本研究旨在探討廢棄柿皮與汙泥發酵產氫之可行性及最佳發酵條件。結果指出石柿（Diospyros kaki cv. Stone）與汙泥分別預加熱後依1：2比例混合，加入改良培養基，調整pH值為8並於環境溫度35°C下發酵為最佳條件。修正岡珀茲方程式擬合結果指出每公克柿皮可產生24.32毫升氫氣（R2=0.9990）。此外，等比例放大之發酵規模倍率與產氫能力呈正相關，若以足量柿皮發酵量產氫氣，可以相近效率大規模產生氫氣。本研究亦根據全臺每年廢棄柿皮量推估氫氣產量，並探討計算成本的方法，結果皆顯示廢棄柿皮發酵產氫具一定可行性。此方法可有效轉換大量廢棄柿皮為再生能源，具高度發展潛力。

Currently, no method can completely eliminate the human immunodeficiency virus (HIV) in an infected person. HIV employs an accessory protein called Nef that forms a complex with cellular AP-1, preventing detection of HIV-infected cells. Lovastatin has been recently identified to inhibit the formation of said Nef-AP-1 complex, but its effective concentration is remarked to be far higher than other Nef inhibitors. This study aims to develop a modified lovastatin molecule exhibiting higher binding affinity to the HIV-1 Nef protein than lovastatin in silico. Modified lovastatin molecules based on the interaction map of lovastatin with Nef were modeled, and flexible ligand-flexible receptor docking to the Nef binding site was performed using AutoDock Vina. Residues within the Nef binding site identified by Liu et al. (2019) to be crucial (Glu-63, Val-66, Phe-68, Asp-108, Leu-112, Tyr-115) were set as flexible. Fragment-based drug design was utilized to append molecular fragments to lovastatin in order to maximize its interactions with said crucial residues. From the fragment-based approach, molecule F4 ((1S,3S)‐8‐{2‐[(2R,4R)‐4‐chloro‐6‐oxooxan‐2‐yl]ethyl}‐3‐(hydroxymethyl)‐7‐methyl‐1,2,3,4‐tetrahydronaphthalen‐1‐yl 4‐aminobenzoate) exhibited a binding affinity of -9.0 kcal/mole, and its estimated IC50 ranges between 0.25-0.51 μM which is at least 7.5 times lower than the reported IC50 of lovastatin from literature. This study presents insights on the key modifications to improve lovastatin as an HIV-1 Nef inhibitor and pertinent information about the Nef binding site for future drug development studies.

本研究使用電腦模擬藥物的對接技術，快速有效的預測新冠肺炎病毒潛力防護精油。第ㄧ階段研究依據化學分子分類蒐集82種精油成份，建立分子結構資料集與新冠肺炎病毒蛋白和人類受體蛋白ACE2共11種蛋白質結構資料集，使用AutoDock Vina 分子模擬對接技術，計算對接能量數值及溫度圖，預測潛力防護精油成分，並探討預測成效。根據對接結果數值，並與目前已發表研究成果交叉比對，預測效果達80%。因此第二階段以30種台灣常見精油之主要成分擴充精油分子資料集，進行分子模擬對接計算，預測具新冠病毒防護力的潛力常見精油。本次科展研究結果所得的潛力防護精油，不僅具深入研究價值，也為後疫情時代提供具高度參考性的生活防疫方式，用以保護我們身邊所愛的家人。

A variant of the coronavirus (2019-nCoV or COVID-19) was reported in Wuhan, China on December 31, 2019, spreading rapidly around the world. Owing to a plan to reactivate the economy, the Mexican government, requested to implement protective measures to enter establishments with confined spaces: wear a mask, provide alcohol-based hand rub and the measurement of body temperature, allowing problem when not have a fever; however, these measures cause long waiting lines, causing contagion risk. To support this problem, applied and experimental research was used, generating as a result, the creation of a robot that moves autonomously thanks to a line follower sensor. Dispenses alcohol-based hand rub and determines the temperature by means of an infrared sensor, checking that the distance is adequate, with an ultrasonic sensor, using a buzzer that emits a sound of half a second when it performs a normal detection, but, if it is equal to or greater os 38 ° C, emits a sound for 10 seconds asking the person to leave the line and go to a medical service, helping to reduce problems infections in lines

蚊蟲呼吸透過氣管系統，本研究假設底棲孑孓與搖蚊幼蟲具備血紅蛋白系統以擷取氧氣。戶外採集8種孑孓和1種搖蚊幼蟲，錄影觀察白腹叢蚊、竹生翠蚊和鹽埕搖蚊幼蟲長時間停留底層；家蚊、斑蚊則反覆上下至水面呼吸。顯微鏡下發現白腹叢蚊幼蟲體壁內側充滿紅點，色澤隨著富氧或缺氧而變化；然二種斑蚊則不明顯。PCR增殖6種蚊蟲和1種搖蚊血紅蛋白基因片段並建構親緣關係樹。定量RT-PCR顯示，白腹叢蚊與鹽埕搖蚊在缺氧條件下，血紅蛋白相對表現量分別增加5倍和150倍，上層埃及斑蚊和白線斑蚊則增加3.9倍和1.5倍。西方墨點法證實孑孓缺氧條件下，17-kDa血紅蛋白皆有大量表現。本研究首次確定6種蚊蟲具血紅蛋白基因，證明孑孓血紅蛋白基因在缺氧下的表現量增加，包括mRNA與蛋白質。此等反應氣候變遷，暖化導致水溫升高與低溶氧條件下，蚊蟲可能有因應環境改變的呼吸機制。未來將進一步標幟血紅蛋白在蚊幼蟲體內組織之表現與其他環境變因之影響。

學校五年級上學期的種植實驗中發現校園植物區的土壤太硬，因而思考加入廚房廢渣加以改善，但常見的廚房廢渣除了種植外，在驅蟲、吸濕、吸油也有效果，本研究選擇咖啡渣 、茶葉渣、蛋殼、甘蔗渣進行實驗。 研究結果發現：在種植方面，蛋殼與培養土比例2：8最佳，甘蔗渣與培養土比例3：7最差；而咖啡渣與培養土比例3：7及甘蔗渣與培養土比例2：8時，莖的生長長度最長；茶葉渣未觀察到因比例不同而不同的現象。廚房廢渣在驅蟲能力方面，咖啡渣最佳；吸濕能力方面，甘蔗渣最佳；吸油特性方面，甘蔗渣最佳。蛋殼除了在種植方面有耀眼成績外，在研究的另三項表現都最差。 經本研究探討這四種廢渣後，我們發現廚房廢渣一點也不廢，全是寶啊！

空氣的流動會形成風，藉由起風板前進產生的上升氣流，可推動由保麗龍薄片製作的氣流飛機向前飛行。本研究旨在探討影響氣流飛機飛行速度的因素，分別以手持和類風洞裝置來進行實驗，結果我們發現，氣流飛機在起風板上的最佳飛行速度並非單一速度，而是一個區間。不同起風板角度間有共同的安全飛行區間，若飛行速度控制在共同安全區間內，氣流飛機可在所有的起風板角度上安全飛行。另外，氣流飛機在起風板不同位置也會影響飛行的速度，下半部速度最快，正上方成功率最高，本研究建議將氣流飛機操縱在上半部，結合速度和成功率。起風板兩側折角能修正氣流飛機的偏移，讓飛機回正。若將起風板兩側向上折起30度，則可讓氣流飛機飛得更快且更穩定。

CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat/CRISPR associated protein9)是合成生物學中重要技術，需引導RNA辨認特定的PAM序列-NGG引導合成轉錄因子啟動或抑制下游基因。然而這個特定的PAM序列卻會因此限制了crispr技術可篩選的基因位點，造成限制。因此我們研發出crisprTFv2，以NAG為例突破PNGG的限制，並透過定序得知更改後的PAM相互作用區序列為何，最後再挑選crisprTFv2可能辨認的其他PAM序列，未來再將此技術應用於探討參與DNA損傷修復的基因組合。

在準備科展主題時，發現有團隊利用指尖陀螺來進行離心分離及分析，進一步搜尋發現，有大學團隊利用紙片做成離心機，在非洲協助落後地區進行醫療方面的協助，我們嘗試結合指尖陀螺及離心機的概念，希望完成可以高速、穩定且長時間轉動的離心機，解決離心機高價且必須接通電源的問題，在實驗設計上，先使用磁鐵製造磁場讓指尖陀螺轉動，接著利用線圈及直流電源製作電磁鐵，結合磁簧開關，讓指尖陀螺轉動，找到電流磁場較佳條件後，為了解決指尖陀螺外型及構造不同的問題，列用3D列印製作指尖陀螺，完成最後實驗裝置後，結合3D列印指尖陀螺，電磁效應與磁簧開關，進行離心分離測試，希望未來可以繼續研究，讓實驗裝置更具有效性及可行性。

國外有許多研究指出，人類會因不同類型的聲音產生不同的情緒，因此我們想探討聲音的不同要素如何影響情緒，我們透過播放不同的音量、音頻、波形、節拍並觀察小鼠的行為，以推測聲音要素造成的影響。記錄的項目包含靜止時間、站立及抓咬次數和滾輪跑動圈數。在音量的部分，50dB時小鼠有較多的跑動圈數，推測小鼠較為興奮，而80dB時則有相反的結果。另外持續變化的音量，也會使小鼠興奮。音頻部分，8kHz的環境下，小鼠有較多跑動圈數，推測小鼠較為興奮，另一頻率為40kHz， 40kHz對於小鼠而言並不算高頻，期間小鼠有較少的探索行為，推測小鼠相當平穩安定。波型實驗未觀察出較有意義的差異性。節拍實驗中，小於80BPM時，小鼠的探索行為減少，推測小鼠情緒應為平穩安定，而高於150BPM的環境中，跑動圈數增加，推測此時較為興奮。皆無發現性別差異。由於80dB、40kHz和80BPM都有較長的靜止時間，我們又額外測試中央活動時間，結果僅 80dB時，小鼠中央活動時間無減少，至少代表小鼠的心情並非平穩，與另兩者不同。

線蚓(Enchytraeus sp.)與蚯蚓同屬於環節動物門，具有很強的再生能力。Hedgehog(Hh)基因在兩側對稱動物中對體節發育有重要的調控作用，而先前研究中已發現線蚓體內的Hh基因序列，所以本研究希望利用調控線蚓體內Hh基因的表現，探討Hh基因在環節動物生長與再生中的功能。 本實驗首次嘗試將RNAi技術應用在線蚓上。將線蚓浸泡在含有Enc-Hh的dsRNA溶液中以操作RNAi。利用免疫螢光染色法發現Hh基因受到抑制後，線蚓新生體節神經的連接不完整，顯示Hh基因與神經發育有相關性。由於線蚓快速的再生速度、飼養容易、構造簡單及身體透明且方便染色觀察，透過線蚓RNAi技術的建立，除了能進一步探討Hh基因功能外，也希望提供再生研究時的另一種選擇方式。

本研究採用程式推算與實測驗證實的方式，試圖找出能產生最強磁力的磁鐵排列組合。實驗結果所找出的排列方式與海爾貝克陣列（Halback Array）一致。另外，我們嘗試製作「磁力線魔鏡-Ferrocell」來觀察上述實驗的磁力線形狀，探討磁力線與磁力的關係。「磁力線魔鏡」可以方便、清楚的看到磁力線形狀，或許能成為課堂上不錯的教具。最後，我們進行引導磁力線的實驗，利用矽鋼片改變磁力線來增強磁力，觀察各種鋼片與磁鐵的搭配方式對磁力大小有什麼影響。同時也試做了可以開啟、關閉磁力的「磁力開關」，展示改變磁力線的實際應用。