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以智慧型高親水薄膜提升汗液感測靈敏度
Enhancing Sweat Sensing Sensitivity with
SmartHydrophilic Thin Films
本研究主要是以晶片和織布進行結合，以電極收集訊號分析受測者的鈉濃度和汗液流量，研發長期保持潤濕和擁有穩定性的高親水性薄膜Polyacrylic acid / Cellulose nanocrystals（PAA / CNC）感測器。製備不同濃度比例的PAA / CNC光固化水凝膠，進行接觸角、FTIR圖譜、溶脹比 (Swelling Ratio)、SEM、EIS 潤濕面積分析並比較選擇出PAA /10 CNC的濃度比例作為最佳的汗液感測電極。利用CNC與PET片間貼合度強化結果，能有效提升薄膜親水性，降低電極與織布中的親疏水性差異，加強電極感測靈敏度，相較於對照組，電容值結果顯示約提升5~10倍的靈敏度。本研究開發一個靈敏且穩定即時監測汗液的薄膜，並結合藍芽應用於智慧裝置。
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研究指出⼿性有機硫催化劑能催化反應合成出⾼立體選擇性的產物，並有相關的研究指出以同族的硒取代⽽成的催化劑也有類似的性質，我們好奇兩者之間催化能⼒的差異處。本研究探討⼿性有機硒催化劑THSeOBn的合成，並將其應用催化形成氮環丙烷化物及環氧化物以探討其性質。本研究發現相較⼿性有機硫催化劑THTOBn催化，其催化形成氮環丙烷反應的dr 值及反應速率皆有顯著的上升，但其催化形成環氧化物的反應儘管反應速率有上升，但是dr值卻下降。最後本研究提出了關於THSeOBn催化形成氮環丙烷及環氧化物的反應機構。
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藥命時刻---天然環境農藥降解與大範圍消除方法研究與討論
Time for No Pesticide on My Plate : Research and discussion on methods for degradation and large-scale elimination of pesticides in natural environment
本實驗研究常見除草劑「固殺草」的降解與檢驗，同時利用各種物質與方法嘗試消除農藥，並尋找消除農藥「固殺草」的最佳方法。 本研究發現：藉由產生「親核取代反應」(Nucleophilic substitution) 能有較佳的消除農藥效果，並且當環境物質含有越多量的胺基酸與維生素時，其消除農藥效果也越好。 根據實驗結果，我們利用環境中易取得的物質，自製簡單、便宜的農藥消除劑，用來協助農民與一般民眾消除農作物上殘存的農藥，並根據實驗結果可以在極短時間內去除99%以上的農藥殘留，期望幫助民眾遠離農藥的毒害。
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禽畜糞堆肥常伴隨氨氣排放而有異味問題。目前成本低、培養易的木黴菌已廣泛用在堆肥中來加速發酵。此外，部分業者會將含氨臭的氣體蒐集再以稀硫酸水洗，產物硫酸銨可作為氮肥，但多被排棄。本研究結合木黴菌添加與排氣稀硫酸水洗，可縮短堆肥期程，更將氨氣肥料化，以 (1)木黴菌合適添加劑量、(2)稀硫酸水洗參數等二項為試驗主軸。結果顯示：(1)添加2/100木黴菌可使堆肥成品中總氮增加13%，減少氨排放；(2)含氨排氣經pH6-7稀硫酸水洗，98%的氨氣轉化成含約1,400mg/L之硫酸銨溶液，氮含量為300mg/L，相當於沼渣沼液農地施灌水準。
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蘭科植物的種⼦細微如沙塵然⽽胚發育不完全，亦無胚乳。在⾃然條件下，蘭科植物需仰賴菌根真菌⽅能順利完成其⽣活史。本研究欲探討綬草(Spiranthes sinensis)與根部共生真菌（root-originated mycorrhizal fungi）的關係，將實驗分為四個部分，一為觀察綬草根部、種⼦和共生真菌。二為探討綬草的根部共生菌種。三為測試共生菌絲與萌發所需物質的關係。四為探討共生真菌與綬草萌發的關係。結果發現綬草的根部共生菌種類會受環境影響，並且綬草根部的真菌種類不少，其中包含角擔菌Ceratobasidiaceae、膠膜菌Tulasnellaceae、傘菌科agaricomycetidae等，且能分解環境中的澱粉與蛋白質。
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聲子晶體結合共振腔與其聲音放大效果之研究
本研究以 zig-zag path 管道自製、設計聲子晶體，並結合空腔(cavity)形成類似電路學的 RLC 共振結構，透過 COMSOL 軟體模擬出其理論之特徵頻率，使空腔中心聲壓達到穩定的放大效果。利用無響室的環境進行實驗，藉由放大電路將聲壓轉為電訊號並以聲源頻率、裝置距離和空腔尺寸作為變因，發現我們自製的聲子晶體可成功將電壓放大約 2.6 倍。此種聲子晶體具有體積小、構造簡單、可擴充為多晶體結構等特性，在未來可結合壓電材料，將其製成兼具發電與降噪功能之環保裝置。
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Eco-friendly fungal-based protein wood adhesives: A non-toxic and effective alternative application
在真菌釀造過程中除了釀出需要的酒精、醋、醬油，味增，釀造後都會產生廢料：酒糟或酒粕改良性質後測試有作為木質黏合劑的潛力。我們選出 6 種菌種，透過破碎、離心、鹼裂解、酸中和與離心濃縮做出蛋白質膠，小量黏合能力測試結果選最佳的紅麴蛋白質與米麴蛋白質。參照 ASTM 標準壓縮負荷與拉力負荷法。 1.壓縮負荷法結果顯示紅麴蛋白膠抗剪強度為 156.1kgf，米麴蛋白膠抗剪強度為 51.3kgf，為對照組 82.2%與 27.0%。 2.拉力負荷法結果顯示紅麴蛋白膠抗剪強度為 88.1kgf，米麴蛋白膠抗剪強度為 40.2kgf，為對照組 195.1%與 89.0%。 實驗結果顯示紅麴蛋白膠在壓縮負荷法強度接近對照組，拉力負荷法強度顯優於對照組，在作為木材黏合劑選擇上提供一種天然且無毒的選擇。
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含3-高醯基香豆素之二烯羧酸酯合成方法探討
香豆素(coumarin)是一種廣泛使用於增香用途之化合物，同時亦被作為藥 物使用，γ-乙烯基聯烯酸酯 (γ-Vinyl Allenoates)，則是一種具有多樣的反應性之架構，透過適當的控制，可擁有相當良好之區域及立體選擇性。本研究利用氮催化劑 DMAP 建構帶二烯羧酸酯之 3-高醯基香豆素，並透過篩選溶劑、反應溫度及催化劑及反應物當量數，找出本反應之最佳化條件。後以該條件探討反應環境酸鹼性對反應的化學選擇性影響，以及在 3-高醯基香豆素上改變不同取代基，探討不同取代基對反應性的影響，並擴展含 3-高醯基香豆素之二烯羧酸酯未來使用的潛力。 實驗結果顯示，以DMAP 作為催化劑催化此親核加成反應時，可在 15 分鐘內達到 96%的 NMR 產率。未來希望能將含 3-高醯基香豆素之二烯羧酸酯應用於進行合環、加成等反應，期望藉此增加此化合物泛用性。
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本研究旨在探究風成沙紋的型態和其移動速度及新月形沙丘的演化過程。利用吹出式風洞建立穩定且單一風向的風場，並運用不同粒徑的石英沙，以研究不同情況下沙紋和沙丘的變化。研究發現，風成沙紋的波長變化不僅受到風速、粒徑等特性的影響，還可能受到波峰後渦流長度的影響。另外觀察沙紋移動速度的變化後，可以明顯的發現與風速有高度正相關，亦討論能量的變化，並試圖建立風速與移動速度的轉換模型。在新月形沙丘演化過程的模擬中，我們歸納出三個主要時期：延伸期、崩落期和消逝期。我們也針對這些結果進行質性分析，透過觀察與討論，進一步了解沙紋與沙丘之變化過程與形成條件。最後我們比較了火星橫向風成脊（TAR）的形狀、動力及分布差異，推論其可能成因，希望進一步探究行星地表形貌的形成和演化過程。
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本作品由2023年IMO的第五題出發，希望探索在忍者通道中的其他性質，首先思考改變每排中放入的球數並觀察規律，進而推廣到三維圓圈塔中的性質，最後使用hyper-cube(超立方體)的情況進行一般化的推廣與構造的優化，完成最小值問題的求解，另外也對於特例部分探索解的總數。
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本研究利用農業廢棄物再加工後的-炭化稻殼，經食用醋處理後搭配環保防水明膠配方製成碳紙電極，作為可充式鋁電池的正極材料；負極則是在鋁箔上塗一層較環保無毒的PVA；電解液使用2M氯化鋁/0.1M食鹽水/5g醋酸鈉，吸附在濾紙上，成功製作出可充式「炭化稻殼紙/鋁電池」，充放電循環3次後，放電的初始開路電壓最高可達1.296V，初始短路電流可達137.1mA，串聯兩個電池後，成功使LED燈發光持續至少72天，亦可推動風扇在約4mA的工作電流下維持215分鐘。本作品多使用食品級的環保材料，較以往作品具有低汙染、低成本、超輕薄、可充電、可彎曲等多項優勢，充電後的穩定性更優於市售石墨片電極，可連續充放電至少5次，在進行穿刺實驗後更證實其安全性較鋰電池高，期待能為大型儲能系統添加一股永續環保的新契機。
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區域水流流場3D重建系統的探討與應用 Discussion and Application of 3D Reconstruction System for Regional Water Flow Fields
本研究透過JY61P六軸加速度陀螺儀與ESP-32S控制板，製作出球形水流流場監測模組，藉由Unity 3D軟體與C#程式編寫，擬合出水域的水流狀況，再搭配空拍圖與水域深度探測，進行水域模型的建立。在沙崙海水浴場水流模型，發現當水流由西南方進入模型時沿岸流會順著海岸線流入鳥喙地形，與本研究模擬出的水流流場相符，確認所設計之區域水流流場3D重建系統的可行性與準確性。若將水流流場監測模組連接GPS浮標，可方便回收監測模組並輔助水流流場監測，能探測更深、更廣的未知水域流場。 本研究建立的區域水流流場3D重建系統，可廣泛應用在未知水域的模型建立，發揮預警功能。在青山瀑布水流流場監測實驗中，發現在瀑布水潭中，不同的深度有不同的水流差異產生；且在不同位置可能會有斷層式的地形高低變化，因此在未知水域活動時，應注意水域環境狀況以確保自身安全。
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