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本研究旨在探討平底不倒翁之可行性，以及影響平底不倒翁成功與否之關鍵因素。我們透過懸吊法找出物體的重心位置並設計實驗，實驗發現在容器內部不同位置加上一塊華司，能顯著改變整體的重心位置，其次影響平底不倒翁的關鍵是重心的位置及容器底部是否內縮，而重心的位置又與附加物重量、位置等息息相關，透過容器不同傾斜角度的實驗與槓桿原理的分析，我們發現重心越低越容易成功。此外平底不倒翁的成功條件有二，一是使用上緣大於下緣的容器或容器底部內縮，二是底部黏附的重物密度夠大或是也能內縮。平底不倒翁確實可行，且可以將其概念運用在生活中，例如改良交通錐、安全防撞桿、兒童餐具、玩具、直立式電風扇等。
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在科展的作品中，我們發現一個有趣且學長研究過的問題〝棋盤上的蛇〞(Snakes on a chessboard) ，這個問題是由教授Richard Stanley所提出。問題如下：在m×n棋盤形格子上，蛇由任意一格出發，但蛇的走法只能往右 ，往上 ，或停住。若此蛇已停住，將由另一條蛇來走，且不同蛇走過的格子不可重疊。證明：將m×n棋盤形格子完全覆蓋的總方法數為費氏(Fibonacci)數列某些項的乘積。與學長不同的是我們以〝生成格〞概念來解決問題，藉由生成格建立二維棋盤形格子〝蛇填充數〞與費氏關係，並試圖拓展三維空間棋盤情形，在過程中發現藉由〝生成矩陣〞可以組成空間棋盤的〝生成格〞，並以此解決p×q×r的空間棋盤問題。
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「愛」的「膜」力轉圈圈～可食性愛玉薄膜素材的研究
減塑是必行的工作， 由2021年消耗28億杯咖啡紙杯資料中，我們計算出每年消耗約2000公噸的PE，我們以愛 玉子：水 =1g：80ml的比例，以20℃的水用果汁機攪打90秒萃取愛玉凍，透過蔬果烘乾機以50℃烘乾8小時製成愛玉薄膜，以自製的測量薄膜的張力，找出較堅固的薄膜，薄膜厚度經測量為0.004cm。愛玉薄膜具有防水、在100℃熱水煮1小時也不溶化，在烤箱140℃烘烤20分鐘不被破壞、不溶於99%酒精、丙酮、飽和檸檬酸、99%醋酸、飽和小蘇打溶液中，化學性質穩定等特性。透過將高熔點起司煮成起司糊當黏著劑，成功將愛玉薄膜鍍於塔模餅乾上， 在裝熱水的測試中，成功的在1小時後都不滲水，並透過咖啡測試，發現對於熱飲味道的影響頗低，可以成為取代PE膜的環保替代方案。
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不要「碳」氣！自製氣瓶探究碳捕捉材料的吸附效能
工業革命後，人類排放至大氣中的二氧化碳（化學式CO2）逐漸增加，若不及時控制將會導致全球氣候變遷。但我們認為僅減少CO2排放量是不夠的，應該更有效率的捕捉它，於是我們設計了一系列實驗來驗證我們的想法。為了有穩定的CO2供氣來源，我們成功自製了CO2氣瓶，經過改良後以排水集氣法得到時間和體積變化有很好的線性關係，能替代笨重的鋼瓶。接下來CO2多寡的測量是選用碳酸氫鹽指示劑的顏色變化來量化，方法是通入不同時間的CO2到指示劑後再用分光光度計測量其穿透率，再利用此穿透率區間回推每公克矽膠乾燥劑能吸附多少毫升的CO2，建立一個科學實驗模式後應用到其他生活中具孔洞的材料中，並進一步探討不同材料間吸脫附重複率的效能。
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本研究利用處處可見的土壤進行色粉的研究，在採集5處土壤樣本中，不同區域的土壤均具有獨特的特性。大肚山土壤的黏性較高，含有較大比例的細顆粒黏土，製作出來的色粉也較重；相對地，溪河砂土製作的色粉較輕，這可能是因為較粗的沙子成分居多。在土質分類上，高美土和大肚山土屬於黏土含量較高的埴土，菜園土和阿嬤田土則是黏土含量次之的埴壤土，而溪土和溪沙則是粘土含量較低的壤土和砂土。通過一系列的製作流程，我們能夠從原土中提取出細緻的礦物色粉，這些礦物色粉不僅能用於水彩畫顏料，還能與鹿膠等材料混合製作成膠彩畫顏料。最後 ，我們將自製的礦物色粉製作出 環我大地指甲油」 ，除了增添趣味外，也是對自然資源的一種永續利用。
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動物植物間的攻防大戰--生物抑制劑探究
10%的芒草醋液、芒草灰燼淬取液對紋白蝶幼蟲和果實蠅成蟲的致死率高達90%以上。5%的芒草醋液和芒草灰燼液對已發芽的大花咸豐草和稗草生長抑制率高達90%以上。芒草醋液對外來入侵昆蟲生長具明顯抑制作用。芒草醋液可提升水稻產量達13.8%，提升玉米產量達15.5%。真菌細胞的細胞壁和所有昆蟲的體表，都是幾丁質構成，都會被醋酸和芒草醋液等有機酸溶液破壞。芒草灰燼，可避免蝸牛爬入取食蔬果。芒草醋液的成分物質主要有丙醛、乙醇、甲酸、苯酚。丙醛和乙醇對動植物生長影響不大，2.5%的甲酸+苯酚可達到對紋白蝶幼蟲和東方果實蠅成蟲100%致死率。甲酸和乙酸，可破壞幾丁質，讓苯酚進入蟲體而致死，故甲酸和苯酚互為協同劑。芒草醋液為非常有效的純天然生物農藥。
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癌細胞的「糖嗜好」~RNA-seq 技術探索糖分誘發癌細胞生長機制
糖影響癌細胞生長機制複雜，近年基因體研究技術發展，透過RNA-seq技術能全面分析癌細胞在不同糖濃度下基因表現變化，藉此窺探糖分誘發癌細胞生長機制。本研究以乳癌和肝癌細胞株為研究模式，低糖培養下癌細胞生長受阻，進而以RNA-seq技術分析，測得約16,000種表現基因，不同糖濃度培養分析組別，約100~5,000個基因表現差異，糖濃度越低基因改變越明顯，也發現乳癌和肝癌細胞基因變化情形不同。藉由富集分析，顯示表現變化基因功能主要與生長相關。經查詢文獻比對後，兩種癌細胞各挑選出十個新穎候選基因，並完成qRT-PCR驗證，確認實驗結果。本研究勾勒糖影響癌細胞生長之相關基因表現變化樣貌，並探索發現參與作用的新穎基因，有助於瞭解糖分誘發癌細胞生長的作用機制。
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建立線蚓 (Enchytraeus sp.) RNAi實驗模式並探究Hedgehog基因對其生長與再生之功能
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。
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無線充電技術於智能手機等消費性電子的應用與日俱增，相關國際規範制訂也逐漸完備。展望未來，無人車、無人船、無人機、無人搬運車等智能化電動載具之應用技術發展，不但有利於減少溫室氣體排放量，且能降低交通運輸及智慧製造產業對傳統石化燃料的依賴。然而電動載具發展的關鍵問題就在於電動載具之蓄電池的續航能力、能量密度、充電時間、使用壽命及建置與維護成本皆大大影響商品化應用。本作品著重於智能化電動載具之串聯諧振式無線充電系統分析、設計與實作的認識及瞭解。說明書首先簡單介紹無線電能傳輸之基本原理，並透過實際繞製發射、接收線圈，焊接電路板，實現一組無線充電系統能夠操作於零電壓切換區間，達到更高的效率。
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迫在「鎂」「鹼」－探討鎂與鹼性酸式鹽之反應
本研究目的為探討Mg、Zn去除氧化層的條件，再與NaHCO3反應，探討反應情形。將Mg浸泡HCl後發現氧化層在1分鐘內即被清除，而且Mg的氧化層對反應速率影響不明顯；以不同溫度、濃度的NaHCO3與Mg反應，發現溫度越高氣體產量越少，推測是溫度升高時，Mg表面氧化層生成較快。比較Mg、Zn與NaHCO3的反應，氣體產生量皆以Mg較多。針對兩種金屬的反應皆計算找出為二級反應，再由速率常數分別算出其活化能。用EDTA測量 Mg2+莫耳數，發現與產生氣體莫耳數比值接近1，推測產生氣體可能只有H2，沒有CO2。將反應過後金屬表面黑色物質震盪到乙醇中，使用分光光度計掃描，確認為奈米級氧化鎂；反應後溶液放置一天過後出現了懸浮的白色物質，確認為MgCO3。
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神奇「催」「糖」術─探討利用新型催化劑磷鎢酸置換醣類一號位置結構的影響
本研究將定量的葡萄糖與乙酸酐反應，可將葡萄糖上的羥基進行乙醯化反應，再將乙醯化的葡萄糖與可回收使用的催化劑磷鎢酸以5:1當量數進行催化反應，並分別以是否微波、微波時間、微波溫度及微波瓦數為變因進行實驗，發現當微波溫度40℃、微波功率300W，微波30分鐘時，可得到最高產率的目標產物。再將葡萄糖與催化劑磷鎢酸及對甲苯硫酚以當量數為變因，找出最佳產率的條件，再將此最佳條件分別以不同醣類為變因進行反應，將所測得之目標產物的產率與傳統催化劑三氟化硼所催化的結果進行綜合比較及討論，最後以NMR儀器分析確定反應是否成功並了解其反應機制，進而幫助科學家在研究癌症細胞中醣分子的合成反應過程可以更有效率，並以達到綠色化學為目標。
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型不型？—青斑蝶前翅翅型、面積與越洋行為的關聯
本年度在湖西林投尖山步道標放青斑蝶總數比例為歷年來最高，推測應與風向及青斑蝶抵澎湖位置有較大關聯；雌蝶數量約占總數41.0%，高於歷年平均數值，同時整個研究過程皆維持略高比例，與往年僅存在初期與末期的高雌蝶比率不同，是否為單一年度的偶發現象？有待持續研究。由網格膠片與紀錄紙量尺所得數據顯示，不同測量前翅長的方式皆為可行紀錄方式；青斑蝶前翅長度與寬度的比值約為2，翅型較類似2個等腰三角形上下疊合之寬翼鳶形；以方格法計算青斑蝶前翅面積，發現前翅長與面積平方成正比；以青斑蝶前翅長寬比的差異超過10%來定義不同翅型，僅有1.5%分屬不同翅型，應是族群內偶發差異現象，故可推論青斑蝶前翅翅型並不影響其越洋行為。
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