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尖端創新

戴念華教授開發非侵入式生醫檢測造福病患

  日常書寫用的石墨筆芯、一顆恆久遠的鑽石、亦或是輕盈且強韌的奈米碳管皆是由碳元素所組成,而其間巨大的性質差異僅在於碳原子的排列結構不同。清華大學副校長戴念華特聘教授(材料系)長期致力於碳元素材料研究,藉以開拓碳材料各種不同應用的可能性。戴教授研究團隊近年聚焦於非侵入式生醫檢測之感測材料研發,以便能以更簡易的方式測量患者的生理數值;例如以奈米碳管製造的生醫感測器,能夠進行長時間且穩定的二氧化碳量測,或是可透過唾液檢測糖尿病患者體內之葡萄糖濃度,取代當前侵入式的扎針採血量測方法。另一方面,戴教授亦開發用於慢性阻塞肺病檢測之感測電極,替代臨床醫學上採用的插管等侵入式技術,讓未來醫療不再伴隨疼痛。相關研究成果豐富且深具應用價值,已發表於多個國際期刊,並申請多國專利。

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蔡哲瑋教授利用預測模組設計抗腐蝕高熵合金

  長久以來,傳統的合金設計多採單一金屬為主、少量摻雜其他元素為輔的合成框架,性能突破受限;近年清大材料系葉均蔚教授創新提出高熵合金觀念,突破既往的設計架構,大膽地以五種或以上的金屬均勻混合,創造出嶄新的高熵效應和優異的材料特性。然而正因為多種元素的複雜性,使得高熵合金難以進行相組織成分的模擬預測。清大材料系蔡哲瑋教授近期利用價電荷密度與D軌域能量計算,自行開發計算模組,得到合金相組織與電子軌域能量關係圖,進而設計出非等莫爾比的高抗腐蝕CoCrFeMoNi系列合金,簡稱CF系列合金。與商用合金Hastelloy C276相比,在腐蝕電位和腐蝕電流密度相似的情況下,CF系列合金的被動電流密度大幅降低近50%,顯示其極佳的抗腐蝕能力深具商用競爭力。蔡教授團隊不斷鑽研高熵合金的設計與開發,性質優異、遠超越市售合金,開創無窮之應用潛力。

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