第54屆--民國103年

我們看到了一段關於水錘送水機的影片，引發對水錘現象的興趣，在瀏覽過一些相關資料之後，我們決定設計實驗來進一步了解此現象，而最重要的壓力計在我們奔走於各學校之後終於有了著落，我們開始組裝實驗裝置，並且在實驗過程中遇上問題時不斷改裝它。我們以壓力計來測量閥門快速關閉時所產生的壓力波，並比較其對流速的關係及其遞減的圖形。而在過程中我們發現電磁閥關閉時產生的壓力波的第一個波峰特別小，於是我們也試著去探討造成此現象的原因。接著我們在一些文獻中發現快速打開閥門會造成類似水錘的負水錘現象，所以我們也利用分析水錘現象的方法來分析它。最後我們重新組裝一個能夠同時關上水管兩端閥門的裝置，來觀察二壓力波干涉的圖形。

本研究討論「過一定點P，對一凸N邊形的各邊做垂線，可得N個垂足。利用P點、N個垂足點及N邊形的N個頂點所形成的2N個直角三角形，對應2N個內切圓及半徑，此時若依序每次間隔一個三角形取其內切圓半徑(參考下圖)，共可將2N個內切圓分為兩組內切圓半徑和」，經過研究討論發現以下結果： （一） 定義適當區域為：由垂直此凸多邊形各邊的垂線所共同圍出的封閉區域，當圖形為正三角形時，適當區域為正六邊形，較原圖形大，其餘的圖形所形成的適當區域必在原圖形內部。 （二） 兩組相間隔的直角三角形之內切圓半徑之和相等的限制條件 圖形類型 限制條件 正2N邊形 P點在任意位置 正2N+1邊形 P點落在適當區域內 等角且非正N邊形 P點落在適當區域內

礁溪蕹菜(空心菜)裡面有什麼？裡面是真空嗎？還是有氣體呢？如果裡面有氣體，會是什麼樣的氣體呢？與空氣的成分一樣嗎？如果不同？那與空氣的成分組成比例有差異嗎？ 氧氣及二氧化碳是植物生存的重要氣體，植物行光合作用時需要二氧化碳、葉綠素及光產生氧氣，植物行呼吸作用時則是吸入氧氣吐出二氧化碳。如果空心菜裡有氣體，這兩種氣體的含量會是多少呢？ 我們用大理石與鹽酸來產生二氧化碳，再將二氧化碳與空氣混合成不同的比例，利用二氧化碳與澄清石灰水會產生白色混濁的現象，再利用透光率的不同，去比較估算礁溪空心菜裡面的氣體所含二氧化碳的含量。我們也利用鋼絲絨生鏽時所耗掉的氧氣量來與空氣做比對，估算空心菜中的氧氣含量是多少。

目前工業上有許多分解有機物質的方法，傳統方法通常使用鐵離子(Fe3+)催化過氧化氫(H2O2)產生高活性自由基，並利用自由基降解污染物的方法稱為Fenton法。傳統Fenton法當中的鐵離子為液相催化劑，雖然會降解污水，但是通常會留下大量鐵污泥需待處理，造成環境污染。為了避免這個情形發生，本研究將傳統Fenton法中的液相催化劑，改利用聚丙烯酸(PAA)錯合鐵離子形成的固相催化劑，改善鐵離子會隨著降解後的污水排放缺點，並自製即時偵測儀器進行反應。實驗結果顯示，PAA在pH=3時，有較大鐵離子的吸附力，在此條件下進行反應，鐵離子不易脫附，也可減少大量鐵離子耗損，能達到避免氫氧化鐵污泥的污染二度公害，達到最高環保效益，朝向綠色化學邁進。

龍眼雞(Pyrops candelarius)分佈金門及東南亞，它具紅色額頂凸、黃綠體色，如同長鼻子小丑。我的研究目的︰一、普查它的生態環境；二、計算族群量；三、體紋的保護色；四、額頂凸的保護色。 樣區調查發現當龍眼雞有多種宿主選擇時，會優先選擇龍眼樹。五次捉放法估出秋、冬族群量達253±20 隻，並14次調查發現高溫時，個體的活動力會增加，推測秋冬時它會移到他處棲息。 利用高溫、低溫的飼養箱，證明額頂凸受溫度改變而變色，高溫為紅色，低溫為黃色，推測額頂凸具擬態龍眼幼枝，其中幼枝夏天為紅色、冬天轉為黃色。由於樹葉光影、蟲體黃白斑紋的佔有率分別為46.2%±3.47%、48%±1.87%，兩者數據雷同，推測黃白斑紋為模擬光影的保護色。期許未來探究龍眼雞利用溫度調解生理的機制。

水在鋁面之間受力外力作用時，鋁面下移及上拉畫出受力的F-x圖不一致，圖形所為面積即損失的能量。 為了解釋能量散失，建立兩種能量損失的機制(模型一及模型二)，定義物理量：「等效摩擦力」及「損耗係數」討論水的特性。 調製不同黏稠度的CMC水溶液，分別測其等效摩擦力及損耗係數，以及形變時的F-t圖。驗證並解釋液體形變，液體種類的不同，能量損失情形也不同。 由液體形狀的面向，以「紙片模型」再探討。透過曲線擬合液體外形，發現液體受壓向下時，固液交界面有作用力影響液體形狀。 兩者計算出的等效摩擦力相當接近，因此可說是本實驗結果的雙重驗證。 最後以障礙張力Barrier tension表示固液界面的張力，其值與水表面張力接近，代表兩者共同影響形變外形。

在日常生活中可以遙控的家電有許多，例如：電視機、冷氣……。而這些家電的遙控器有些大小就如手掌般大，有些卻只有幾根指頭大，一不小心亂放，就有可能遺失，為了改善上述缺點，因此本專案研究嘗試利用智慧型手機的App結合Wifi及乙太網路的功能，把所有的遙控器濃縮結合在一個手機App程式中，並進行了探討，藉由實作設計實體機構及電路，得到了下列結果： 一、 利用智慧型手機結合Wifi及網際網路，可進行遠、近距離遙控家電是可行的。 二、 利用Arduino模組連結Wifi及網際網路接收訊號，輸出指令及遙控碼至紅外線發射電路，達到一機整合便能方便控制家中具有遙控器的家電及設備。 三、 藉由小組改良傳統紅外線單一發射LED，改善傳統遙控器單一方向的缺點。

此研究探討不經由其他複雜製程而直接以氧化聚合法將PEDOT修飾於不同結構與導電度的材料PEDOT/ TiO2、PEDOT/CNT、PEDOT/XC-72作為直接甲醇燃料電池(DMFC)的觸媒載體對其發電效率與觸媒品質的影響。本研究比較以不同奈米材料作為PEDOT修飾的材料對於穩定觸媒的效果以及觸媒性質的影響。 研究結果發現，經PEDOT修飾的奈米材料在甲醇的氧化電位數值表現上與觸媒品質高於未修飾者，顯示出本實驗加入的修飾藥品與實驗方法有助於提升直接甲醇燃料電池的工作效能，將來可被運用於燃料電池上。

從學姊愛玉凝膠研究的激發到媽媽魚鱗凍製作的偶然，引發想要研究魚鱗片凝膠條件及情形的動機。主要發現有如後幾項：加熱加酸再冷藏才容易使魚鱗麟片溶液凝膠；加熱時間越長，鱗片會變越輕，溶液的凝膠情形越硬；溶劑濃度越酸，鱗片會變越輕，溶液的凝膠情形越硬；加熱加酸再冷藏的條件相同時，虱目魚鱗片糯米醋溶液最快凝膠，其次是烏魚鱗片糯米醋溶液，最慢的是吳郭魚和鱸魚鱗片糯米醋溶液；虱目魚鱗片凍最硬，其次是烏魚鱗片凍，最軟的是吳郭魚鱗片凍和鱸魚鱗片凍。

本研究為發展快速、簡易的方法以合成碲奈米線並作為相關研究之基礎，進而實踐綠色化學的理念，更進一步探討碲奈米線添加不同金屬離子後形成之複合/碲奈米線。在比較三種不同的碲奈米線合成方法後，選擇較符合綠色化學的方式，藉由調控碲奈米線合成反應的時間(30至150分鐘)和不同的金屬離子濃度及比例，以不同變因下製備出的複合/碲奈米線，透過其吸收光譜變化，找出具有最佳過氧化活性能力的反應條件。於上述條件下探討其對於常見食品病源菌的抑菌效果。結果顯示複合/碲奈米線的抗菌能力與高濃度銀離子相似，且在價錢方面能比銀離子便宜許多。因此透過本實驗的探究，相信本研究未來有極大的潛力能夠廣泛的推廣與應用，如開發新型奈米抑菌劑。