第55屆--民國104年

本研究是想尋找並建立一個數學模式，來探討兩物之間障礙物數量與通過率的關係的問題。我們可以將每個正方形看成一個小單元，因為我們都知道所有東西都可以分割成最小單位。而且也有數學家曾說：當我們做過越多次試驗，則我們所得到的數值會更接近機率。所以，如果有很多樣本通過此方格陣列，則我們可以將此數值看做通過率。再由古典機率的性質，我們反轉先求出路徑的走法數。 而若我們導出這個公式後，我們可以運用在不只是路徑走法的成功率、更能用在電子流動的機率，更可以運用在抽象的事物上，像政府的決策成功率等等。

本實驗中，火龍捲現象之產生是由於旋轉中的鐵網引起鐵網內空氣的渦流，加上火焰燃燒時的上升對流，使火焰以螺旋狀上升，形成螺旋狀火焰，稱為火龍捲。本研究使用圓柱型鐵網與轉盤、直流馬達、並以乙醇做為燃料進行實驗，研究不同變因下火龍捲之特性。研究指出：一、火龍捲的生成過程可分為四階段。二、火龍捲之高度與燃料損耗速率皆會隨著鐵網轉速增加而提升，但存在一極限值，而此極限值隨著燃料截面積增加而提升。三、火龍捲之高度和燃料損耗速率隨著燃料截面積增加而上升。四、鐵網轉速較快時，火龍捲會產生公轉現象，而公轉角速率約等於鐵網轉速。另外，火龍捲亦能有效提升火焰燃燒效益。

隨著人類農牧環境的演變，目前的畜牧業大都採取高密度養殖，雖然高密度養殖帶來更高的經濟效益，但卻是製造更多的環境汙染，例如：豬糞帶來的空氣與水的污染。本研究中，研究者設計以自製之蒼蠅養殖器具培養蒼蠅，從蒼蠅的蛆、蛹、羽化、卵，又循環至蛆，尋找出最適宜培養蠅蛆的方式。本組接著嘗試以蠅蛆分解豬糞中的揮發性有機化合物分子（VOCs）。研究結果指出：蠅蛆可以有效降低豬糞中VOCs的濃度，能比對照組大幅降低3倍的VOCs分子，而分解能力也隨著加入的蠅蛆數量增加而提高。此外蠅蛆也能夠縮短豬糞腐熟的時間，使用蠅蛆替豬糞除臭是件可行的模式，而分解過後的殘餘物質，可再做為肥料，真是一舉數得。

許多環保製紙是利用回收材料再生新製用紙或利用當地特產等長纖維植物製紙。但常見的花、草和樹葉卻因纖維短而無法製紙。是以本研究一改以往必須挑選合適植物製紙之限，開發可黏合容易取得的短纖維植物製紙技術，使更多植物可做為製紙之原物料，達成不需砍一棵樹，不需紙張，不需化學物質也能自己造紙的目標。如此更具有綠色環保與永續的概念。 本研究採實驗研究，首先選出五種含膠植物（蘆薈、白木耳、馬鈴薯、蓮藕、海帶），短纖維植物以學校常見的榕樹葉子當對象，研究榕樹葉子跟何種含膠植物組合可以製出可用紙張。研究結果發現：用40g海帶+5g水藻+10g榕樹葉，使用陰乾或吹乾的方式，即可製出可反覆折、可書寫、可列印之類似影印紙效果的紙張。

本研究從網路風行影片出發，好奇消失的面積和似Rt△邊長有何關係。利用中間矩形的切法進行抽絲剝繭，發現中間矩形的切法影響似Rt△的兩股長和邊長m×n消失方塊的面積。另外，發現許多規律性，並利用邊長簡化推出m×n消失方塊、似Rt△的兩股長，與斜邊斜率差間的關係式為△θ=tan-1(h1m/w1n)-tan-1(h2m/w2n) 其中h1:右上Rt△長，w1: 右上Rt△寬，h2: 左下Rt△長，w2: 左下Rt△寬)，右上Rt△的邊長=(h1×m)×(w1×n)，左下Rt△的邊長=(h2×m)×(w2×n)，似Rt△的邊長=[(h1+h2)m]×[(w1+w2)n]。最後利用軟體繪製出「xy函數圖模式」，並推廣至分割成多塊小似直角三角形並找出一般化規律。

「門」是每天生活中必須接觸的屋內設施，一天之中總要開開關關好幾回，但每當遇到風大時候，不小心就會發生加速作用，『碰！』的一聲，如雷貫耳！基於此一日常生活體驗和自學校教室觀察到門擋損壞情形，發現門的使用實有其不便之處與特殊需求，於是構思具備構造簡單、耐用，又能將門打開固定於任意位置的裝置。 作品優點與特色為： 1. 簡易的結構設計、周全的功能考慮。 2. 能避免破壞性施工，不需於牆壁或地板上鑽孔。 3. 人性化設計，配合轉動門把帶動門擋裝置，即可將門打開固定於任意位置。 4. 安全性考量，可防止誤推拉的情形，並能適應不平整的接觸面。 5. 增加第三支點的防暴力設計，功能更完備。 6. 隱藏式設計，維持門板原有外觀，操作方便具實用性。

為驗證「酒精燈燃燒速率與環境熱阻成反比」之理論，本實驗仿參考文獻【一】作法並重現其實驗系統，做法為補強數據點並使用更多比對方式，實驗結果顯示該理論符合實驗再現性。 為實踐理論之應用性，設計縮小比例之「具有煙囪房屋」模擬對流系統，並使酒精燈芯蕊於爐火中心燃燒，透過設計、改變環境熱阻之變因，觀察酒精燈燃燒速率及煙霧走向，藉以了解環境熱阻及氣流如何變化。 本實驗根據模擬屋實驗結果設計對流風管系統，最後發現透過控制轉速及風洞開口大小可使火爐燃燒速率制控於「燃燒速率最大值為最小值之5倍」。

暑假去澎湖玩的時候，意外的發現巨大的礁石上面都黏滿了一種具有堅硬遺骸的「生物」，他們到底是分泌出什麼樣的黏液才能使自己黏在那裡呢？ 我透過不同水溶液與藤壺遺骸粉末的交互作用中，瞭解藤壺粉末的特性、黏滯性，藉由純化作用在顯微鏡下觀察黃色物質，也利用蛋白質測定劑測試，發現藤壺遺骸的底部秘密。 探討藤壺底部黏著的可能成分。 藉由在加水或酒精或清醋藤壺糊狀物的磚牆（木牆），進行重物敲擊實驗，結果發現清醋的牆面最堅固，其次是酒精的牆面，水的牆面最脆弱。

本研究是以Arduino控制器為核心結合手機App Inventor 2(AI2)的智慧隨意控系統，此系統是以主從式架構模型所設計，Arduino 控制器為伺服端，智慧型手機為用戶端，在伺服端部分，主要包含Arduino 控制器以及擴充板與遠端智慧隨意控系統所需的各式感測與驅動元件。控制器主要用來接收用戶端的控制指令，指令經過程式解析後，則會執行感測元件的訊號或數據並傳回用戶端或是相對應的驅動元件。另外，在用戶端部分，則是使用AI2手機程式作為控制器，透過此軟體，經由藍芽可遠端監控家中的電器設備、大門、即得知家中的即時溫濕度資訊等，另外系統亦提供防盜、防災及警報等功能。從而解決高齡化人口老化加上人手不足的問題。

本研究利用低成本的製程，將含有石墨烯量子點之3,4－乙烯二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸（PEDOT:PSS）塗佈在Si金字塔微結構，組成有機－無機混合型太陽能電池，以達到在大角度入射的弱光環境下，依然具有高光電轉換效率。此微結構具有優異的光捕捉效果，且可以與PEDOT:PSS形成更多異質接面，因此大幅改善有機－無機混合型太陽能電池的短路電流、填充因子與光電轉換效率。在各種入射角度與各種光強度下，摻雜石墨烯量子點之混合型太陽能電池的效率因石墨烯量子點具有超高載子遷移率及降頻轉換效率，使其效能比一般矽基太陽能電池好。這個研究將開創一個低成本、高效率、全方位入射角且弱光環境之太陽能電池的新應用。