第56屆--民國105年

課本上學到生態系的內容時 ，都是標準的擁有生產者的生態系，但對於沙岸生態系的潮汐變動與缺乏生產者下生態系統如何建立則罕見有人探討。本研究挑選北台灣海岸兩處地型，進行高潮線上有機碎屑的調查，並利用目視採集法、空拍攝影法、掉落式陷阱法及錄影記事法來解析沙岸生態系的生態關係，且用辛普森生物多樣性指數計算沙岸生態系的生物多樣性。研究結果顯示，沙岸生態系的能量來源多來自海浪沖上岸的有機碎屑，而有機碎屑也多是來自陸域生態系，洋流則亦會影響有機碎屑的組成，且防風林以及河口左右岸都不會顯著影響沙岸生態系的生物多樣性。本研究初步建構沙岸生態系食物鏈和食物網的組成，並為生態學研究的缺口，盡一份拼貼大自然全貌的心意。

隨著全球氣候暖化的影響，世界各地紛紛出現乾旱、缺水等嚴重問題。根據資料顯示，臺灣年降雨量遠高於世界年降雨量的平均，但卻排列在世界缺水國家中，原因之一是蒸發掉約284億公噸的水 (2014年)。因此，我們利用模擬水庫，以鎢絲燈和UV燈來模擬陽光，在模擬水庫上放入實驗遮蔽物，來觀察測量水位和水質的變化；找到最佳遮蔽物後，取水庫水進行戶外遮蔽網的實驗。 實驗結果我們發現，水面覆蓋率高的遮蔽物會使水蒸發的速度下降；黑色的遮蔽物能降低水蒸發的速度；小寶特瓶內有抗UV黑布的遮蔽物能降低水蒸發速度及對水質維護有最好的效果。 希望我們研究的遮蔽網能資源回收再利用，將來能夠成為大家日常生活上保水、淨水，最經濟實惠的好方法。

咖啡是全球第二大貿易商品，僅次於石油；在台灣除了基隆未種植生產咖啡之外，其餘各縣市的山區都可見到咖啡樹的蹤影[註1]，沖泡完的咖啡渣殘留量非常龐大。本專題以廢棄咖啡渣添加於聚乳酸(PLA)材料製成PLA咖啡渣複合材料及製造PLA咖啡渣3D列印拉條的可行性。 實驗結果顯示，利用咖啡渣之多孔結構及咖啡油脂，製備PLA∕咖啡渣複合材料，可以製成厚度3mm試片杯墊成品，但欲製成厚度1mm的飛盤模型卻失敗；製成PLA咖啡渣3D列印拉條時，只有PLA+1%咖啡渣複合材料3D拉條能順利製作成杯墊產品，實驗說明PLA∕咖啡渣複合材料應用於3D列印材料是可行性，有別於市面上PLA加入咖啡香精製造的3D列印材料，可以將廢棄咖啡渣再利用，具有環保教育意義。

我們使用GGB製作動態圖形觀察「九點圓」，並利用３Ｄ立體圖視功能將九點圓進而推廣至三維空間。首先，我們會先介紹何謂九點圓，並證明這些由三角形建構出的這特殊九點確實共圓。其次，我們將平面推廣至空間，同樣利用GGB的操作觀察在三維空間中九點圓形成的尤拉球，並且延伸至不同圖形尤拉球的探討；在研究過程中我們發現了【第七屆旺宏科學獎：空間中的九點圓與尤拉線】也有探討類似主題，但是我們採取不同觀點卻發現不同的結果，最後我們也用數學式證明了我們的發現，過程中我們證明四面體、八面體、十面體、十二面體中的尤拉球，並藉由觀察進一步推導出多面體與尤拉球的邊與點的關係式。

探討綠茶多酚 ( EGCG ) 與神經生長因子 ( NGF ) 加入含PC12細胞株 ( 鼠腎上腺髓質嗜鉻細胞瘤細胞 ) 的培養液後，對其生長型態之影響。 我們使用定量 ( 細胞計數器估計，約10000個 / mL ) 的PC12細胞株，以不同濃度的藥物處理並在細胞培養箱中生長5天後，用10% Paraformaldehyde固定觀察。研究結果顯示，EGCG對未加入NGF的細胞沒有明顯的效果；加入NGF的細胞當中，添加EGCG可使其細胞本體面積、突起數量較未加入EGCG的組別更大、更多，但只要NGF的濃度足夠，兩組細胞皆有明顯的生長情形。 在後續的實驗中，我們發現EGCG對PC12之突起長度的影響在NGF為原濃度的0.2倍 ( 即10μg / L ) 時更加明顯，因此推測其對未完全分化的神經細胞之影響較顯著。未來會使用胞內鈣離子偵測探討EGCG對PC12細胞株的功能性影響。

福木是校園中常見的景觀植物，因為果實無人食用，每到夏季落果時，果實腐爛會產生臭味及吸引蚊蟲，造成師生困擾，我們以「資源再利用」的概念，將福木果實製成七種不同成分的環保酵素，並設計實驗來驗證它的功效，希望能用來解決一些校園的困擾，實驗結果如下：含果皮、果肉和種子的七號福木酵素能抑制校園雜草土香的生長，也能有效防治菜園裡的扁蝸牛和紋白蝶幼蟲；內含果皮和果肉的酵素，稀釋後最適合當植物的液肥；福木酵素能驅趕蚊子，但無法消滅孑孓；比例1：1600的二號果肉酵素能淨化生態池水質，減少藻類產生。透過科學的研究，我們找到將福木果實有效利用的方法，讓它不再是禍害，而是可以用來造福校園，改善生活的利器。

光子晶體是具「週期性折射率結構」之奈米尺度物體。它的特殊性結構，使得經過它的光波因為折射或是波的疊加原理等而有能量的遮擋效應，稱為「光子能隙現象（Energy band gap）」。我們假設尺度放大的週期性物體也可產生光子能隙。然後使用水波槽內的週期性孔洞的壓克力板，形成二維周期性水深結構，並在投影幕上對「有經過孔洞的水波」及「未經過孔洞的水波」進行波紋對比的比較。除了探討水波在此尺度下是否具有如同光子晶體讓波產生能量消退的現象之外，同時探討在水波槽的尺度下，改變不同孔洞的大小、排列間距以及水波波長對能量消退的影響。

科技的進步讓生活更加舒適，電器製造商設計出功能更強大的電器產品，例如搖控功能，也因此浪費了一些待機電力。雖然電器不用時將插頭拔掉就能節省待機電力，但一般人並無此習慣。為了解決這個問題，我們設計、製造出【待機電器自動斷電系統】。將此系統裝在有待機電力的電器上，當電器經過一段時間不使用，系統就會讓電器自動斷電，就能達到節能省電的目的。同時在研究的過程中，使用電阻、電容、電晶體等各種電子零件，而意外發現了市售的水位警示器是由電晶體的一級放大電路製作出來的。電晶體的二級放大電路，讓我們看到了空氣雖然是不良導體，也能讓微小電流通過。未來我們想利用電晶體的二級放大電路，製作一些感應系統。

為了能增進太陽能電池效率，以及了解太陽能電池作用的原理，我們試圖結合Ｎ型半導的二氧化鈦及Ｐ型半導體的氧化亞銅成為一個光電池。首先嘗試組裝出簡易的DSSC(染料光敏化太陽能電池)。實驗過程中發現二氧化鈦的塗佈濃度會影響其效能，故以不同塗佈濃度互相比較，尋找較佳塗佈濃度。接著組裝氧化亞銅作為半導體的太陽能電池。以直接燒結、改良燒結過程和以電鍍法等方式製造出氧化亞銅薄膜，比較不同方法製造出的氧化亞銅間之差異。並且以XRD及SEM觀測二氧化鈦以及氧化亞銅晶體結構，找出最適合成為光電池的條件。最後再將二氧化鈦和氧化亞銅結合，期望帶來更高的效益。

一、魚菜共生，對於都市中的人們來說，有著莫名的吸引力，因為聽到以魚的排泄物來種菜，這是一個很好的概念了，我們只要給魚吃飼料，魚的排泄物就可以透過硝化轉換成蔬菜要的硝酸鹽，可以魚菜兩收，又可以省水愛地球，還有收成時的心靈滿足，以及療癒的功效，真的是一件好事可以多面豐收，何樂而不為！ 二、一般而言，1公斤的魚可種植50公斤的蔬菜。另根據英國魚菜共生協會（Aquaponics UK）提供的數據，養1公斤的魚，生產至少50公斤蔬菜和0.8公斤魚肉。「魚菜共生」有機農耕，是利用水裡的魚釋放養分給菜，菜再吸收養分淨化水的一種有機耕作法。