國立臺灣大學機械工程學系

首頁系所成員教授專任教授陳炳煇

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教授

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特聘講座教授

專任教授

合聘教授

兼任教授

榮譽/退休教授

職員

助教室

陳炳煇

中文姓名：陳炳煇

職稱：終身特聘教授

最高學歷：美國明尼蘇達大學機械工程博士

英文姓名：Ping-Hei Chen

Email：phchen@ntu.edu.tw

聯絡電話：02-33662689

辦公室：機械館615，鄭江樓南棟R603室

影響區域：創新、能源

研究所組別：熱流組

實驗室：微機電熱流控制實驗室 (機械館611室）

個人網頁

個人簡介

個人簡介
研究領域
教學課程
研究計畫
研究著作

學歷

明尼蘇達大學, 機械工程博士, 1988
明尼蘇達大學, 機械工程碩士, 1984
臺灣大學, 機械工程學士, 1980

自傳

　　個人因父母忙於經營事業，自幼與哥哥陳培哲院士、弟弟陳東升教授三人皆由祖父母撫養長大，成長於台中鄉下，祖父家法甚嚴，要求每日六點晨起，先做體操、打掃馬路、清理公共水溝，課後要求半小時的時間學習書法，如此培養出我們的自律性、專注力與毅力。就學期間，於台大畢業後赴美至明尼蘇達大學(U. of Minnesota)深造，受教於Prof. Goldstein指導教授，教授是美國工程院院士，也身兼美國工程學會的會長，工作繁忙無暇討論研究，養成本人獨立研究思考能力，但由於心繫研究與家鄉，故獲得博士學位後，就返國投身教職。

　　當年在美國求學時的博士論文為飛機引擎研究領域，由於昔日國機國造研究經費豐厚，但後來轉變購買海外機種後，相關研究經費大幅減少，遂轉投入冷凍空調研究領域，也曾受邀東元公司協助處理室內機噪音問題。但冷凍空調領域研究較為成熟，難撰寫具創新性論文，爾後又轉入微機電、生物晶片、微流道晶片不同領域，透過多年積累跨領域整合技術，進行開發病毒檢測之感測器，此部分研究亦曾獲得科技部傑出獎肯定。但日後發現此研究有封裝困難，難以技轉給廠商，為能對台灣產業有貢獻，遂積極與台灣熱管理廠商與醫材公司合作，並前往國際展場瞭解領導廠商之發展方向，逐步鎖定核酸檢測平台與資通訊產品的熱管理產品進行開發。首先跟普生(General Biologicals Corporation)公司開發定量的聚合酶核酸反應增生(Polymerase Chain Reaction, PCR)平台，但難以突破羅氏(Roche)藥廠專利，就放棄定量機台的開發。偶然機會發現利用自然對流的方式進行聚合酶核酸反應增生，讓反應時間可以由傳統一個半小時縮減至15分鐘，增生後產品也可用於病毒檢測。但此方法經與陳培哲教授討論後，其專業認為難以實踐，而我團隊經過半年努力證明方法可行，且敏感度(sensitivity)夠高，特異性(specificity)夠好，遂由陳培哲教授找基亞(Medigen)投入研發經費進行研究，並跟台大申請經費提出專利送審，但經審查後委員評估認為方法太過簡單，不建議補助，多次波折再請基亞協助申請全球專利，經一年半以後獲得美國專利，但基亞公司內部專業團隊認為此項技術不具市場競爭力，因此將此專利授權給瑞基海洋(GeneReach Biotechnology Corp.)，瑞基將此技術發揚光大，所開發機台為台灣第一個獲得TFDA認證，率先取得新冠肺炎病毒(COVID-19)核酸檢測藥證。由此可看出研究之路並非平坦順暢，雖有波折與阻礙，但在於堅持才有獲得成功的機會，雖然研究開發之聚合酶核酸反應增生技術，一路走來被否定三次，但有所堅持終將開花結果。

　　個人主要研究貢獻分兩個領域，第一個領域是與熱管理技術相關，無論在AI HPC熱管理、各類熱管(heat pipe)、奈米流體(nanofluid)的應用與物理特性、奈微米結構表面改質對沸騰與冷卻的影響，在論文發表上也能提出領先國內學界的技術或創意。第二個領域是生物分子的檢測，是國內最早將CMOS晶片、E-Beam技術用於生物分子的檢測，至於在DNA增生與檢測設備上，也提出單溫控自然對流聚合酶連鎖反應增生(PCR)機制，並提出一系列論文，讓該技術也可以達到類比羅氏(Roche)的定量聚合酶核酸反應增生(PCR)機台，用於定量DNA檢測，此次對COVID-19疫情的核酸檢測也有具體貢獻。核酸檢測(Nuclei-acid detection)的研究共授權三家廠商，分別是基亞、基亞再授權給瑞基海洋、普生。專利授權給瑞基後，瑞基將該技術開發成完整的檢測產品，是台灣第一家獲得TFDA因應新冠肺炎疫情而專案通過(EUA)的核酸檢測機台製造許可，同時捐出五台自動化核酸檢測平台給國家疫情指揮中心，放置於離島使用，而瑞基公司的營業額近兩年都倍數成長，股價也成為農業股股王。在表面改質用於超薄均溫片或熱管的技術，則授權給奇鋐、與超眾兩家公司，這兩家公司在超薄均溫片與熱管的產值穩居全世界前三名。

　　個人共發表165篇期刊論文(144篇SCI期刊論文，8篇ESCI期刊論文，3篇EI論文，10篇其他國際期刊論文)。撰寫兩本中文專書，共獲得12項發明專利，五項新型專利。若以台灣為地址與研究的題目為主題在2025/12/03 利用Web of Science資料庫進行搜尋，申請人在主題為 Inkjet (共284篇), Nanofluid (1393篇), Real Time PCR platform (69篇)，都是第一位在台灣從事相關研究的學者，括弧內的數目字是台灣相關學者在該領域所發表的論文數。主要是結合奈米表面改質增加沸騰、沸騰噴墨、蒸發、與冷凝熱傳，及結合奈米半導體科技、與基礎熱傳機制可方便且精確地進行生物分子檢測。

會士、院士

2009: 美國機械工程學會會士（ASME Fellow）
2020: 中國機械工程學會會士（CSME Fellow）

學術榮譽及獎項

2002:中國機械工程學會傑出工程教授。
2004: 微奈米工程年會最佳論文獎。
2005: 台大傅斯年獎。
2006:中國工程師學會傑出工程教授。
2008-201:台大特聘教授
2009: Fellow, ASME, 2009-.
2010: 『力學期刊論文獎』第2名
2011: 台大終身特聘教授
96,99年度: 國科會傑出獎。
102年度:科技部傑出獎。
2016、2020: 科技部特聘研究員
2016, 2017: 宗倬章基金會講座教授
2017: 生策會第十四屆國家新創獎(最佳產業效益獎)
2018: 生策會第十五屆國家新創獎
2020: 中國機械工程學會會士
2020: 東元科技獎
2021: 台大工學院研究成就獎
2023: 國科會傑出特聘研究員
2024: Top 2% Researchers (337918(self-cited excluded) 348130 (all citations),Elsvier/Stanford)
2024: Top 2% Researchers (2581(self-cited excluded) 2849 (all citations), Mechanical Eng, Elsvier/Stanford)
2025: Top 2% Researchers (347265(self-cited excluded) 358486 (all citations),Elsvier/Stanford)

國際學術期刊編輯

期刊編輯(SCI):

2015: 中國工程學刊機械組召集人(Co-Editor-in-Chief), 2015-2021
2022: 中國工程學刊副編輯(Associate Editor)2022-2024
2025: 中國工程學刊諮詢編輯委員會委員2025-2027

期刊編輯委員(SCIE):

2015: Member of Editorial Board, Inventions, 2015-
2024: 中國工程學刊編輯委員會委員2024-2025

研究專長

微機電, 奈米科技, 生物晶片, 熱流科學, 感測器

實驗研究方向

微機電熱流控制實驗室旨在研究熱流科學，包含其基本的物理現象與相關應用。目前的研究主題有：

(1) 開發複合式的表面改質方法：研究開發表面改質方法可以提高兩相熱傳的性能表現;

(2) 液滴蒸發：在不同種的均質與異質濕潤性表面研究液滴蒸發熱傳的行為表現;

(3) 被動式沸騰：利用像是塗布表面化學塗層、超快脈衝雷射等被動式方法研究池沸騰熱傳現象;

(4) 主動式沸騰：透過光照或外加電場控制來研究池沸騰熱傳性能的提升;

(5) 噴霧冷卻: 製備電鍍後之微孔表面以及不同表面濕潤性之化學塗層表面，並探討對噴霧冷卻熱傳之影響。

微機電

工程數學

熱傳學

熱傳導與輻射

108年度，「超薄可撓熱管研發」 (108-2221-E-002-048-)，主持人，計畫期間：2019/08/01 - 2020/07/31，委託單位：國科會。
109年度，「可調表面池沸騰傳熱傳」 (109-2221-E-002-200-MY3)，主持人，計畫期間：2020/08/01 - 2023/07/31，3年期計畫，委託單位：國科會。
109年度，「具不同濕潤度的皮秒雷射改質銅表面下的液滴蒸發與池沸騰現象」 (109-2221-E-002-199-MY3)，主持人，計畫期間：2020/08/01 - 2023/07/31，3年期計畫，委託單位：國科會。
109年度，「科研成果創業機制研析及推廣計畫」(109-2823-8-002-008-)，計畫期間：2020/10/01 - 2021/08/31，委託單位：國科會。
110年度，「科研創業案源發掘及育成推動計畫」 (110-2823-8-492 -001 -)，共同主持人，計畫期間：2021/04/01 - 2022/12/31，委託單位：國科會。
110年度，「學研總中心規劃推動計畫」 (110-2623-E-492 -001 -MY4)，共同主持人，計畫期間：2021/04/01 - 2022/12/31，4年期計畫，委託單位：國科會。
111年度，「學界新創資源銜接計畫」，主持人，計畫期間：2022/02/01 - 2023/12/31，2年期計畫，委託單位：台北市電腦商業同業公會。
112年度，「科研成果創業機制推動計畫」 (112-2823-8-492 -001 -)，共同主持人，計畫期間：2023/01/01 - 2023/12/31，委託單位：國科會。
112年度，「T字形電鍍微結構與扇形交錯濕潤性表面對池沸騰與噴霧冷卻熱傳之影響」 (NSTC112-2221-E-002-143)，主持人，計畫期間：2023/08/01 - 2024/07/31，委託單位：國科會。
113年度，「探討微奈尺度複合式表面之液滴擴展速度與成核點激發對於池沸騰、沉浸式冷卻及噴霧冷卻熱傳之影響」 (NSTC113-2221-E-002-188-MY3)，主持人，計畫期間：2024/08/01 - 2027/07/31，委託單位：國科會。

期刊論文 (Journal Papers)：Corresponding Author(通訊作者)*

Ho-Ching Lin, Cheng-Hsin Kang, Hui-Chung Cheng, Tien-Li Chang, Ping-Hei Chen *, 2024, “Saturated Boiling Enhancement of Novec-7100 on Microgrooved Surfaces with Groove-Induced Anisotropic Properties”, Applied Sciences, 14.2 (2024): 495. (time cited: 2)
Lin, Pei-Ching, Cheng, Hui-Chung, and Chen, Ping-Hei , 2023, “Effects of wide-range copper surface wettability on spray cooling heat transfer,” Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 133, Paper No., 110834. (time cited: 1)
Cheng, Hui-Chung, Li, Cheng-Han, Chang, Tien-Li, and Chen, Ping-Hei*, 2022, “Ring droplet formation during evaporation of a sessile water droplet on a biphilic surface”, Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 182, Paper No. 121956. (代表作)(time cited: 3)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931021010619?via%3Dihub
Hsu, Chin-Chi*, Cheng, Hui-Chung, Chang, Tien-Li, and Chen Ping-Hei,2021 “Evaporation heat transfer enhancement by a laser-textured heterogeneous surface" Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 628, Paper No. 127359. (time cited: 5)
Cheng, Hui-Chung, Lin, Ho-Ching, and Chen, Ping-Hei*, 2021, “Boiling heat transfer enhancement over copper tube via electrolytic and electrostatic effects”, Applied Thermal Engineering, Vol. 199, Paper No. 117584. (Time cited: 3) (代表作)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359431121010139?via%3Dihub
Cheng, Hui-Chung, Jiang, Zong-Xun, Chang, Tien-Li, and Chen, Ping-Hei *, 2021, “Effects of difference in wettability level of biphilic patterns on copper tubes in pool boiling heat transfer”, Experimental Thermal and Fluid Science, Vol. 120, Paper No. 110241 (time cited:14)
Cheng, Hui-Chung, Chen, Yu-Ying, Chang, Tien-Li, and Chen, Ping-Hei*, 2020, “Effect of biomimetic fishbone-patterned copper tubes on pool boiling heat transfer”, Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 162, Paper No. 120371 (time cited:8) (代表作)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S001793102033307X?via%3Dihub
Cheng, Hui-Chung, Chen, Te-Hsuan, Huang, Hsu-Sheng, and Chen, Ping-Hei*, 2020, “An Experimental Investigation on Thermal Performance of Ultra-Thin Heat Pipes with Superhydrophilic Copper Braids”, Heat Transfer Engineering, Vol. 42, No. 10, pp. 824-838. (time cited: 5)
Cheng, Hui-Chung, Chang, Tien-Li, and Chen Ping-Hei *, 2020, “Experimental investigation of inner bubble dynamics during water droplet evaporation from heated surfaces with different roughness and wettability levels”, Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 157, 119980. (time cited: 8) (代表作)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0017931020312497?via%3Dihub
Cheng, Hui-Chung, Jiang, Zong-Xun, Chang, Tien-Li, Ping-Hei Chen*, 2020,“ Roughness and wettability properties of plain and silica-coated copper surfaces textured with picosecond laser”, Applied Surface Science, Vol. 514, Paper No. 145918. (SCI) https://doi.org/10.1016/J.APSUSC.2020.145918 (time cited:18) (代表作)
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433220306747?via%3Dihub
Mata Arenales, Mario, R. Kumar C.S, Sujith, Kuo, Long-Sheng, and Chen, Ping-Hei*, 2020, “Surface roughness variation effects on copper tubes in pool boiling of water”, Int. J. Heat and Mass Transfer, Vol. 151, Paper No. 119399. (SCI) (time cited: 29) https://doi:10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119399
Kumar C.S, Sujith, Chung, Yu Hsuan, Mata Arenales, Mario, R., Joseph, Albin, and Chen, Ping-Hei*, 2020, “Effect of hydrophobic inclined patterns on pool boiling performance of cylindrical copper surfaces,”, Heat and Mass Transfer, Vol. 56, No. 6, pp.1379-1389. (time cited: 1)
https://doi.org/10.1007/s00231-019-02796-7
Cheng, Hui-Chung, Chang, Tien-Li, Lin, Chao-Sung, and Chen, Ping-Hei*, 2019, “Wettability of the laser-textured copper surface after a water-bath process”, AIP Advances, Vol. 9, Paper No. 125140. (Time cited: 4)
https://doi.org/10.1063/1.5126173
Hong, Jia-Long, Yang, Chia-Ming, Chu, Po-Yu, Chou, Wen-Pin, Liao, Chia-Jung, Hsieh, Chia-Hsun, Wu, Min-Hsien*, and Chen, Ping-Hei*, 2019, "The effect of operating conditions on the optically induced electrokinetic (OEK)-based manipulation of magnetic microbeads in a microfluidic system", Sensors & Actuators: B. Chemical, Vol. 296, 126610.
DOI: https://doi.org/10.1016/j.snb.2019.05.087 (time cited:6)
Chu, Po-Yu, Liao, Chia-Jung, Hsieh, Wang, Hung-Ming, Chou, Wen-Pin, Chen, Ping-Hei*, Wu, Min-Hsien*, 2019, "Utilization of optically induced dielectrophoresis in a microfluidic system for sorting and isolation of cells with varied degree of viability: Demonstration of the sorting and isolation of drug-treated cancer cells with various degrees of anti-cancer drug resistance gene expression," Sensors and Actuators, B., Vol. 283, pp. 621-631.
https://doi.org/10.1016/j.snb.2018.12.047 (time cited: 35)
Anbarasan, R., Palanikumar, S., Anitha Devi, A., Chen, Ping-Hei, Tung, Kuo Lun*, 2019, “Characterization and application of Cu based superhydrophobic catalyst”, Progress in Natural Science: Materials International, Vol. 29, No. 4, pp. 371-378. (time cited: 4)
https://doi.org/10.1016/j.pnsc.2019.08.002
Kuo, Long-Sheng, Huang, Hsu-Sheng, Chen, Te-Hshuan, Sujith Kumar C.S., Chen, Ping-Hei*, 2019, “Characteristics of Capillary Rise in Copper Braids with Surface Modification”, Journal of Chinese Institute of Engineers, Vol. 42, No. 8, pp. 720-726.
https://doi.org/10.1080/02533839.2019.1660227

指導學生獲獎

2019年所指導碩士生李祐安同學獲Physics of Lab., University of Twente 的博士生獎學金。楊大棋獲Rutgers University 的獎學金攻讀博士。
2020年江宗勳獲台大工學院研究生院長獎。
2020 年鄭惠中獲中技社科技獎(2021 CTCI Foundation Science and Technology Scholarship)。
2021年楊舜宇獲台大工學院研究生院長獎。
2022年林霈青獲台大工學院研究生院長獎。