第53屆--民國102年

有鑑於全球暖化日益嚴重，「綠能」已成為船舶科技發展重點。身為未來海運職場的生力軍，促使本專題提出新型船舶廢熱回收概念，以期達成降低能源消耗、以減少CO2排放之目的。本綠能船舶利用Stirling引擎作為主要動力，並利用軸發電機系統之原理析出部分動力，作為軸發電機。此動力系統於綠能船舶應用時，實以增加船舶推進效率、減少船用柴油機負荷及回收更多排氣廢熱為主要目標，並透過改良Striling引擎增加其輸出馬力。經實驗證明後，柱狀氣缸之Stirling引擎較其原型氣缸及再生器型氣缸輸出馬力大，可析出最多動力作為軸發電機。期望將本系統等比例放大後，具足夠馬力可減少船舶柴油發電機之負荷及增加廢熱回收效率。

本研究第一階段在尋找”能夠催化雙氧水反應的陽離子”，結果發現催化雙氧水效果較佳者：Fe2+＞Fe3+＞Cu2+，我們進一步討論並比較三者催化的過程與情形。第二階段為直接使用FeI3來催化（將催化效果佳的碘離子與鐵離子直接結合），但發現效果不佳；接著將FeCl3與KI混合催化，發現混合催化效果比單獨催化要好。第三階段的實驗我們把反應的量減少，不再使用課本所提的”排水集氣法”，改以量筒內加入反應物及清潔劑，直接拍照記錄反應情形，希望將實驗微量化與簡化，以期符合環保效益，並提供國中課程教材的另一選擇。

台灣重工業發展帶給人們經濟奇蹟，但同時也對環境帶來了莫大的汙染。比如西元1950年在日本發生鎘中毒的痛痛病；1959年的汞中毒引發水俁病等等…。如何去除水中金屬離子，一直是國人關心的議題。 本研究主要利用高中所學之氧化還原及奈米材料等概念，探討零價奈米鐵(Fe0)還原六價鉻(Cr6+)之還原反應現象及除汙能力。並進一步比較有機型分散劑(澱粉)以及無機型分散劑(奈米黏土 Laponite)對奈米鐵之穩定度。發現在比例nanoFe/Cr6+：11.75(w/w)的情況下，空白組(未加入分散劑)之殘留率高達34.51%，我們所製作之複合材料(以pH=6.64之laponite(aq) 0.25wt%為分散液)仍然具有除汙能力(殘留率

本實驗主要探討變頻的意義，利用廢棄風扇設計轉子和線圈互感實驗中發現轉子上渦電流存在的事實。台灣交流電的頻率為60Hz，故四極馬達極速為30rps在實驗中觀察到，本實驗觀察到轉速越大則線圈和轉子上渦電流互感值越大並導致線圈電流變小，進而降低線圈電流熱效應佔輸入電能比例。在分析轉子處消耗能量實驗中發現如果轉速越接近極速則磁力在轉子切線方向分力做功比例會減少，且大部分輸入電能轉變成渦電流熱能，線圈與轉子間的平均磁力和轉子切平面的方向夾角(θ值)會決定線圈熱效應及渦電流熱效應佔輸入電能比例，實驗中發現最佳轉速(最佳θ值)下運轉馬達會達到最佳能源效益比，實驗結果顯示本次實驗採用馬達在轉速約25(rps)時能源效益比最佳。

本研究主要利用最簡易的金屬還原法研製奈米銀及奈米氧化鐵粒子。而奈米銀主要在隱形的研究,因直徑 200~400nm奈米粒子對部分紅外線波段有吸收的效果。所以本實驗針對這現象設計用熱電偶的探測設計來探討奈米銀在隱形上的研究。另外奈米氧化鐵將其應用在奈米藥物輸送的領域。主要是將藥物包裹奈米氧化鐵粒子，藉著外在磁場的導控達到患部治療，所以奈米氧化鐵的研製在本實驗是極為重要的。界面活性劑的選擇影響實驗很多，界面活性劑有防止奈米金屬粒子團聚的效果，所以無毒、成本及長效性是主要的考量。奈米銀填充於布料將可製作隱形衣及去毒製品。而奈米氧化鐵在後續的氧化處理及其表面沾黏物(藥物)的生長，將可製作奈米探針及藥物，是個很不錯的應用。

我們以超過傳統1.96 倍(平均值)發電量的新式 Stanley Generator(SG)同軸發電機應用在水平軸流體發電及垂直軸流體發電，並結合水平軸可多層次利用流體動能及垂直軸簡易的優點，設計出新一代HV(Horizon Vertical)系統。設計並檢測阻流型葉扇及撞流型葉扇不同長寬幾何比例及不同的葉面傾角度，在風速0.5m/s~5.0m/s 情境，測量葉扇的轉速，結果阻流型葉扇以第4 組葉扇(21.5:10:40)於葉面傾角10o、撞流型以第二組葉扇(21.5:10:40)，所得啟動風速最低且轉速最平均兼顧低風速啟動及高轉速維持。同時設計了各式SG 應用模組，包括一級應用的三層流體動能擷取系統，二級應用的雙軸單增速系統，三級應用的雙增速HV 系統。都能發出比一般發電機高的電量(1.48~1.96 倍)，也更快(較低流速)達到發電機最大(額定)發電量。

下課時，許多人會在走廊上行走。如果只是想往某間教室的同學，會有特定的行走方向；倘若純粹散步、突然想起有東西忘了拿或另有他事，則會有折返的情形。觀察之餘可發現，不同的走動方式會有不同的相遇方式和相遇機率。由於狹窄的走廊若忽略之間的幾間教室，可視作一條一維的直線通道，則兩人相遇的情形可以分為：1.兩人皆不停走動 或 2.一人停下綁鞋帶時另一人不停走動，即為只有一人走動而相遇的情形。本文在建立一個機率模型來討論兩人相遇的方法數。於是假設數線上有相距d單位的A,B兩人，每次移動分別朝左右其中一個方向移動n,m單位，在文章中我們求出了兩人恰在第t次移動時相遇的方法數，因此也解決了一開始的機率問題。

本調查研究針對南竿地區介壽、福澳及馬港三個村莊水泥房在家燕（Hirundo rustica）舊巢位利用、產卵及孵育等生態上做觀察探討。結果發現三個村莊家燕舊巢位的完整狀態以「完好」最多；在舊巢位利用上，家燕於4月21日以後才開始利用舊巢來修補及築新巢，而且利用舊燕巢修補的巢數比新築的巢數多。在產卵方面，本年度家燕於4月14日以後開始產卵，隨著時間推移產卵的數量也增加，5月12日達到最高峰。同時在觀察燕巢時看到4顆卵機會最多，機會最少為6顆。至於家燕的卵孵化部分，本年度於5月5日以後才開始孵化，孵化前巢中的卵以4顆及5顆的巢數最多。在研究期間適逢禽流感（H7N9）在對岸盛行，造成地區民眾慌恐，怕被禽鳥傳染而剷除住家屋簷下燕巢，造成燕巢破壞數量偏高，後經衛生局宣導後這種情形才減緩。

我們從變色眼睛裡得到了靈感，想把變色的機制衍生運用，希望可以製作出一個變色薄膜，就可以輕鬆把它應用在我們教室的窗戶上，就可以擁有遮陽物品。我們大致分為兩部分討論，一是固體壓片，二是軟式變色薄膜。從固體壓片實驗，得到壓片製作方式變黑和退色的速度都太慢。軟式變色薄膜的製作方式，藥品為硝酸銀和氯化銅的乙醇溶液在保麗龍膠內混合均勻，形成軟式變色薄膜。而且在我們實驗過程中，得到最適合的Ag+和Cu2+ 莫耳數比是10：1，利用這比例做出來的薄膜，變色的速度最快，而且可以重複使用，退色後，再照陽光會再變黑。我們改用氯化鈣代替氯化銅時，反而退色的效果變好。我們最後覺得氯化銀顆粒的大小是決定退色效果的主要因素。

面積是正整數的整數邊三角形就是海倫三角形；整數邊的直角三角形就是畢氏三角形。本研究先透過圓點方陣得到兩組基本的畢氏三角形的邊長生成公式，並且證明這兩組基本的畢氏三角形都是海倫三角形；接著，取其中一組基本的畢氏三角形加以複製，成為有一條公共邊的兩個相同畢氏三角形，接著拼接成四組三角形，並且證明這四組三角形都是海倫三角形；更進一步，把這兩組基本的畢氏三角形各放大到適當的倍數後，成為有一條公共邊的兩個不同的畢氏三角形，接著拼接成六組不同的三角形和剪接成六組不同的三角形，並且證明這十二組三角形都是海倫三角形。因此，本研究總共得到十八組海倫三角形的邊長生成公式。