第55屆--民國104年

大地震發生時經常伴隨著土壤液化(soil liquefaction)的發生。土壤液化是在地震過程中，震動讓砂土重新排列、減小期間的空隙 ，使地下水被擠壓而出，導致水土混雜、呈現泥漿的狀態造成建築物沉陷、傾斜，地表噴砂、噴泥等災情，改變土壤結構以及其所包含的一些成分，讓土質不穩定。 經實驗發現，當消防沙的體積為5000cm3時，發生土壤液化的臨界水量是2000cm3。土壤液化的出現，不同的砂土會有不同的最短發生時間，消防砂需要20秒，紅土需要30秒。其中各種砂土液化情形不同，消防砂出水現象較明顯；紅土液化後出水不明顯，呈現膠狀；培養土則較不容易、甚至是完全不會發生液化。希望後續的研究，可以找出防治土壤液化的方法。

參考資料二的水錘實驗是探討充水剛性管壓力波的強度及週期；參考資料六的實驗是以距離除以時間求充水軟性管的波速；而高中共鳴空氣柱的實驗為空氣在剛性管中形成駐波，本實驗經由理論分析重新整理後，推論當波動在充填流體的彈性管中產生振盪時，為流體的彈性與管的結構、彈性在徑向上的串聯效應。 本實驗將彈性管充滿水置於木架上，一端接上注射針筒，另一端接上水箱。擠壓注射針筒產生波動，藉由感測器記錄波形讀取振盪時間，改變不同的變因，實驗數據支持理論分析。 最後利用理論計算出空氣在矽膠管共鳴時的波速是由空氣及管共同決定的，故波速小於(331+0.6t) m/s，實驗數據支持此推論，可知形成駐波的頻率，不只與管長有關，也與管徑、管壁厚度、材料有關。

以碘酸鉀為氧化劑並以澱粉為指示劑，加入硫酸後分別與多種還原劑反應。發現焦亞硫酸鈉、硫代硫酸鈉、硫氰化鉀等使指示劑變藍。而焦亞硫酸鈉與碘酸鉀的反應常見於高中教材[1]，[2]；硫代硫酸鈉與碘酸鉀雖然有反應發生，但是反應時溶液生成沉澱物，推測有兩種以上的反應發生。硫氰根離子與碘酸鉀反應以動力學探討，得知速率定律式R(M/s)=k[IO3-][KSCN]2[H2SO4]，k=2.9×105(M-3S-1)。產物檢測後，推測硫氰化鉀中的硫原子被氧化生成硫酸根離子。鐵離子檢測後溶液成血紅色，因硫氰化鉀濃度對反應為二級，一段時間後反應物濃度過低而難以反應完全，殘餘的硫氰根離子與鐵離子生成血紅色硫氰化鐵錯離子。

IAA通常被視為影響頂端優勢的主要激素，本作品主要探討影響頂端優勢的作用與機制。我們發現去除頂芽後，愈靠近頂端的節間，其生長幅度越大，推論植物體內所殘存的IAA含量與激素運輸蛋白使用情況影響了IAA的分布，導致節間與側芽的生長出現變化。在醣類與水分供給的實驗證實：過剩的醣類會降低游離IAA的含量，而抑制細胞成長。最後我們探討了光線與溫度對頂端優勢所造成的影響，其中避蔭反應與Pr光敏素的調控促使黑暗處理組別表現明顯的頂端優勢，而較高的溫度對於植物生長有提升的趨勢，但在頂端優勢的表現方面無顯著差異。本作品利用觀察到的生理現象及分析實驗結果，與文獻資料結合，對植物頂端優勢做了更進一步的解釋。

從影片看到多個節拍器，在數分鐘後，居然可以同步，好奇的我們開始構思適合的實驗裝置，探討影響同步時間的可能原因，最後整理出節拍器、吊線及板子三項因素。 在節拍器因素方面，我們發現節拍器越多、頻率越低、擺放間距越大、間距中心偏移越多，都會讓達到同步的時間增加。而且多個節拍器不同的撥法、擺放形狀都會影響同步的時間。 在吊線因素方面，吊線越長、越細、吊線材質較軟、固定位置越靠近板子中心、與板子間的夾角越大，也會讓節拍器同向同步的時間拉長。但從50度角減少時開始產生反向同步的現象。 至於板子因素，板子越重、表面材質摩擦力越大，會讓節拍器同步的時間增加，但相同重量時，板子厚度及材質並不會影響節拍器同步的時間。

本研究為汽車駕駛人準備發動車子時，會先透過感測器來檢測駕駛人是否有喝酒，檢測異常時無法發動引擎而行駛汽車，然而駕駛人在路上開車行進時是處於密閉空間，易造成二氧化碳濃度提升，使駕駛人體內血液含氧量降低易造成交通意外。當車內二氧化碳濃度過高時，會發出刺耳的蜂鳴聲和開啟車窗讓車內空氣對流，結合手機APP，透過藍芽和晶片同步，當手機收到二氧化碳濃度過高時，會將目前的位置由簡訊傳給緊急聯絡人，並由行車記錄站的即時監看和紀錄，滿足駕駛人單獨駕車時不自覺昏睡時的提前警示，接著又開發一組脈搏感測器可安裝在方向盤進行檢測，來加強預防駕駛者因過度疲勞而導致意外發生，其研究是來達到「疲」勞過度，「醉」不上道的預防目的。

使用化學肥料雖然效果快速，但與有機肥料相比，缺乏改善土壤性質的能力，且需要經常補充，過量會造成土壤酸化，甚至使水質惡化。所以利用生活中剩下的廚餘或是落葉來製作有機堆肥，省錢又環保。本實驗利用五種樹木的落葉來製作堆肥，並且分別添加米飯、香蕉皮和黃豆渣，我們想找出落葉和何種添加物共同發酵後製成的堆肥液，可以使綠豆的生長高度最高。實驗結果發現這五種樹木落葉添加香蕉皮一起發酵的實驗組別，落葉腐化的程度較佳，而且種植綠豆時，添加落葉和香蕉皮一起發酵的堆肥液，綠豆生長高度會較高，所以落葉腐化時，若加入適合的添加物，可以提升堆肥的效果。

今年有一架飛機從松山機場起飛，不久就墜入河中，因而死傷不少。於是我們便進行不同變因的飛機實驗，來驗證飛機在起飛、下降時會受到哪些因素影響。 飛機的機翼是上面凸下面平的；也利用這樣的設計來製作、模擬機翼，並用各種方法來實作，結果機翼真的會上升。 設計各種不同的擋風板貼在機翼上，並且設計飛機滑行的軌道（14m），結果測出了飛機降落滑行時的時間，也就是不同的擋風板，會使飛機下降滑行時受到阻擋而慢下來。

本研究的目的是簡化青海菜細胞團形成條件。取細胞團再生發育的葉狀體，再次進行原生質體酶解，獲得二次原生質體，再誘發形成細胞團，利用此細胞團具有生生不息的增殖能力，做為藻類種苗來源之用。本試驗以酶解液-1，分離出青海菜(Monostroma nitidium)原生質體之產量最高，觀察其再生形態，藉此找尋合適之發育路徑，研究青海菜人工“種子化”之可行性。實驗結果確立三種原生質體再生路徑，其中厚壁囊孢型佔53.7 %為最高，其次為細胞團型29.6%，原始型佔16.7%最低；原始型培育30天後可長成0.5mm之葉狀體；由青海菜二次原生質體發育而來的細胞團，有90±6%發育為葉狀體，可當作青海菜大量培養之種苗。應用細胞團型的原生質體將是一套簡單、便利且可大量獲得青海菜種苗之生產流程。

自製震動台模擬建築物受力時的振動模式；另設計多層容器(Multi-layer-tank)盛水的液體形式阻尼器，探討Depth Ratio(水深/容器長)、振幅、Mass Ratio(水質量/總質量)對減振效應的影響。實驗方法以「振動參數」(週期、衰減係數、時間)量化減振效應。調整Depth Ratio使水自然擺盪週期(Tn)接近震動台週期(TV)(PR = Tn / TV≒1)，易產生碎波現象(wave breaking)，造成系統能量消散，減振效應顯著。震動台振幅越大，碎波發生可能性越高，減振效應也越佳。且當PR≒1時，Mass Ratio變化對減振效應影響不顯著；若PR≠1，當Mass Ratio = 4.63 %，減振效應最顯著。實驗證實調整多層容器盛水液體阻尼器的特定參數，可有效達到減振效果。