被視為電機電子領域指標性競賽的「2025全國大專校院智慧創新暨跨域整合創作競賽」日前揭曉得獎名單，嘉義大學電機工程學系學生團隊郭彥銘、謝佳儀、李釉程及吳承訓，在電機系張慶鴻教授及應化系黃正良教授指導下，以作品「基於奈米銀的硫醇光學檢測系統」從全國71所大專校院、402支隊伍中脫穎而出，榮獲「智慧機器科技組」第二名，展現嘉大學子扎實的實作能力與創新研發能量。
硫醇類分子是一種在日常生活中常見、卻不容易被察覺的重要化學物質，廣泛存在於食品、飲品與生物樣品中，常常與「風味、品質與真偽」密切相關。在傳統釀造醬油中，長時間的發酵過程會自然產生特定比率的硫醇化合物；若是以化學方式快速製成的醬油，其硫醇組成與濃度往往明顯不同，因此硫醇可作為判斷是否為真正釀造醬油的重要指標之一。在蜂蜜的品質鑑定上亦是如此，天然蜂蜜中含有來源於花蜜與酵素反應的微量硫醇類物質；若摻入果糖或人工糖漿，硫醇訊號會顯著降低，因而可作為判斷蜂蜜純度的潛在依據。此外，過去曾引發食安疑慮的三聚氰胺摻假事件，雖然主要影響的是蛋白質測定，但間接也可能稀釋或改變原本樣品中硫醇相關的化學環境，透過靈敏的硫醇檢測，有機會輔助判斷產品是否被不當添加。在日常消費中，市面上常見的手搖飲、果汁或茶飲，是否真的使用天然茶葉或水果原料，往往難以用肉眼分辨；然而，天然茶葉與水果在萃取或氧化過程中，也會產生具有特徵性的硫醇訊號，若完全以香料或濃縮糖漿調製，其硫醇表現則會顯著不同。因此，硫醇檢測未來也有潛力應用於快速鑑別飲品原料的真實性。
硫醇類化合物通常使用層析結合質譜的方法，不僅設備昂貴、檢測流程耗時，也難以符合即時監測需求。嘉大團隊研發初衷就是打造一套「帶得走、現場即測」的檢測裝置，作品以三角奈米銀（AgNPs）的局部表面電漿子共振（LSPR）效應為感測核心，當鹵素離子對奈米銀產生蝕刻，顏色由藍色轉換成黃色的改變，對應光學訊號會出現變化；而硫醇分子可在奈米銀表面形成保護層、抑制蝕刻反應。系統藉由監測光譜（光強度）變化，建立光強度與硫醇濃度的關係，以達到快速且高靈敏度的檢測。
在系統設計上，嘉大團隊導入「十字雙波長檢測」與高速精密採集機制，以雙波長互補量測避免單波長飽和，同時以20 ms測量週期、50 Hz數據率捕捉反應過程的動態變化。操作端則整合2.8吋觸控螢幕即時顯示雙波長曲線，並提供聲音／視覺回饋，讓使用者能以接近手機的直覺方式完成檢測，降低現場操作門檻。系統流程以「三步驟」設計：樣品與奈米銀溶液混合後置入儀器，系統自動偵測就位並進行快速預檢；接著依倒數提示加入蝕刻液（如KBr水溶液）並連續量測；完成後可自訂檔名，數據將同步儲存至SD卡並上傳至Google Sheets雲端資料庫，方便後續進行趨勢比較、圖表分析與回歸推算。為確保資料可靠與可追溯性，系統採用SD卡與雲端雙重備份，並透過實驗計數器自動管理編號；數據以CSV格式輸出，可直接供後續分析使用，同時整合Google Sheets API與App Script支援雲端即時繪圖與多筆比較。
團隊成員李釉程指出，在嘉大高教深耕計畫C主軸支持下，電機系與應化系展開深度交流：應化團隊協助分析化學反應特性並提供測試樣品；電機團隊則以光電電路與物聯網系統設計能力打造專用檢測系統。跨域合作不僅解決材料取得與驗證的挑戰，也提升檢測數據的可信度與精準度。
本屆參賽作品多聚焦AI與生醫感測，評審肯定嘉大團隊成功整合光電電路設計與奈米材料化學，在硬體完整度與量測精準度表現突出，並提出具體可行的低成本解決方案。隊長郭彥銘分享，備賽過程中在奈米銀與感測器靈敏度校正上曾多次失敗，但在老師指導與隊友堅持下逐步突破；未來希望持續優化技術，拓展到更多食品安全或水質檢測情境。
圖1：嘉大電機系「光變捕手」團隊研發之「基於奈米銀的硫醇光學檢測系統」實機外觀，可透過觸控介面進行量測。（照片由應用化學系提供）
圖2：嘉大電機系「光變捕手」學生對於「2025全國大專校院智慧創新暨跨域整合創作競賽」展現跨域整合能力。（照片由應用化學系提供）
圖3：嘉大電機系「光變捕手」團隊向教育部資訊及科技教育司吳穎沺司長（左一）介紹整套系統運作流程。（照片由應用化學系提供）
圖4：嘉大電機系張慶鴻教授及應化系黃正良教授指導電機系學生團隊榮獲「2025 智慧創新暨跨域整合創作競賽」第二名，展現跨領域合作的豐碩成果。（照片由應用化學系提供）