研究專區:第20屆有庠傑出教授 李其源教授專訪 電子報編輯-2A葉倧麟、2B曹珺傑、1B蔣更翔、工英2A陳亮宇
博士畢業後投入教職
李其源教授於民國93年從國立台灣大學機械系取得博士學位後,便毅然決然投入教職,進入元智大學機械系服務。李老師表示,在台大就讀博士班期間,博士論文由機械所陳炳煇終身特聘教授與應力所張培仁教授共同指導,李老師從兩位恩師身上看到做研究的態度、教學的熱忱及對學生們的關懷,李老師深受影響,因此選擇和兩位恩師一樣投入杏壇貢獻一己棉薄之力。李老師致力於微感測器應用於綠色能源已超過十五年,累積許多創新的研究成果,剛榮獲第20屆有庠傑出教授獎。
榮獲第20屆有庠傑出教授獎的李其源教授
以小搏大的「微機電系統」
李老師自民國93年來元智大學機械系任職,因元智大學之綠色科技為其重點領域及特色,遂開始利用微機電系統(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)技術創新開發可撓式整合型微感測器應用於綠色科技。MEMS是在西元1980年後開始的新興研究領域,MEMS是藉由奈微米的製造技術,將機械元件、感測器、致動器及積體電路整合在共同的基材上,操作範圍在微奈米尺度(一微米等於百萬分之一公尺)。此技術具有諸多優點,例如:縮小成品尺寸、提高產品精密度、整合機械結構和電子線路且可大量生產降低製造成本。MEMS技術已有許多民生及工業應用,例如:控制手機螢幕翻轉的「陀螺儀」、遊戲機Switch搖桿的「MEMS麥克風」與控制汽車安全氣囊運作的「加速規」,是現今工業不可或缺的關鍵技術。
創立「奈微米共同實驗室」
元智大學為了發展MEMS,民國93年時由學校、工學院、機械系及燃料電池中心共同支持及投入超過新台幣兩仟萬的經費創立「奈微米共同實驗室」,並由李其源老師負責規劃實驗室,致力於發展奈微米系統。此共同實驗室有許多先進且昂貴的設備,例如:雙面對準曝光機、光阻塗佈機、酸/鹼/有機濕蝕刻槽、數位式光學顯微鏡、表面輪廓儀、金鋁線銲線機、射頻濺鍍機及電子束蒸鍍機。希冀藉由奈微米共同製程設備平台,整合校內、外教授的研究專長建構具特色和競爭力的研究團隊,並結合產業界共同研發奈微米相關技術與產品。
研發「可撓式整合型微感測器」
李老師的研究團隊使用厚度20微米的聚醯亞胺薄膜及厚度40微米的不鏽鋼薄片兩種可撓式材料作為基材,並運用奈微米製造技術,製作出「可撓式整合型微感測器」應用於綠色能源研究。此感測器的特點在於體積小、功能多樣、量測位置彈性、精準度高、反應時間短且可客製化量身設計,例如:可應用於燃料電池、重組器、鋰電池、發光二極體、質子電池、質子交換膜水電解器、釩液流電池與軟性電子等產品。李老師利用此獨門技術曾與美國賓州大學合作開發製作陣列式微電壓感測器,亦與美國通用汽車公司合作開發診斷大面積燃料電池之可撓式微溫度感測器,透過國際合作與交流,不僅能促進學術交流,更能提升元智大學在綠色科技的水準與世界同步。
可撓式整合型(溫度、濕度、流量、電壓及電流)微感測器
與美國通用汽車合作開發的可撓式微溫度感測器
專題研究計畫
李老師目前主持「質子交換膜水電解器壽命預測之診斷工具雛型開發」和「高效能智慧監測之氫/釩液流電池研發」兩項科技部專題研究計畫。前者是利用MEMS技術創新開發可撓式七合一(電壓、電流、溫度、濕度、流量、壓力及氧氣)微感測器,並嵌入質子交換膜水電解器(Proton exchange membrane water electrolyzer, PEMWE)進行加速老化測試,探討局部老化和失效的原因與機制,最終完成PEMWE壽命預測診斷工具雛型,透過此技術可大幅節省PEMWE的製造成本並縮短商品研發和出貨時間。
後者是利用MEMS技術創新開發可撓式七合一(氫氣濃度、導電度、電壓、電流、溫度、流量及壓力)微感測器並嵌入氫/釩液流電池內部即時微觀感測與診斷,藉以得到最佳化操作條件以提高性能及安全性。未來李老師希望可以將可撓式整合型微感測器進一步跨域應用於工業4.0、人工智慧、生醫機械等新興熱門領域,若想更深入了解微機電系統技術的同學們,李老師在系上有開設「微機電製程與設備概論」與「感測器原理與應用」兩門課程,李老師也非常歡迎同學們提早加入實驗室做研究專題,共同探索及挑戰未知的世界。