1表面改質處理對沸騰熱傳之貢獻。
本次計畫研究主題主要就是針對沸騰熱傳研究，在這領域的研究吾人非常孰悉，吾人從博士班(台大機械指導老師陳炳煇教授)到今年都還有沸騰熱傳研究之發表，歷經了10年之研究有7篇國際期刊文章發表，投入研究能量很多，也達到很好的研究發表效果，目前後總共被引用次數達到300次以上，由此系列實驗結果證明經表面處理後之親/疏水性表面對液氣兩相熱傳之影響是非常顯著的，藉由分析表面特性了解表面上之液氣之動力行為與沸騰熱傳性能的關係。在近五年度還持續發表了4篇Q1等級之SCI論文在沸騰熱傳上如以下表格所列，其中2篇為第一作者與一篇通訊作者，各篇發表摘要內容如以下討論。（以下所述發表論文之期刊Impact Factor 與5-Year Impact Factor 均以2022 年ISI 資料庫之資料所計算。而論文Cited Number 則統計期間至2022 年11 月）
(1) Shun-Yu Yang, Chin-Chi Hsu*, Tien-Li Chang, "UV illumination control and enhancement of heat transfer during pool boiling process" International Communications in Heat and Mass Transfer, Vol.139, 106487, 2022. (通訊作者SCI 引用次數: 0 次) 越來越多的研究集中在利用外部效應控制沸騰流場，這個研究首次提出透過池沸騰過程中的紫外線 (UV) 照射觸發二氧化鈦 (TiO2) 表面來之潤濕性改變，變由於光催化作用，TiO2 表面從疏水性變為親水性，使沸騰過程中發生的紫外線照射激活表面潤濕性實現氣泡在加熱表面上的動力行為轉變。 高速相機圖像顯示表面潤濕性隨紫外線照射的轉變改變了池中的液體蒸汽動力學並影響沸騰傳熱性能。與未改質之銅表面相比，TiO2-經紫外線照射後之測試表面顯示出 72% 的臨界熱增強，通量CHF 和傳熱係數HTC 降低 49%。
(2) C.S.S. Kumar, G.U. Kumar, M.R.M. Arenales, Chin-Chi Hsu, S Suresh, PH Chen Elucidating the mechanisms behind the boiling heat transfer enhancement using nano-structured surface coatings, Applied Thermal Engineering, 137, 868-891, 2018. (引用次數: 35次)此篇回顧近年來有關奈米塗布製程對沸騰熱傳研究之文獻，討論了最近對使用表面塗層之沸騰傳熱增強進行實驗研究以及熱傳增強背後的機制，藉由微米級和奈米級結構改變表面形態的發展導致兩相傳熱性能顯著提高。表面塗層的介紹將透過在表面上產生多孔、翅片、親水和混合圖案等案例分享，並介紹如何增加其表面臨界熱通量 CHF和沸騰傳熱係數HTC。
(3) Chin-Chi Hsu, Meng-Ru Lee, Chun-Hui Wu, Ping-Hei Chen, "Boiling heat transfer enhancement by impurities deposition of tap water" Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 88, pp. 88-92, 2017(第一作者與通訊作者SCI 引用次數: 7 次)這是一個自來水沸騰的實驗，發現水的雜質對沸騰的影響，雜質在透過沸騰過程中會沉積在加熱表面反而可以提升沸騰熱傳量。
(4) Chin-Chi Hsu*, Meng-Ru Lee, Chun-Hui Wu, Ping-Hei Chen, 2017, "Effect of interlaced wettability on horizontal copper cylinders in nucleate pool boiling" Applied Thermal Engineering, Vol. 112, pp.1187–1194, 2017.(第一作者與通訊作者，引用次數: 37次)
此研究為此研究發現若將表面進行親/疏水性交錯式改質，運用在圓柱表面上，透過改質條紋的一些物理參數，像是面積比，寬度比，發現沸騰熱傳在特定的條件下可得到較低之表面過熱度，詳細討論如圖一所示。圖三(a)發現在交錯潤濕表面之介面數越多(15條)，交錯潤濕表面之介面面積比(親水與疏水比例) 為70%時有較佳的Nu值，表示在這樣的情形下有較好的對流熱傳效果。圖三(b)流場實際沸騰加熱的情形，可以觀察到加熱圓柱上不同的介面數，氣泡產生成核數量也不太一樣，也是因為這樣的效果，改變了流場熱傳的效果(1-e)。
2 表面改質對液滴蒸發熱傳之貢獻。
此研究為吾人近期在聯合大學機械系的研究重點，藉由簡單的液滴蒸發實驗去探討複雜的兩相流熱傳行為，探討在表面潤濕特性的改變增加其蒸發熱傳效能。在這3篇吾人的研究貢獻度都很高，其中兩篇為第一作者與一篇為通訊作者。
(5) Chin-Chi Hsu, Hui-Chung Cheng, Tien-Li Chang, Ping-HeiChen. Evaporation heat transfer enhancement by a laser-textured heterogeneous surface, Colloids & Surfaces A, Vol.628, 127359, 2021 (第一作者與通訊作者，SCI 引用次數: 3 次).此研究在2018年的計畫研究結果發現薄膜厚度對於熱傳遞量有顯著的影響，發現平均薄膜厚度越薄熱傳量越高，從未改質表面和親水性表面的比較可知，親水性可有效加長薄膜蒸發區域，親水性的薄膜大部分是屬於膜蒸發區域，所以親水性表面的平均薄膜厚度較薄熱傳遞量較高，結果如圖所示。此為去年科技部計畫成果初部成果已發表在國際會議論文，目前完整論文準備投稿至國際熱流期刊論文。
(6) Chin-Chi Hsu, You-An Lee, C.S.S. Kumar, Chun-Hui Wu, Self-propelled sessile droplet on a superheated and heterogeneous wetting surface, Colloids & Surfaces A, Vol. 612, 126074, 2021.(第一作者與通訊作者，SCI 引用次數: 2 次). 此研究發現一有趣的物理行為，發現液珠在混合潤濕的加熱表面上會產生自我滾動的現象，如下圖左側之影像。我們推斷溫度升高是影響液蒸氣動態行為的主要因素，但是如果將潤濕特性結合起來形成具有混合潤濕性的表面，則液汽動力學行為的效果會大大增加。此篇研究發表在Colloids & Surfaces A期刊上。
(7) Chun-Hui Wu,You An Lee, Yen Jung Lai, Jiann Shieh, Chii Rong Yang, Chin-Chi Hsu*, Heat transfer enhancement of a multilayer graphene coating surface, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 118, 110175, 2020. (通訊作者SCI， 引用次數: 5 次)此研究在2018年科技部計畫成果發表當中得到佳作的殊榮，其主要探討在銅表面上塗佈多層石墨烯材料，藉由利用石墨烯之高導熱特性觀察其液氣兩相蒸發之行為，我們比較了各種表面的蒸發速率，發現溶膠凝膠塗層表面的蒸發速率增加了50％，在化學汽相沉積法塗層表面上超過了33％，我們可以得出結論，石墨烯塗層通過鬆散結構的實際接觸面積擴展促進蒸發，如下圖所示。
3表面改質對流體力學與生醫光學之貢獻。
(8)Zhe-Wei Yang, Thi-Thu-Hien Pham, Chin-Chi Hsu, Chi-Hsiang Lien, Quoc-Hung Phan, Single-layer-graphene-Coated and gold-film-based surface plasmon resonance prism coupler sensor for immunoglobulin G detection, Sensors, Vol.22,1362, 2022.(共同作者SCI 引用次數: 6 次)石墨烯塗層對用於免疫球蛋白 G 檢測的基於金膜的表面等離子體共振棱鏡耦合器傳感器。
(9) Jing-YuanTsai1, Guan-Fu Huang1, Jiann Shieh, Chin Chi Hsu, Kostya (Ken)Ostrikov, 2015, " Harvesting water surface energy: self-jumping nanostructured hydrophobic metals ", iSience, Vol. 24, 102746.(共同作者SCI 引用次數: 2次)這篇研究探討在金屬表面之奈米長線氟化結構對浮力研究，超疏水表面潤濕性對於金屬固體表面的浮力行為起了關鍵性的作用,主要是因為表面形成氣泡影響了浮力行為，甚至造成浸末金屬固體表面彈出水面。在這項研究中，我們使比重比水大的金屬不沉入液體，能夠透過收集水的表面能量跳出水面。這種彈跳出水面效果歸因於奈米結構增強銅和不銹鋼箔表面的漂浮能力。表面能的轉換來自液體表面的疏水性以導致噴射奈米結構的水力行為，這種製程材料可運用在新的固液分離技術上。
