Multi-layer graphene, MLG)薄膜基材,進行製程材料的探討與感測元件的製作。本研究所使用的先進雷射系統,包括波長355 nm與532 nm的超快皮秒脈衝雷射(Ultrafast picosecond pulsed laser, 355/532-UPPL)及波長355 nm的奈秒脈衝雷射(Nanosecond pulsed laser, 355-NPL)。藉此先進雷射剝離製程,探討與多層石墨烯薄膜材料間之影響及特性分析,以製作感測電極結構元件。同時搭配微流體元件(Microfluidic device)設計和靜電紡絲(Electrospinning nanofibers)技術,實際應用於不同生物分子之元件檢測。 本研究以雷射製程技術於葡萄糖(Glucose)檢測元件的應用上,在加入葡萄糖氧化酶(Glucose oxidase, GOD)前/後,其皆呈現線性關係。然而,GOD的電特性是能夠直接通過監測多層石墨烯導電薄膜來獲得的,該電性響應顯示良好的葡萄糖檢測濃度範圍為1 mM到10 mM。此外,在微流體元件的應用上,以順時鐘(Clockwise)方式製作陣列柱狀微流道(Pillar array channels)結構,其具有少量的熔渣(Dross)與平滑的表面特徵,利用實驗結果之模型預測,玻璃基板(Glass substrate)的移除率(C)可達到0.04 μm/pulse。在靜電紡絲奈米線實驗中,PVA-G混合奈米線透過少量摻雜(濃度為6%)石墨烯薄片是可降低薄膜之電阻,並且能夠在溫度60 °C下進行操作,消耗電功率(Electric power, P)為265.25 mW。在相對溼度(Relative humidity, RH)為80%時,其較佳的濕度檢測之電性響應(Electric response)、反應時間(Response time)及恢復時間(Recovery time)性質分別顯示為66.4%、11 sec和35 sec。在聚合酶連鎖反應(Polymerase chain reaction, PCR)元件的實驗中,陣列孔洞之快速熱循環(Hole arrays-rapid thermal cycling, HA-RTC)元件顯示在60分鐘的時間能夠於人類多瘤性病毒(BKV)的標記物(Marker),以及其在354鹼基對(Base pair, bp)的VP1片段完成診斷(增幅),證實以多層石墨烯薄膜電極製作之微型加熱元件是較佳溫度保持以及熱傳導之特性。 本研究以先進脈衝雷射一次性製程(Single-step process)技術,達成免光罩(Mask-less)、微型化、快速製作及微量偵測之需求,在生醫檢測元件設計與應用,並以石墨烯材料製作薄膜檢測元件之特性,在靜電紡絲製作混合奈米線應用於生物分子之檢測獲得到驗證。