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因為走入機械固力研究,陳蓉珊一圓出國夢、教師夢,鑽研抑制低頻噪音與振動,突破傳統多孔纖維性吸音材料、荷姆霍茲共振器的應用限制,研發出新型聲學超穎材料與捲曲式、迷宮式聲學吸音結構,達成輕型、厚度薄、低頻抑噪、能等多功能,期待多元應用於捷運、火車、高鐵等軌道運輸,降低噪音與震動,提升搭乘體驗。

 

出生於新北市一個五口之家,父親為公務員退休、母親為家管,家中兩個姊姊在金融領域發展,身為小女兒的陳蓉珊則走向理工領域,從一開始的航太夢為起點,之後跨域航運、海運與陸運工具,展現多元的研究興趣。

 

高中迷上物理 大學進入航太世界

從國中開始陳蓉珊就非常喜歡數學、理化,就讀中山女高時更迷上物理,對自然界振動的頻率感到好奇,「自然界所有波動、波傳行為皆循著一定規律運行。當時覺得世界上的物理現象都可以用數學來解釋,真是非常神奇!」

       

本著對於物理的熱愛,她自然地選擇第二類組(理工科),還參加校內舉辦的數學及自然學科競賽,榮獲高中組物理科第三名,獲獎之後對於自己在物理的能力更加有信心!少女時期的她懷抱著航太夢,覺得飛機能在天上遨翔的原理十分神奇,於是選讀淡江大學航太工程學系,投入飛行器的結構、機械、航太、材料等知識世界,專題在應宜雄教授指導下,研究壓電材料相關領域。

 

之後她進入台灣大學應用力學研究所固力組,師承國家實驗研究院院長吳光鐘,進行壓電複合板震動靜態與動態相關研究分析。攻讀碩士學位期間,由於經常閱讀國外論文,萌生出國見識世界學術水準的念頭,再加上從高中時期開始就希望未來能成為教師、以及一直懷抱的留學夢想,於是至美國普度大學航空太空工程研究所攻讀博士。

 

鑽研三明治結構 學習頂尖學者典範

當時陳蓉珊的指導教授為同樣來自台灣的C. T. Sun(孫錦德)教授,名列複合材料技術全美頂尖學者,系所室內整面牆都是孫教授曾獲得的獎項,而這名頂尖學者更堅持工作到2015年才退休,成為她堅持研究的學習典範。

 

陳蓉珊在美國就讀博士期間,參與專案研究計畫,探討如何加強三明治結構抗週期性低頻擾動的能力,降低週期性擾動所造成的結構損害,運用超穎材料獨特性質,達到低頻抑震,執行計劃期間與印度同儕合作,將研究成果發表到頂尖期刊,並將結構與週期性心材結合,以拓展寬頻抑震。

 

在美國研究期間,陳蓉珊不時遭遇各式挑戰,她舉例,有一回要以電腦模擬結構受到力學行為影響之後產生波傳、振動的表現,卻遇到極大困難,在設定方面查詢許多資料、耗費許久時間,仍舊無法解決,寫了詳盡內容的Email給軟體公司技術支援工程師,對方也認真回覆超長內容,但電子郵件往返數周後,仍舊呈現問AB的狀態,「技術支援工程師並不是全能、朋友師長只能從旁給予鼓勵,能給解決方案的只有自己,信心與努力是做研究最強大的幫手!」

 

201112月她拿到博士學位、隔年1月回台、21日開始在成大任教,不僅在時間上無縫接軌,進入成大後,她也不須適應期,瞬間完全融入學校環境與設施,因為成大在校舍建築、開放空間、處處綠蔭等,都像極了普度大學!成大的環境也讓這位新手老師感到安心!且成大工學院對於入校三年內的新進老師提供配合款,她當時積極爭取到科技部計畫,因此獲得學校配合款補助,她認為,這對於從無到有經營的新進老師幫助極大!此外,工程科學系設有工程科學文教基金會,更是串聯業界需求與學界研究的最佳橋樑。

 

政府專案支持 創新研發材料

回國陳蓉珊陸續獲得各式專案支持,例如2017年科技部經費補助下,進行「薄膜型超穎材料於震動與聲音控制之應用」研究;在工研院專案計畫挹注下,於20132015年及2019年持續進行新型聲學超穎材料研究,團隊持續研究多功能創新材料,將聲學超穎材料、捲曲型荷姆霍茲共振器與迷宮式的吸音薄板設計,應用到多頻、寬頻抑制低頻噪音,又發展將超穎結構應用到低頻抑震,並與擷能系統結合,達成多功能裝置、擴大應用範圍,目前研究成果不斷精進,已經可以將低頻噪音與震動降至500赫茲(Hz)以下!

 

傳統多孔性材料對於高頻噪音吸收具有顯著成效,但對於抑制低頻聲音干擾成效較為不佳,而傳統的荷姆霍茲共振器空間佔有率較大,造成使用空間的限制,大多適用於工業管道系統、風機等。陳蓉珊與團隊提出新型聲學超穎材料與捲曲、迷宮式聲學吸音結構,可降低體積佔有率又可達成低頻抑噪,團隊也同時設計新型超穎結構應用於阻絕低頻擾動,將設計的局部系統置於結構樑或板,透過改變物理或幾何性質,調控抑振頻率,結構更可與擷能系統結合,發展多功能系統裝置。

 

穩扎穩打研究 持續創新突破

談到獲得「110年吳大猷先生紀念獎」的心情,陳蓉珊坦言,從沒想過自己會得獎,得知的那一刻既震驚又振奮!而回首過往9年的研究歷程,她謙稱是龜兔賽跑中的烏龜,堅持一步一腳印,雖然充滿辛苦與挑戰,但是她非常欣慰團隊的努力逐漸被國內外學者認可,有越來越多學者引用團隊產出的研究論文,她感性地形容:「有如竹筍般冒出頭,被看見!」而她曾帶領的研究生畢業後進入科磊、美光、英華達、台積電……等企業表現優異、外派學習機會多,也讓她深感驕傲,工科研究生不只擁有工程邏輯,英文能力也很強大!

 

研究就是充滿壓力、辛苦與挑戰的道路,必須不斷創新突破、與時間賽跑、與全球學者競爭!「全球聰明的學者很多,你若停下來觀望,別人馬上就追上腳步。這是一場人才與時間的競賽,迎戰無間斷的挑戰!」她更強調,一個人的力量很小,團結力量才大,須要更多有夢想積極的研究生加入團隊!

 

針對目前鎖定的低頻降噪抑振領域,團隊當前的研究是被動式地提出改善方案,未來會繼續朝這方面邁進,同時也會採取主動式方案,更積極地實現低頻減噪抑振!她也期許未來能申請專利、拓展超穎材料的國際合作,更期待團隊的研究成果能多元應用於捷運、火車、高鐵等軌道運輸,降低噪音與震動,提升搭乘體驗。

 

 

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