第55屆--民國104年

入射油滴(母油滴)與水面第一次碰撞時並不會穿透水面，但碰撞過程所產生的液柱會震盪，我們發現若液柱震盪過程中有產生分離的油滴(子油滴)，則子油滴落下時跟液面進行第二次碰撞，在某些狀況下會發生穿透液面的現象，但母油滴高度並非愈高就愈容易產生可穿透液面的子油滴，經由觀察結果顯示，子油滴是否可以穿透液面與觸水時液面振動方向有關。另外我們也觀察到水面的溫度對子油滴穿透的影響非常小，但加入清潔劑的液面比較容易被子油滴給穿透了，另外我們試著縮小母油滴的體積，來觀測子油滴穿透液面的狀況。

「波形密碼」中的“波”，是黑繩示波器上白線反射的光線被黑繩擋住而形成影點，因視覺暫留而殘留並連成波線。首先，發現圓筒曲面經幾何投影會造成波長呈現「短－長－短」的歪像畫狀況，砂帶機則不會；黑繩的擺幅會限制波形振幅，黑棍則不會。第二部分，推導出相位差公式：相位差＝(波數×360°)/半面白線步數＝(360°)/(半面白線步數×轉速比)，且當相位差為360°的整數倍時，波線會完全重合。以及波數公式：波數＝1/轉速比＝(相位差×半面白線步數)/(360°)。第三部分，從經拆解的Ａ、Ｂ、Ｃ組函數關係式開始，最後推出Ｄ組（圓筒＋黑繩）的函數關係式： y=kcos⁡(f×tan(ωx)+b)×cos(ax)或y=kcos(ω×|x|m+b)×cos(ax)。

石墨烯是新興的奈米材料，其導熱、導電性能極佳，在新一代電子原件的製造上極具發 展潛力。若以傳統方式取得石墨烯十分不易，且在製成後又容易互相堆疊而回復成多層結構的石墨。經進行文獻回顧後發現:石墨烯可藉由化學方法，配置適當分散液，以超音波長時間震盪，直接由石墨原礦剝離進而取得，並均勻分散於溶液之中。此方式之製程較為簡單，且可避免其於生成後又再度相互堆疊。分散液在製程中是較易控制的反應物，適合進一步開發及應用。透過本研究之實驗， 80% N-甲基吡咯烷酮配合37000Hz的震盪頻率，震盪 8 個小時，石墨烯分散液的濃度可達到 246.5665ppm，產率約為 5%，有助於未來工業上的實際應用。 實驗步驟示意圖:

「微型風力機--探討相對轉速的應用及效能」，在同一風場下，設計兩組不同轉向的葉片，提高風能的利用效能，藉助於所產生的相對速率，讓磁極與線圈兩者的相對切割的增加，應用於感應電動勢E =Kψ×n，則發電機的感應電勢一定會提高。這就是我們研究創新的構想。 研究並設計製作出「機體積小，構造簡單的微型風力機」，讓微型風力機在任何自然的風場環境下隨處都可設置，雖然只是小電力的發電機，但仍可視為一具小型的發電機，期望在「方便」、「便宜」、「輕巧」、「造形可愛」的優勢下得到大力推廣，讓「微型風力機」成為取之不盡的綠色能源。

我們利用波以耳定律推演出的實驗，希望達到和排水法一樣的效果，測量易溶於水不規則形狀物質的體積。實驗主要是探討波以耳定律是否能夠同樣測量出易溶於水不規則形狀物質的體積，我們重複多次測量了不同質量的氯化鈉與蔗糖，透過觀察壓力的變化，並代入公式算出體積。實驗結果發現：這個方法可以取代傳統排水法來測量易溶於水不規則形狀物質的體積，是一個不浪費水又省時且不會汙染待測物的好方法。

眼斑多葉鰓Plakobranchus ocellatus體型扁平狀，身體兩側和頭部的斑點通常較大，眼點位於頭部中間的後側，身體內側佈滿葉綠體。 具有極佳的保護色。交尾時，交尾器會發出藍紫色螢光，並表現出有趣的『交配三部曲』。產卵處跟交尾器一樣在身體右前方，卵團為逆時針旋轉，受精卵約在排卵後第2.5小時進行第一次卵裂，約3天會發育成面盤幼蟲，幼體具殼。成體具有明顯的趨光性，對於色光的偏好依序傾向為:白光>紫光>藍光>綠光>黃光>紅光。當長波長的色光(紅、黃)與黑色做選擇時，做了折返的行為。 光合作用氧氣生成量與同重量石蓴比約為3:20。在紅、黃光有較高的氧氣生成量，在藍光中，光合作用產量少；白光在與各色光相較之下，擁有最高的氧氣生成量。

本實驗研究期盼以天然植物藥劑取代化學藥劑來撲滅孑孓，並應用至日常生活中。先針對孑孓的生長環境與pH值來探討，發現孑孓在春、夏的數量較多，其生長環境pH值的範圍為7.1~8.1，喜歡中性偏弱鹼。找到孑孓的水質大多呈現清澈透明黃色，其在原水(孑孓原本生活的水)、自來水與魚菜共生水的存活狀況良好。實際效用方面，搗碎加入苦楝樹果實、曬乾苦楝樹葉子與苦楝樹果實萃取液撲滅孑孓的效果最好，可達到100%的撲滅效果，並製作『苦楝滅孓茶包』與『苦楝滅孓噴液』，依照實際狀況的需要，預防性投入『苦楝滅孓茶包』或噴灑『苦楝滅孓噴液』以防治孑孓孳生；若積水容器產生孑孓時可用來撲滅孑孓。此外，苦楝樹樹脂可以溶於水，並發揮創意製作仿琥珀的作品。

在觀察活動中，我們發現醉芙蓉花瓣會隨著時間改變顏色。早上時是白色的，中午變成粉紅色，下午又變成紅色。我們想要知道醉芙蓉的變色原因，於是展開研究。我們透過不同操縱變因的實驗，如陽光多寡、不同燈光、色光、水溶液、溫度、氣體等，並利用自製色卡判別花瓣顏色，作為實驗結果。我們發現二氧化碳和低溫會明顯的減緩醉芙蓉的花瓣變色速度；而紫色光則能加速花瓣變色。我們也在實體顯微鏡下觀察花瓣變色狀態，發現存在花瓣上的色素類似指示劑，分泌後接觸到花瓣上的酸性物質使花朵變紅。

最常出現在生活當中的油品是大豆沙拉油，本實驗藉由多種的化學分析方法，探討分析影響油品品質的因素。經實驗後發現，觀察油品密度變化(需以標準品為基準線)，可區分油品是否經過化學過濾法處理，若變化度為正斜率，則此油品應經過化學過濾法處理。二次油品(未經過化學過濾處理法)，液體密度變化初期最明顯，兩天後變化減緩；層析高度低於空白樣品；紅焰色略增、綠焰色下降；發煙溫度變化不明顯、沸點大幅增加；加熱約30分鐘後酸度開始急遽增加。而經過化學過濾法處理後的二次油品，液體密度變化差異度與時間成正比；層析高度大幅下降；紅、綠兩焰色強度均下降許多；發煙溫度變化不明顯、沸點大幅增加；加熱約30分鐘後酸度開始急遽增加。

分析日本紋白蝶和台灣紋白蝶間的差異。實驗發現日本紋白雌蝶能反射紫外光，而日本紋白雄蝶及雌雄台灣紋白蝶是吸收紫外光，因此日本紋白蝶的雌雄蝶間在短波光源有明顯的對比。再利用SEM觀察，發現翅膀上奈米顆粒的數量是造成紋白蝶吸收或反射紫外光的原因。 利用氨水及氫氧化鈉溶液清除紋白蝶的奈米顆粒，發現奈米顆粒具有反射400 nm以上及吸收350~400nm的特性。因此日本紋白蝶藉由奈米顆粒數量的多寡形成的明顯性標。 蝴蝶翅膀吸收紫外光的特性，應該與奈米顆粒上的蝶呤色素相關。隨著蝶呤奈米粒的數目增加而提高吸收紫外光的能力，使日本紋白雌蝶反射、雄蝶吸收紫外光，因此容易找到同種異性個體，具交配優勢而成為臺灣優勢蝶種。