從自然與生活科技課本的第四冊第三單元「空氣的秘密」中，我瞭解到空氣是聞不到、看不到、摸不到的氣體。它的組成份以氮氣(78.08%)和氧氣(20.95%)為主，另外還有二氧化碳(0.03%)、少量的惰性氣體(氫氣、氦氣等)，以及水蒸汽和懸浮微塵等混合組成。因此我們針對混合在空氣中令人看不見的水蒸氣進行研究。但該如何製作攝取空氣中水蒸氣的實驗裝置呢？在老師的指導下，我們設計由抽氣機、U型管、漏斗和橡皮管連接起來攝取空氣中的水蒸氣。經過冷凝後，U型管內的水蒸氣會凝結成為水。如照片所示。實驗器具製作完成後，我們先在校內不斷嘗試，運用熟練後就到校外，如住宅區、公園、市場、十字路口等地區攝取水蒸氣液化水，並比較各地區的液化水量，同時利用化學試藥來檢測這些液化水中所含有的物質，及這些物質含量的多寡。由於液化水的檢驗，讓我們瞭解各地區的液化水中含有二氧化碳、硫化合物及有機物等，這些物質的含量如果過高，會造成空氣汙染，進而危害我們的身體健康，由此可知清淨環境中的空氣是非常重要的。

The paper is to research the method how to prevent the torque down under the higher rotation of the single cylinder with two stroke’s engine and increasing the engine’s torque oppositely. By the process of adjusting （1）changing the weight and the position of the balance block（2） adjusting the exhausting time of the outlet valve（3）to decrease the weight and structure of the crank itself adequately. it is find that the engine’s torque was increased at the situation of higher rotational engine. After the adjusting of the process we have the following result：（1）at the higher revolution zone of the engine. the torque can be maintained and increased（2）the higher revolute efficiently value can be obtained by the correct adjusting of the exhaust time of the outlet valve without increasing the fuel.本研究主要是探討單汽缸二行程高轉速引擎在高轉速時扭力能延遲下降，使扭力增加。我們是利用二行程引擎高效率的結構和現有空間來提升引擎效能。經(1)改變曲軸配重塊之重量及位子移動 (2)調整引擎排氣時間 (3)適度減輕曲軸重量及結構等三項，改良後證明，確定能使扭力提升，和延伸到較高的轉速區。經過調整程序，可獲下列重要結果：(1)在引擎高轉速時，可增加較大的扭力值 (2)藉由適當的排氣時間調整，在不增加燃油供給條件下，可獲得較高的迴轉效率。

一、 紙杯耳機能發出聲音，主要是漆包線圈接上音源線後，使漆包線圈產生了電磁效應，紙杯杯底產生來回振動，進而振動空氣發出與音源裝置所播放相同的音樂聲。二、 經由實驗發現，要製作音量大的紙杯耳機，可掌握幾個原則：(一) 使用磁力強一點的磁鐵。(二) 漆包線圈纏繞 20 圈的效果較好。(三) 磁鐵擺放的位置使磁鐵的圓面與漆包線圈的外端交接時效果最好，兩者的距離增加或磁鐵深漆包線圈中，都會使音量減弱。(四) 漆包線圈的直徑大小愈接近磁鐵的直徑大小，產生的音量愈大。(五) 漆包線圈的直徑大小，小於杯底直徑的 1/2，產生的音量較大。(六) 紙杯耳機的主體使用飲水用的紙杯效果最好，其次飲水用的塑膠杯亦可考慮使用。

每天上厠所的時候，最怕的是衛生紙常常被擦破，我的手就弄髒了。是我使用的衛生紙太少張呢？或是衛生紙的質料太差呢？還是使用衛生紙的方法不對呢？.......我也問了同學，他們也有同樣的困擾。衛生紙用太多張，操作不方便；太少張萬一拉肚子或大便太稀的話，衛生紙又會破掉，把手弄髒了。我建議媽媽買好一點、貴一點的衛生紙，一可是也有同樣的煩惱。到底怎麼辦呢？我在這次的科學研習活動中提出來，老師就請我們每一位同學，買不同牌子的衛生紙來試驗看看，找出衛生紙破掉的原因？同時，也可以知道那一種衛生紙比較耐用 · · · · ，下面是我們對衛生紙的研究。

超音波應用於臨床已行之有年，而以穿透式超音波打入腦部的想法也已提出，本實驗目的即為測試低強度間歇性超音波達到腦部受傷後治療的可能。本實驗採用星狀細胞培養模式來探討，首先以腫瘤壞死因子α(Tumor Necrosis Factor-α, TNF-α)模擬中風缺氧的狀態，並利用低強度間歇性超音波刺激星狀細胞，然後檢測其培養液中一氧化氮(nitric oxide, NO)的濃度變化，以及大腦衍生神經營養因子(Brain-derived Neurotrophic Factor, BDNF)、神經膠質衍生神經營養因子(Glial-derived Neurotrophic Factor, GDNF)之mRNA 表現的情形。由實驗結果顯示，在TNF-α存在狀況下則能使NO 濃度上升，施打低強度間歇性超音波可促使NO 增加，並提升上述BDNF、GDNF 兩種蛋白質之mRNA 表現，BDNF 可幫助支持神經元生存，促使新神經元和突觸的發展及分化；GDNF 可有效提昇許多類型神經元生存率；而適當之NO 濃度可以調節神經傳遞物質釋放和腦血流，乃至於影響到記憶的產生。我們初步的結果也顯示在TNF-α存在下，超音波可以增加BDNF 及GDNF 蛋白之產生，因此本研究成果顯示低強度間歇性超音波可提供有利於神經元的環境。The ultrasound technology has been widely applied in the clinical practice for many years, such as monitoring of fetus, lithotripsy, rehabilitation after fracture, as well as the ultrasound stimulation of brain tissue, etc. The purpose of this study is to investigate the therapeutic effect of low intensity pulsed ultrasound (LIPUS) on the injured brain. In this study, we adopted the in vitro model of astrocyte cultures. The tumor necrosis factor- α (TNF-α) was used to simulate the condition of ischemic stroke. We used LIPUS to stimulate the cultured astrocytes, then we ssessed the concentration of nitric oride (NO) in the culture medium. We also assessed the expression of messenger RNA (mRNA) of both brain-derived neurotrophic factor (BDNF) and glial cell-derived neurotrophic factor (GDNF). The results showed that NO increased after the addition of TNF- α. In addition, treatment of LIPUS increased the expression of NO, as well as the mRNA of both BDNF and GDNF. The BDNF is able to support the survival of neuron, as well as stimulate differentiation of neurons and synapses. GDNF can also increase the survival of various kinds of neurons. Furthermore, NO may regulate the secretion of neurotransmitters, increase the blood flow in the brain, as well as enhance the processing of memory. Our preliminary results also demonstrated that both BDNF and GDNF protein increased in response to LIPUS in the presence of TNF-α. Therefore, treatment with LIPUS implicated an environment favoring the protection of neurons.

國中數學第三冊1-4 的主題是「商高定理」，或稱「畢氏定理」。三百多年前法國數學家費馬在研究「畢氏定理」的方程式(x1)^2+(x2)^2=y^2後，把它的「次數」（原是二次）提高到三次、四次??直到(x1)^n + (x2)^n = y^n （ n ? 3），並且猜想說這個方程式在任何情況下都無自然數解。他的猜想在1994 年被證明正確。我聯想到：如果不是把「畢氏定理」的方程式的「次數」提高，而是把它的「元數」增加到三元、四元??直到(x1)^2 + (x2)^2+…+(xt)^2 = y^2 （ t ? 3）。就如同把費馬的方程式放在哈哈鏡前一樣，我把一個「高次」的方程轉變為一個「多元」的、較「長」的方程式。在這種情形下，我想研究下列的不定方程：(x1)^2 + (x2)^2+…+(xt)^2 = ny^2 在 t 和n 設任意自然數(但t ? 3)時，有無自然數解(x1,x2,…xt,y)以及若有解，解的形式會是什麼。我研究的過程分五階段。第一階段－進入題目：先探討一下n =1，t = 3、t = 4的情形，先熟悉問題。第二階段－證明一般化：嘗試將第一階段的結果推廣一般化到任意t ? 3的情形。第三階段－主題推展：嘗試將第二階段的結果再推展到n 是完全平方數k^2，以及n = 2、n = 3的情形。第四階段－推展一般化：嘗試將第三階段的結果接著推展到任意n 和t ? 3的情形。我所設計的證明方法只能涵蓋t ? 4，或是t = 3，但n 可以分為不超過三個數的平方和的情況。第五階段－解決特例：當t = 3，且n 無法分為不超過三個自然數的平方和的情形（是4p(8q + 7)( p?Z0 、q?N) 的形式）。因為我的研究是屬於建設性證明，所以我還研究了求解的方法，並撰寫電腦程式求解，驗證我的研究結果。研究結果大致如下：(1) t ? 4時，或是t=3，但n不為4p(8q + 7)( p?Z0 、q?N) 的形式時，原方程式有無限多組自然數解，且可依遞迴公式求解。(2)t=3時，且n為4p(8q + 7) 的形式時，原方程式無自然數解。這篇研究的應用主要是在立體及高次的抽象幾何。原方程式在n=1、t=3的時候，(x1)^2 + (x2)^2+(x3)^2 = y^2其x1,x2,x3,y依序正好為一長方體的三邊長及對角邊長。根據這篇研究的結果，可知：只要找一個不小於 3 的自然數，便可找出一個以此為邊長，其他邊長和對角線長也為自然數的長方體。如果再將此結果推展至更高次的話，則在t 次空間中，只要找一個不小於3 的自然數，便可找出一個以此為邊長，其他邊長和其對角線長也為自然數的t 次長方體。至於這篇研究的未來推展，則可將原方程式的各指數提高。

有一次電視“強棒出擊”節目中，有科學家把苔蘚種在市區及郊區的樹皮上，經一段時間後，他們發現愈近市中心，苔蘚死亡率愈高，而證明愈近市中心，空氣污染愈嚴重。因此，我也想是否可利用植物來表示我的家鄉──灣裡地區──空氣污染在那些地方較嚴重？上生物課時，老師講到蒸散作用及光合作用，氣體及水份都由氣孔進出，因此，植物對空氣污染的反應，應該可出現於氣孔上，我們就請教老師，可否利用植物的氣孔變化來作為空氣污染指標？同時我們也發現，灣裡地區存在有許多四合院磚造老社區及廟，有許多榕樹且樹齡相當老，依我們日常觀察，這些榕樹葉表皮上經常佈滿類似碳或膠的灰塵，因此，老師就建議我們以榕樹葉下表皮的氣孔作研究，找出氣孔受空氣污染的影響，再進一步以單位面積平均氣孔數作為灣裡地區空氣污染的指標。

由於假酒害人的事件頻傳，如何檢測出酒類中是否含有甲醇，避免人們誤食造成意外的傷害就顯得格外的重要。由於現行檢測法過於複雜，所以我們就嘗試使用氣壓改變量來檢測假酒。根據既有之理論，甲醇和乙醇在氧化反應後可變成甲酸和乙酸，而甲酸可進一步氧化為二氧化碳，利用這種特性，可以由氣壓變化反推甲醇的存在。為減少環境背景因素所導致的影響，我們利用靜置待其平衡加以校正。接著以不同濃度的甲醇水溶液做其氧化的實驗，觀察其氣壓與濃度的數值變化之標準檢量線，發現其結果為一線性關係。最後使用市售的米酒與甲醇配成不同濃度比例的假酒，來模擬真實樣品，其結果同樣也是呈一線性關係。由此一系列的實驗之後，我們已確認利用氣壓變化來檢測假酒是可行的，而且相當具有發展的潛力。

1. Purpose of research \r To investigate the feasibility of using municipal cellulosic wastes as feedstock for production of biochar in pyrolysis, the effects of metal catalysts in pyrolysis, and the applicability of the produced biochar as a fertilizer\r 2. Procedures \r A. Investigation into the characteristics of (metal catalyzed) pyrolysis of various cellulosic wastes \r 1. The cellulosic waste (and catalyst) was weighed and put into a boiling tube. The tube was stopped with a plastic bung with holes. A plastic tube and a thermocouple were inserted through the holes. The other end of the plastic tube was submerged. \r 2. A Bunsen flame was used to pyrolyse cellulosic waste. Temperature and time of reaction were recorded. Gas produced was collected underwater. Biochar and bio-oil were obtained and weighed. \r B. Evaluation of adsorptive capabilities of different materials \r 1. Blue light absorbances of KH2PO4 solutions (mixed with vanadate-molybdate reagent to form yellow solutions) at different concentrations were found and an absorbance-concentration curve was established. \r 2. 5g of each material being evaluated was sandwiched between two pieces of filter paper before being put into a suction funnel. KH2PO4 solution was poured into the funnels. The setups were left overnight and filtrates were collected. \r 3. Collected filtrates were mixed with vanadate-molybdate reagent. Concentration of phosphates in each filtrate was found by the curve.\r 3. Data \r I. Highest percentage conversion from waste to biochar: 94.1% (paper towel, iron wool) \r II. Highest sequestration rate of carbon: 98.6% (paper towel, zinc) \r III. Lowest pyrolysis temperature: 162°C (paper towel, copper) \r IV. Best catalyst in terms of speed of biochar production: copper (+47.7%) \r V. Highest speeds of biochar production (w/ and w/o catalyst): 46.4g/hr (paper towel, copper) and 27.7g/hr (sawdust) \r VI. Adsorptions of KH2PO4: 14.4% (biochar from sawdust)/ 9.02% (sawdust)\r 4. Conclusions \r The pyrolysis of cellulosic waste to biochar was achievable at school laboratory conditions, with satisfactory results in carbon sequestration, production speed and percentage conversion. \r Under catalysis by various metals, the production of either biochar or pyrolytic gas and oil can be optimized, providing a low-cost way to derive fuel and sequestration-ready carbon, both crucial as answers to looming crises. The use of copper greatly speeds up pyrolysis and lowers the pyrolysis temperature, further increasing the economic potential of the process. \r Biochar is also an effective means to soil management, as shown in field and laboratory experiments. Its adsorption capability far exceeds that of untreated cellulosic waste, retaining nutrients to be taken by plants instead of leaching away. It was also shown to improve fruit yield and induce ripeness in tomato, making it obvious that biochar is also a viable fertilizer. \r All in all, metal-catalyzed biochar production from municipal cellulosic waste and the subsequent use of biochar as fertilizer have the benefits of: low feedstock cost, low energy cost, fast production, carbon sequestration, soil management and waste recycling. It is a remedy to some of the most persistent and serious global problems: food and energy crisis, water pollution, excessive greenhouse effect alongside waste treatment.

牡蠣殼、蛤蜊殼、蛋殼、蜆殼等廚房裡的廢棄生物殼都含有碳酸鈣的成分，它們和酸性溶液反應都會產生二氧化碳。酸性溶液的酸度越高，廢棄生物殼產生二氧化碳的量越多。在相同的酸性溶液裡，廢棄生物殼粉以牡蠣殼粉和蛋殼粉產生的二氧化碳量較多，蛤蜊殼粉次之，蜆殼粉最少。廢棄生物殼粉顆粒越細，產生二氧化碳的量越多；廢棄生物殼粉量越多，產生二氧化碳的量也越多。以600ml容積的汽水瓶，設計一個廚房裡最佳比例的二氧化碳滅火器，無論酸性溶液為何，和廢棄殼粉的調配滅火30cm距離最少比例均為小蘇打粉＜泡打粉＜蛋殼粉＝牡蠣殼粉＜蛤蜊殼粉，這與廢棄生物殼粉所含的碳酸量多寡有關。

一個課堂上的流水實驗，引發了我們的好奇心，針對排水孔排水的情況加以探討，進而討論水流的運動及觀察漩渦的產生，有了一些發現，希望能應用在生活中。整個實驗研究獲得的結論如下：一、市面上排水孔蓋的形狀以水滴形孔及圓形孔較常見，大小以直徑7.8公分的為主。二、排水孔的樣式、孔的大小及數量、排水量的多少、排水孔的位置及有無擾動排水等都會對排水孔的排水造成大小不同的影響；其中以螺旋形樣式、孔不可太大、孔數量可以多一點為較佳的排水孔蓋條件。三、排水孔蓋的孔越大或數量越多，排水速度就越快；採用螺旋形樣是排水孔蓋的排水較快，漩渦也較快產生。四、水經由流動、碰撞、轉彎，使得產生旋轉而形成漩渦，一般所見都是順時針旋轉的。以上發現讓我們能應用在打掃積水時更有效率。以前在打掃積水時會有些做法不太對，我們常會一直往排水孔位置撥水，其實擾動會破壞漩渦，使排水時間加長。所以，當積水有漩渦時，應該不要去擾動破壞水平面；而當積水沒有漩渦時，才可以藉由擾動撥水，使水位增高後停止擾動，藉由較高水位使得比較容易產生漩渦，增加排水的速度。

PPO 是一種含銅的多酚氧化? (E. C. 1. 14. 18. 1)，主要是將酚類 (phenol) 氧化成二酚類(diphenol)，更近一步的變成quinones，後者是一種不溶於水的褐色聚合物，在植物中造成褐化最主要原因，然而在人類皮膚則產生黑色素 (melanin)。我們提出有一種揮發性的抑制劑存在動植物體內，此種抑制劑會抑制生物體內PPO 的活性。植物在收成後，揮發性的抑制劑逐漸消失，導致內生性的PPO 活性逐漸上升，因此植物便會產生深褐色的斑點。在本研究中，我們以玉蘭花作為例子，以生化酵素動力實驗、部分純化黑色素抑制劑來解釋揮發性抑制劑在植物體內的存在及其作用，更進一步對水果快速褐化提出一種新的理論。研究發現PPO 的褐化反應就像是人體內酪氨酸? (tyrosinase) 的催化反應，酪氨酸?可以使人體產生黑色素而累積在皮膚上形成黑斑，利用〝人工皮膚〞模擬揮發性黑色素抑制物的作用，證明，防止PPO 抑制劑之揮發可能在未來美白保養品工業裡扮演一極具潛力的角色。Polyphenol oxidase (PPO) or tyrosinase (E.C. 1.14.18.1) is an important and ubiquitous enzyme responsible for browning in plants and melanization in animals. PPO is a copper-containing enzyme that catalyzes the chain-oxidation from monophenol or polyphenols to o-diphenols and subsequent o-quinones. The resulting quinones are large wate-insoluble polymers with dark brown color. We proposed that volatile inhibitors are associated with the plant PPO and block the PPO activity in vivo. While post-harvesting the volatile inhibitors evaporate, the endogenous PPO is then activated and therefore instantly produces dark quinone pigment. In the present study using magnolia flowers as an example, we show the presence of a potent volatile inhibitor(s) for PPO in plant. The novel finding clarifies the mechanism involved in the browning phenomenon of post-harvesting for most fruits. Since the PPO is also know present in human as tyrosinase responsible for the formation of “darkening spots” on skin, the finding of evaporation of potent PPO inhibitor may be potentially used as a strategy in developing a novel cosmetic product.