The lack of drinking water in human settlements triggers a series of problems that are linked and affect the development of humanity: health problems, lack of water security for companies, lack of jobs, insecurity, among others. We observe this problem in the communities of the municipality of Las Vigas de Ramírez, Veracruz, where there is a great problem with the water supply, although there is a high presence of mist. Faced with this situation, we undertook the task of investigating a water harvesting method that is easy to implement, operate and maintain. We investigated and analyzed the methods of mist condensation through physical barriers, finding that the polyethylene shadow mesh was the means to achieve this, because it allows the passage of the wind, it is very light, easy to manipulate and above all that it presents the phenomenon of percolation that allows water droplets of various diameters to be accommodated therein. We designed a device that allows to present a mist catchment area through a prismatic structure enabled with meshes and condensed water receivers, portable, easy to use and maintenance and very economical with a performance of 20 liters per day. To achieve our project, factors such as air humidity, dew point, wind speed and direction, height, temperatures and available spaces must be considered.

隨著行動裝置與人工智慧的普及，物聯網的實現已指日可待，由於物聯網中感知器數量數以億萬計，因而整個系統對自供電的依賴也越來越深。雖然傳統電化學電池可以滿足大部分物聯網在目前階段的電力的需求，但一旦大量佈建後，更換那些電池便成為一件棘手的事情。因此，可以採集環境光能的太陽能電池是優先的選項，其中以染料敏化電池不受環境光強度及溫度的影響，且能以用網印方式製作在廉價的基板上，來提高太陽光照射的面積而不受基板大小的限制。在電能儲存方面，採用固態電化學電容，除了提高電荷密度外，也不受太陽能電池與電化學電池因電壓不匹配而造成無法充電的現象。並將兩種個別裝置整合在同一基板上，除了縮小尺寸外，還有降低系統阻抗的功能。本次研究希望能結合染料敏化太陽電池”有光即發電”的特性，最後達成能量採集及能量儲存於單一裝置的目標。

本研究探討滴簇的性質與行為，高溫穩定水溶液表面上會有一層水霧般的霧滴層，像是平貼飄浮在水面上，此水滴群為「滴簇」。本研究拍攝下熱水表面的滴簇，並使用ImageJ、Python分析滴簇粒徑等性質以建構物理模型。 藉雷射光凸顯滴簇，觀察滴簇的形成與消失過程。利用被雷射打亮的滴簇在水面的倒影，測量滴簇距水高度。滴簇由5~15μm厚蒸氣層撐起漂浮在水面上，水溫越高，蒸氣層越厚。華（繞射光像）半徑取決於水滴粒徑，本研究分析陽光經水面反射通過滴簇形成的華，測量滴簇粒徑10~20μm。由以上實驗推測：滴簇是高溫蒸氣層接觸低溫的室溫空氣凝結成，溫差愈大凝結量越多，粒徑、數量隨之上升。滴簇會因對流、氣流擾動集體離開水面，留下一道滴簇少的空隙，此現象為「絲狀剝離」。滴簇剛形成時粒徑小，吸收水氣後變大，因此絲狀剝離帶上少許滴簇皆是粒徑較小的滴簇。

本作品主要為發現水面上漂浮物易被外物吸引，甚至發生排斥或旋轉的現象，藉由研究探討此現象的多種特色。表面張力雖常被討論，但表面張力所產生之漂浮移動現象卻從不曾在我們所查證的科展題目、網路資料、書籍、甚至是科學文章中被研究過，富有創新、獨特性，於是由不同親疏水試棒、試片的交互作用中，探討其移動規則及可能引起之機制。從實驗結果可知，疏水邊易與疏水相吸與親水相斥，其細微現象與水面凹凸、折角試片俯面仰面有莫大關連，過程中則以光影輔助推論，進而由表面張力使液體表面積趨向越小特性，了解一系列運動原因並加以論證。此現象甚至也發生在試片間與槐葉萍的葉子上。透過本研究的發現和討論，或許未來可用來解釋一些自然現象。

本研究主要在探討正多邊形翻摺時，其摺邊與邊所圍成三角形周長的規律。原題目如下：「給一正方形ABCD、將A摺至(CD) ̅上任一點E，翻摺過去的(AB) ̅與原(BC) ̅交於F。試證△CEF的周長為正方形邊長的兩倍。」 本研究先以軟體觀察數值，發現其規律在奇數邊形與偶數邊形時不同。正奇數邊形折點左右兩三角形相加值與多邊形邊長的比值為定值，其值與多邊形內角三角函數值有關；正偶數邊形折點右邊的三角形周長為邊長2倍，且摺點、原多邊形頂點與線邊交點的角度也與偶數的邊數有關。除此之外，也找到了正多邊形翻摺後所形成之各三角形周長在適當配組後，其和有定值的不變性規律，及推廣摺到任意邊上，其三角形周長和或差為定值的規律。

星系的碰撞機制屬星系演化中非常重要的過程，目前研究多以星系質量比、速度等變因如何影響碰撞後星系性質為主。而本研究認為星系旋轉軸角也是影響星系碰撞的重要因素之一，故以SPH模擬螺旋星系旋轉軸角度對星系碰撞結果的影響。分別模擬以角度單變因，以及搭配其他參數之多變因情形。 根據模擬結果，發現兩初始星系在直接碰撞（撞擊參數等於零）時，若以碰撞角、初始角差異近似於0度以及180度時搭配高速低值量比進行碰撞，較能形成低核盤比的橢圓星系。間接碰撞時，若旋轉軸貼近速度軸、兩初始旋轉軸夾角小，以及初始盤面平行等情形下，較能形成低核盤比的螺旋星系。 本研究也發現碰撞後星系長軸分佈聚集於0與180度區域，可用來探討橢圓星系軸向問題。最後，本研究以核盤比作為新式星系碰撞分類標準，建立螺旋星系演化機制的參考。

香杉芝(Antrodia salmonea)是台灣特有的食藥用菇，具抗血癌、抗發炎及抗動脈硬化的功能。我們研究發現，香杉芝發酵液會誘導人類黑色素癌(A2058/A375)細胞毒性；比較香杉芝抗癌活性發現毒殺A2058強於A375細胞。我們亦發現，香杉芝作用黑色素癌(A2058)細胞，會誘導晚期凋亡(Annexin V-PI 雙染法)、Caspase-3增加及PARP裂解;產生自噬酸性囊泡(AVO)、促自噬蛋白LC3-II增加。加入細胞凋亡抑制劑 Z-VAD-FMK及自噬抑制劑3-MA/CQ可保護香杉芝誘導癌細胞死亡。此外，香杉芝會誘導黑色素癌細胞Bax/Bcl-2及Beclin-1/Bcl-2比例增加。推論，香杉芝可同時誘發黑色素癌細胞凋亡(Apoptosis)及自噬性死亡(Autophagy)。香杉芝會誘導黑色素癌細胞活性氧化物(ROS)生成；抗氧化劑N-acetylcysteine可減緩香杉芝對黑色素癌細胞毒殺。推測，香杉芝是透過ROS來殺死黑色素癌細胞。我們亦發現，香杉芝可與抗癌藥物Paclitaxe對黑色素癌細胞產生協同作用(CI<1)。總結，香杉芝發酵液具抗黑色素癌功效，可開發成抗癌的藥品/保健食品。

看到校園屋頂的太陽能板，只能朝著單一方向接收陽光，但太陽會依據時間而改變移動路徑。若太陽能板能隨著日照路徑移動，則能增加日照時間與發電效果。本次研究是利用雲端試算表計算太陽角度與方位，再利用物聯網開發板操控馬達與液壓機構，調整太陽能板裝置的角度與方位，以達到自動追日的效果。過程利用問題解決模式進行研究，經過蒐集資料與不斷測試修正，歷經五代的實驗裝置，已製作出太陽能板自動追日裝置，並可實際操作。不同於使用光敏電阻偵測光源而移動裝置，本次研究裝置是不受環境光源影響，可精確對準太陽位置。因時間和成本有限，目前只能以小型太陽板測試，期待日後能製作出大型太陽能板追蹤裝置並增加綠能發電的效率。

本研究探討螞蟻在一個無向簡單圖上，由原點出發沿著邊移動。當抵達某一點時，螞蟻會選擇和此點相鄰的某一點前進，作為下一步移動，但不能往回走，若螞蟻回到原點便不再移動。已知圖上各點的度皆大於等於 2，試問螞蟻在數次移動後回到原點時，移動次數的期望值為多少？ 我們最初是藉由觀察螞蟻經移動後回到原點的機率，推測每次回到原點時的機率之規律，但此方法難以在較為複雜的圖形上得到結果。接著使用了矩陣來研究，以矩陣乘法表示一次移動。有了矩陣，我們便能透過矩陣運算得到螞蟻在數次移動後抵達各點的機率，也能更方便的求出期望值。

利用深度學習解決醫學問題一直是受矚目的研究主題。鑒於近期新冠肺炎疫情上升，有關新冠肺炎檢測的研究便成了熱門研究主題。目前，最有效的檢測方法是聚合酶連鎖反應 (PCR)，然而，PCR耗時甚久且有人為誤差。因此，以X光影像圖透過深度學習來診斷並分級是一個有效率且安全的做法。在研究中，我們利用深度學習進行疾病診斷，在五元分類上有相當高的準確率(84.91%)、在COVID-19單獨辨識時得到了極高的準確率(99.35%)、產生出疾病熱區及設計了新的分級系統( X-ray Severity Grading System , XSGS)，並將其用於嚴重程度分類，在不同分級下具有可辨別的差異。

本作品從海盜分金幣的題目著手，探討金幣以m、m+1、m+2、……、n排列時，哪裡是使金幣均分的最佳分割位置。我們從文獻探討，第58屆中小學科學展覽國中組數學科第一名作品中出發，另外發展出以圖形化來找尋最佳分割位置的方式，完成了兩人、三人分金幣的最佳分割位置，並獲得更為簡潔、具推廣性的做法及結論。 此外，我們更從研究結果中獲得了一些令人訝異但尚未經證明的發現，期望能於未來有更多的深入研究。

為了解校園常見喬木葉片的滯塵能力，我們以茄苳、臺灣欒樹、小葉欖仁、烏心石、樟樹、肉桂、榕樹、血桐、龍眼、鵝掌柴等10種校園植物進行實驗。首先我們先觀察葉片的表面構造與塵埃分布，歸納出與滯塵量相關的特徵。接著比較方格法與紙重法2種葉面積計算方法，發現二者方法無顯著差異，再進一步以6種不同粒徑大小的落塵，進行沾附與揚塵的滯塵能力實驗。此外，我們也發現植物與水滴的接觸角大小並不會影響滯塵量的大小。隨著落塵的粒徑越來越大，血桐、小葉欖仁、榕樹和臺灣欒樹4種喬木的滯塵量也越來越差。無論粒徑大小，滯塵能力最佳的都是血桐、小葉欖仁和榕樹，建議校園可栽種滯塵力強的樹種，以減輕揚塵現象及沙塵暴肆虐時的空氣污染。