资源描述
大學跨學門科學人才培育銜接計畫申請書(B子計畫五)
3.1 B類子計畫 中英文摘要及關鍵字(請每個B子計畫均填寫一套表格)
(計畫名稱：光學薄膜於綠色建築節能之應用)
綠色建築中建築節能是最重要的一環，太陽光所導致之空調用電是建築空調用電的一半，因此隔熱省電節能相當重要。窗戶隔熱膜在建築節能產品中具有極高的節能潛力。全球暖化及能源短缺是本世紀人類要積極面臨的問題，開發有效阻隔近紅外光並具有高可見光穿透率的產品，在節能的領域是重要的研究課題。除了有近紅外光吸收性質的有機類與無機類添加劑之外，變色材料在綠建築門窗玻璃的開發應用上將扮演重要的角色。電致變色材料運用在商業大樓的玻璃窗上相當廣泛，不過在製備與應用上並不容易，且對於節能來說，仍要消耗電能來達到阻隔近紅外光的效果。所以本計劃擬採用光致變色材料，利用太陽光中紫外光的照射，造成光致變色材料顏色的變化，以阻隔近紅外光的照射，降低室內照明所消耗的電量，以達到節省能源的目的。
Building energy saving is most important issue in the concepts of green building construction. Half of the power consumption of air conditioners in a building is for the removal of the energy brought in by the sunlight through the windows and indoor illuminations. The most effective tool to cut down the energy consumption of air conditioner is the application of the window solar film. Global warming and energy shortage are two major problems that human have to deal with in this century. To develop highly transparent IR-shielding materials is an important subject of research. Besides the commercialized IR absorbing organic or inorganic additives, application of intelligent chromic materials to the building windows has become the major trend of the future. Electrochromic materials are comprehensively applied to business building’s windows with difficulties in preparation and construction. Besides, the electrochromic material needs the electric power to make it work which is against the ultimate purpose of energy saving. Therefore, in this research, photochromic materials would be employed to the window solar film. Ultraviolet light would induce color change of the photochromic materials and the near infrared could thus be blocked, and the consumption of electric power of air conditioners could be effectively cut down.
(以上表格不足請自行增列)
3.2 B子計畫 內容
請扼要說明子計畫的構想、內容與特色，並請說明計畫執行重點，以及跨學門合作內容，並簡述參與計畫之相關學校單位(或包含科研館所)等概況說明等。
建築節能是綠色建築九大指標中最重要的一環。太陽光經由窗戶進入室內以及室內照明產生之冷房負荷所導致之空調用電約佔建築空調用電的一半，因此窗戶隔熱的提升有助於空調負荷的降低，而採光性能的提升則能減少人工照明的使用，兩者同時考慮，可降低30~60 %的總用電量，具有極高的節能潛力。要能兼具隔熱及採光的效果，必須開發有效阻隔近紅外光並具有高可見光穿透率的產品。具有近紅外光吸收能力的有機或無機化合物常作為窗戶隔熱紙添加劑，但是都有本質上難以克服的缺點。近年來變色材料在建築窗玻璃的開發應用上扮演重要的角色，變色材料可以藉由電能、熱能或是光能使材料產生變色效果，進而控制戶外光熱進入建築物內部之能量，以達到調控建築內部照明與冷氣之耗電量，達到節能舒適之目的。
電致變色材料運用在商業大樓的玻璃窗上相當廣泛，不過建築玻璃的面積大，在製備與應用上並不容易。另外對於節能來說，電致變色之驅動力為電壓，因此仍要消耗電能來達到阻隔近紅外光。光致變色材料可運用在智慧窗、顯示器及熱感應器等，變色原理是因過渡金屬氧化物，如氧化鎢或氧化鉬，藉由紫外光的照射使金屬氧化態改變，在不同特定波長處產生吸收，若將紫外光移除，材料便產生退色反應。所以本研究採用光致變色材料，藉由太陽光中紫外光的照射，造成變色材料顏色變化，以阻隔近紅外光的照射，降低室內照明所消耗的電量，以達到節省能源的目的。
運用光致變色材料製備光學薄膜的研究並不多，目前以氧化鎢的研究較普遍，但大多探討水相中吸收的改變，利用氧化鎢製備的光學薄膜並不多見，且在可見光區有特定吸收峰產生。因此本計劃希望探討不同過渡金屬在可見光或近紅外光的吸收效果，並添加不同高分子製備有效阻隔近紅外光並具有高可見光穿透率的光學薄膜，以達到最佳節能效果。
第一年先與淡江大學化學系徐秀福教授探討不同過渡金屬氧化物的特性吸收位置，並確立將來所使用的無機材料。
第二年再將確立的過渡金屬氧化物添加在不同的高分子材料，探討成膜後光學性質及機械性質之改變，作有系統的比較分析。
本計劃主要針對大學部一、二年級學生，希望啟發學生對過渡金屬氧化物的特性及光學薄膜在綠色建築節約能源運用上的興趣，以此有意義的題目為研究主題。因此選才部份將針對積極性高、成績優良、做事態度佳以及具有研究興趣者優先考量。
附註：共同參與之夥伴說明。
本計畫之共同參與研究夥伴為徐秀福教授。徐秀福教授是淡江大學化學系教授，專長為有機金屬合成。由徐秀福教授合成並提供各種不同過渡金屬氧化物，利用化材系在光學薄膜製備技術及應用的經驗，製作有效阻隔近紅外光並具有高可見光穿透率的光致變色光學薄膜。
(以上表格不足請自行增列)
3.3 B子計畫 經費需求 (屬經常費支出)( 97 年度)
請列明計畫執行所需之經費，例如主持人費、兼任助理、業務費與雜費等，並請列明理由及計算標準(編列請參考教育部補助及委辦經費編列原則)：
1.人事費
姓 名
職 稱
工 作 內 容
月支酬金
(元)
工作
月數
小計(元)
張正良
黃井勵
教授
子計畫兼任助理
擔任光學薄膜領域子計畫指導教授
擔任光學薄膜領域子計畫目標導向研究之執行
5000
3000
11
11
55,000
33,000
合 計
88,000元
2.業務費與雜費
項 目 名 稱
說 明
數 量
單 價
小計(元)
實驗設備使用費及
雜支
含消耗器材、藥品費、電腦使用費、維護費、電腦軟體、郵電費、影印費、資料檢索費及差旅費等
81,600
81,600
合 計
81,600元
(以上表格不足請自行增列)
3.3 B子計畫 經費需求 (屬經常費支出)( 98 年度)
請列明計畫執行所需之經費，例如主持人費、兼任助理、業務費與雜費等，並請列明理由及計算標準(編列請參考教育部補助及委辦經費編列原則)：
1.人事費
姓 名
職 稱
工 作 內 容
月支酬金
(元)
工作
月數
小計(元)
張正良
黃井勵
教授
子計畫兼任助理
擔任光學薄膜領域子計畫指導教授
擔任光學薄膜領域子計畫目標導向研究之執行
5000
3000
12
12
60,000
36,000
合 計
96,000元
2.業務費與雜費
項 目 名 稱
說 明
數 量
單 價
小計(元)
消耗器材
藥品費
雜支
差旅費
玻璃器材
溶劑、反應藥品
電腦使用費、維修費、影印費、郵電費與資料索引費
研討會差旅費、成果發表及
報名費
35,000
54,000
20,000
15,000
3,000
54,000
20,000
15,000
合 計
124,000元
(以上表格不足請自行增列)
3.4 B子計畫 執行進度表(請分年填寫)
第一年
(請以甘梯圖的方式列明本計畫各工作項目預定之進度，並以粗線標示其起迄月份)
時程
工作項目
第
1
月
第
2
月
第
3
月
第
4
月
第
5
月
第
6
月
第
7
月
第
8
月
第
9
月
第
10
月
第
11
月
第
12
月
備註
擬定年度執行進度
相關文獻收尋、整理與分析
光致變色材料理論研究與分析
光致變色型金屬氧化物材料製備及分析
進行績效評估及檢討
提出年度成果報告
(以上表格不足請自行增列)
第二年
(請以甘梯圖的方式列明本計畫各工作項目預定之進度，並以粗線標示其起迄月份)
時程
工作項目
第
1
月
第
2
月
第
3
月
第
4
月
第
5
月
第
6
月
第
7
月
第
8
月
第
9
月
第
10
月
第
11
月
第
12
月
備註
擬定年度執行進度
相關文獻收尋、整理與分析
光致變色材料光學薄膜製備及分析
進行績效評估及檢討
數據整理分析
提出年度成果報告
(以上表格不足請自行增列)
3.5 B子計畫 預期成效
(請分年列述可達成之具體成果)
第一年:
1. 了解何謂綠色建築。
2. 訓練學生收集資料並學以致用。
3. 認識過渡金屬材料之基本知識。
4. 讓化學工程與材料工程學系的學生了解有機金屬化學合成技術。
第二年:
1. 有機無機混成光學薄膜的製備技術及原理。
2. 各種檢測儀器之工作原理與數據分析。
3. 了解綠色建築節能工程設計與計算
4. 學習綠色建築節能材料設計與結構分析
(以上表格不足請自行增列)
子計畫聯絡人
姓名: 張正良 系所: 淡江大學化學工程與材料工程研究所電話: ( 02 ) 26215656 ext 3284 傳真：(02 ) 26209887
E-mail: chlchang@.tw
3.6 B子計畫 主持人簡歷
(學門別：□基礎科學□電資□醫學■工程）
（一）請填列子計畫主持人簡歷。請簡要填列每人簡歷以二頁為限，1-4項可使用國科會專題計畫主持人之簡歷表)
1. 個人資料：
姓 名
張正良
單位系所：淡江大學化學工程與材料工程研究所
電 話：
傳 真：
e-mail：
( 02 ) 26215656 ext 3284
(02 ) 26209887
chlchang@.tw
2. 主要學歷
畢 業 學 校
國 別
科 系 別 或 主 修 學 門
學 位
起 迄 年 月
淡江文理學院
化學工程學系
學士
1973/8-1976/7
美國密西根州立大學
化學工程研究所
碩士
1979/8-1981/7
美國密西根州立大學
化學工程研究所
博士
1981/8-1985/7
3. 現職及與專長相關之經歷(按時間先後順序由最近經歷開始填起)
服 務 學 校
服 務 部 門
職 稱
起 迄 年 月
淡江大學
化學工程與材料工程研究所
教授
1986/8-present
4.近五年內已發表之文獻著作(作者、年代、論文題目、雜誌、卷數及頁數)，按下列格式列出。(例：Vance CP, Kirk TK and Sherwood RT (YYYY) Lignification as a mechanism of disease resistance. Annu Rev Phytopathol 18: 259-288.)
(1) Lin, DJ, Chang, CL, Huang, FM and Cheng, LP (2003) Effect of Salt Additive on the Formation of Microporous Poly(vinylidene fluoride) Membranes by Phase Inversion From LiClO4/Water/DMF/PVDF system. Polymer 44: 413-422.
(2) Lin, DJ, Beltsios, K, Chang, CL, Cheng, LP (2003), Fine Structure and Formation Mechanism of Particulate Phase-Inversion Poly(vinylidene fluoride) Membranes.Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 41: 1578-1588.
(3) Ho, CD, Chang, CL, Wang, CK and Su, YS (2003) Producing Chilled Air from Ice Melting with Air Time-Velocity Variations in Cool-Thermal Discharge Systems. Int. Comm. Heat Mass Transfer 30, 5: 663-672.
(4) Lin, DJ, Chang, CL, Chang, CL, Chen, TC, and Cheng, LP (2004) Fine Structure of Poly(vinylidene fluoride) Membranes Prepared by Phase Inversion from a Water/N-Methyl-2-pyrollidone/Poly(vinylidene fluoride) System. Journal of Polymer Science: Part B: Polymer Physics 42: 830-842.
(5) Chang, CL, Chen, YZ and Chang CM (2004) Optimization of a Vacuum Freezing Cool-Thermal Storage Coupled with Wastewater Treatment Process. Heat Transfer-Asian Research 33 (3):189-200.
(SCI Journal)(NSC 91-2212-E-032-013)
(6) Chang, CL, Don, TM, Lee, HS and Sha, YO (2004) Studies on the Aminolysis of RTV Silicone Rubber and Modifications of Degradation Products. Polymer Degradation and Stability 85 (2):769-777.
(SCI Journal)(NSC 89-2216-E-032-009)
(7) Chang, CL and Chang, MS (2004) Preparation of multi-layer silicone/PVDF composite membranes for pervaporation of ethanol aqueous solutions. Journal of Membrane Science 238:117-122.
(SCI Journal)(NSC 89-CPC-7-032-001)
(8) Lin, DJ, Chang, CL, Shaw, HY, Jeng, YS and Cheng, LP (2004) Formation of multilayer poly(acrylic acid)/poly(vinylidene fluoride) composite membranes for pervaporation. Journal of Applied Polymer Science 93:2266-2274.
(9) Chang, CL and Lin, YK (2005) Competition of aminolysis and alcoholysis in nucleophilic cleavage of a model compound for polysiloxane networks. Polymer Degradation and Stability 87(1):207-211.
(SCI Journal)(NSC 89-2216-E-032-005)
(10) Chang, CL, Lee, HS and Chen, CK (2005) Nucleophilic Cleavage of Crosslinked
Polysiloxanes to Cyclic Siloxane Monomers: Mild Catalysis by a Designed Polar Solvent System. Journal of Polymer Research 12(6):433-438.
(SCI Journal)(NSC 86-2211-E-032-003)
(11) Chang, CL and Chang, PY (2006) Performance Enhancement of Silicone/
PVDF Composite Membranes for Pervaporation by Reducing Cross-linking Density of the Active Silicone Layer. Desalination 192: 241-245.
(12) Chang, CM, Chang, CL and Chang, CC (2006) Synthesis and Optical
Properties of Soluble Polyimide/Titania Hybrid Thin Films. Macromolecular Materials and Engineering 291:1521-1528.
(SCI Journal)(NSC 94-2216-E-032-002)
5.曾講授過之課程
6.三年內之研究計畫名稱(計畫編號、補助來源及總金額)
1. 96年度【奈米二氧化矽改質負型壓克力彩色光阻之製備】國科會計畫編號: NSC96-2221-E-032-032, NT$780,000
2. 95年度 【 含鎢錯合物高近紅外線遮蔽效率高分子光學膜之製備與性質分析】
國科會計畫編號: NSC 95-2221-E-032-044, NT$739,000
3. 94年度【具高效能紫外光遮蔽性之有機-無機奈米複合薄膜的製備】國科會計
畫編號: NSC 94-2216-E-032-004, NT$820,000
7.相關獎勵事蹟
無
3.6 B子計畫 協同主持人簡歷
(學門別：■基礎科學□電資□醫學□工程）
（一）請填列子計畫主持人簡歷。請簡要填列每人簡歷以二頁為限，1-4項可使用國科會專題計畫主持人之簡歷表)
1. 個人資料：
姓 名
徐秀福
單位系所：淡江大學化學系
電 話：
傳 真：
e-mail：
( 02 ) 26215656 ext 2436
(02 ) 26209924
hhsu@mail.tku.edu.tw
2. 主要學歷
畢 業 學 校
國 別
科 系 別 或 主 修 學 門
學 位
起 迄 年 月
伊利諾大學香檳分校博士
美國
化學系
博士
1992/9-1997/8
國立中山大學學士
中華
民國
化學系
學士
1984/9-1988/6
3. 現職及與專長相關之經歷(按時間先後順序由最近經歷開始填起)
服 務 學 校
服 務 部 門
職 稱
起 迄 年 月
淡江大學
化學系
教授
2007.1-迄今
淡江大學
化學系
副教授
2003.4-2007.1
淡江大學
化學系
助理教授
1999.8-2003.4
麻省理工學院
化學系
博士後研究員
1997.10-1999.6
4.近五年內已發表之文獻著作(作者、年代、論文題目、雜誌、卷數及頁數)，按下列格式列出。(例：Vance CP, Kirk TK and Sherwood RT (YYYY) Lignification as a mechanism of disease resistance. Annu Rev Phytopathol 18: 259-288.)
Selected Publications:
Lai, L.-L.; Wang, L.-Y.; Lee, C.-H.; Cheng, K.-L.; Hsu, H.-F., “Star-shaped Mesogens of Triazine-Based Dendrimers and Dendrons as Nonconventional Columnar Liquid Crystals,” J. Org. Chem. accepted in December 2007.
Ong, C. W.; Hwang, J.-Y.; Tzeng, M.-C.; Liao, S.-C.; Hsu, H.-F.; Chang, T.-H., “Synthesis of Hexaalkoxydibenzo[a,c]phenazine with Long Carbon Chain to Probe Optimization of Mesogenic Behavior,” J. Mater. Chem. 2007, 17, 1785-1790.
Hsu, H.-F.; Chien, S.-C.; Chen, H.-C.; Chen, H.-H.; Yang, Y.-L.; Shih, T.-L.; and Lee, J.-J., “Multiple Advantages on the Formation of Discotic Nematic Superstructures by Incorporation of a Laterally Substituted Sidearm,” Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 1896-1902.
Hsu, H.-F.; Chen, S.-J.; Kuo, C.-H., Wong, B.-C.; Chiu, H.-T., “Design and Investigation of Calamitic Liquid Crystals with Low Aspect-ratios: Rigid y-Shaped 1,2,4-Tris(4-alkoxyphenylethynyl)benzenes,” J. Mater. Chem., 2005, 15, 4854-4861.
Lin, S.-Y.; Chen, C.-h.; Lin, M.-C.; Hsu, H.-F., “A Cooperative Effect of Bifunctionalized Nanoparticles on Recognition: Sensing Alkali Ions by Crown and Carboxylate Moieties in Aqueous Media,” Anal. Chem., 2005, 77, 4821-4828.
Chang, T.-H.; Wu, P.-J.; Chiang, M. Y.; Liao, S.-C.; Ong, C. W.; Hsu, H.-F.; Lin, S.-Y., “Synthesis and Mesomorphic Behavior of a Donor-Acceptor-Type Hexaazatriphenylene,” Org. Lett., 2005, 7, 4075-4078.
Hsu, H.-F.; Chien, S.-J.; Chen, S.-H.; Chen, C.-H.; Huang, L.-Y.; Kou, C.-H.; Chen, K.-J.; Ong, C. W.; Wong, K.-T., “Mesogenic and optical properties of a,a'-bis(4-alkoxy-phenylethynyl)oligothiophenes,” Liq. Cryst., 2005, 32, 683-689.
Hsu, H.-F.; Kuo, C.-H.; Chen, C.-F.; Lin, Y.-H.; Huang, L.-Y.; Chen, C.-H.; Cheng, K.-C.; Chen, H.-H. “Synthesis and Mesomorphic Properties of Multiynylthiophenes: 2,3,4,5-Tetrakis(4-alkoxyphenylethynyl)thiophenes and 2,3,5-Tris(4-alkoxyphenylethynyl)thiophenes,” Chem. Mater. 2004, 16, 2379-2385.
Ong, C. W.; Liao, S.-C.; Chang, T.-H.; Hsu, H.-F. “In Situ Synthesis of Hexakis(alkoxy)diquinoxalino[2,3-a:2’,3’-c]phenazines: Mesogenic Phase Transition of the Electron-Deficient Discotic Compounds,” J. Org. Chem. 2004, 69, 1381-1385.
Lee, A. S.-Y.; Wu, C.-C.; Lin, L.-S.; Hsu, H.-F. “A Simple Facile Carboxylation Method and Its Application for Synthesis of Liquid Crystals,” Synthesis 2004, 4, 568-572.
Hsu, H.-F.; Lin, W.-C.; Lai, Y.-H.; Lin, S.-Y. “Effects of reducing structural symmetry on mesophase behaviour: synthesis and characterization of the 2-alkoxy-6-[4-(4-alkoxy-phenyl)-buta-1,3-diynyl]-naphthalenes,” Liq. Cryst. 2003, 30, 939-944.
Hsu, H.-F.; Lin, M.-C.; Lin, W.-C.; Lai, Y.-H.; Lin, S.-Y. “Novel Columnar Liquid Crystals with Nonidentical Peripheral Groups: 1,3,5-Triphenylethynyl-2,4,6-triphenylbenzene,” Chem. Mater. 2003, 15, 2115-2118.
Wang, B.-C.; Chang, J.-C.; Tso, H.-C.; Hsu, H.-F.; Cheng, C.-Y. “Theoretical Investigation the Electroluminescence Characteristics of Pyrene and Its Derivatives,” J. Mol. Struct. (Theochem) 2003, 629, 11-20.
Ong, C. W.; Liao, S.-C.; Chang, T. H.; Hsu, H.-F. “Rapid Synthesis of New Discotic Liquid Crystal Based on Diquinoxalino[2,3-a:2’3’-c]phenazine Containing Hexakis(alkoxy) Side Arms,” Tetrahedron Lett. 2003, 44, 1477-1480.
Hsu, H.-F.; Lai, Y.-H.; Lin, S.-Y.; Lin, W.-C.; Chen, J.-F. “Impact on the Mesophase Transition Temperatures of Bis(naphthyl)-1,3-buradiyne of the Attachment of Terminal Alkoxy Chains,” Liq. Cryst. 2003, 30, 325-329.
Hsu, H.-F.; Shapley, J. R. “Triruthenium Cluster Complexes of C60 and C70: Carbonyl Site Exchange Probed via Triphenylphosphine Ligand Derivatives” J. Organomet. Chem., 2000, 599, 97-105.
Abdallah, D. J.; Robertson, A.; Hsu, H.-F.; Weiss, R. G. ; “Smectic Liquid-Crystalline Phases of Quaternary Group VA (Especially Phosphonium) Salts with Three Equivalent Long n-Alkyl Chains. How Do Layered Assemblies Form in Liquid-Crystalline and Crystalline Phases?” J. Am. Chem. Soc., 2000, 122, 3053-3062.
7.相關獎勵事蹟
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