第56屆--民國105年

本研究將可偵測銅離子的基因轉殖大腸桿菌固定化(包埋)於微膠囊中，使其偵測到銅離子後可發出綠色螢光。固定化大腸桿菌相較於游離培養大腸桿菌，有安全機制、穩定反應等優點，因此適合作為檢測銅離子的生物檢測器。本研究目的在於，提升固定化大腸桿菌的性能，有以下測試面向：基因轉殖大腸桿菌的生長率與綠色螢光表現量、微膠囊的銅離子吸附力與利用SEM、EDS分析微膠囊結構。結果顯示，海藻酸鈉較適合做為包埋的材料，固定化大腸桿菌適合置於低溫下保存，但於室溫下反應的活性較佳；基因轉殖大腸桿菌的綠色螢光表現量隨著銅離子濃度上升而提高；微膠囊在pH9及冷凍乾燥處理時有較好的銅離子吸附力。

本實驗首先探討製備氧化石墨烯的最佳條件，及其氧化後的表面官能基的含量及特徵。為了有效增加水中銅離子的吸附效果，我們利用幾丁聚醣進行複合並製成試劑，經實驗得知本試劑其最佳複合比例，氧化石墨烯與幾丁聚醣的含量比為3：2，複合後吸附銅離子效能為同質量活性碳的8-9倍。本試劑在重覆測試10次反應後，其吸脫附後的再生率為78.1%，表示本試劑有良好回收再利用效果。最後我們利用自製儀器有效即時偵測銅離子的吸附情形，其吸附率可達93.8％。

斑鯊透過羅倫氏壺腹細胞感應周圍環境電場，以提升偵測附近獵物的能力。過去針對斑鯊電感能力的研究，多著重於生物行為表現，量化分析較不足。本研究首先透過外界電場刺激非活體斑鯊，分析斑鯊腦部負責處理電感之區域，並探討電流在斑鯊體內的流通路徑；接著以銅片、碳棒等素材模擬斑鯊及周圍環境，量化分析斑鯊身體構造因素（如鯊體長度）、環境因素（如水之深淺）、獵物因素（如周圍魚群多寡）及斑鯊活動因素（如鯊魚頭部擺動）等因子對於斑鯊電感之影響。實驗結果顯示大腦前端為電覺反應處理區，有訊息交叉現象；軀幹部電阻大，有阻隔電流發散的導流效應。本研究提供發明一套估算池內魚隻數儀器的概念，及利用電流測得神經傳導路徑的方法。

它是一種沒有輪子的運輸設備，以壓縮的空氣作為浮起來與往前推進的動力，能在任何地形行走，包括水面。 研究中得到的結論如下： 一、研究中利用不同材質(鋁箔、紙、保麗龍)的氣墊車找出了更適合做氣墊車的材質為:鋁箔材質＞保麗龍材質＞紙材質。 二、研究中發現到速度大小:鋁箔＞保麗龍＞紙材質，但若沒有車底氣裙時，速度大小:紙材質＞鋁箔材質＞保麗龍材質。 三、在氣墊車車後置一電風扇向其正向吹風，則船的速率不變;而氣墊車右方或左方置一電風扇向其側向吹風，則船的速率受到側風風速影響使的氣墊車偏離車道速度變慢。 四、最佳效果 — 改良版氣墊車：鋁箔材質、把底盤周圍墊高並加裝車底氣裙。

近年來，都市溫度因熱島效應持續上升，所以決定研究熱島效應。本研究利用實地測量新舊市區溫度及分析衛星影像，與熱島效應影響變因結合分析。根據結論： 一、 新舊市區的微熱島中心： 微熱島中心受到人工廢熱及風向影響，而低溫點皆受到綠地多或地形空曠等影響。 二、 台中市新舊市區熱島效應主要影響變因： (一)冷氣及汽車等人工排熱 (二)NDVI常態化差值植生指數 (三)建築總建坪數 (四)建築密集度及數量(五)住宅區(六)風向 三、 新市區開發建議： 1.制定嚴格建蔽率和容積率標準，獎勵容積條件提高，避免總建坪數過高2.降低建築的密集度3.分散交通要道與降低單地點車流量4.道路與建築走向配合風向5.推廣綠建築及廣設公園。

抗氧化力是近年來熱烈討論的議題，所以我們想結合臺東在地盛產的農作物─洛神花，以及生活中常見的花茶(玫瑰花、桂花、洋甘菊、菊花)來探討其抗氧化力，主要採用碘滴定法來測量，進行不同水溫、浸泡時間、濃度，以及糖添加物的實驗比較。實驗結果發現桂花花茶的抗氧化力最佳，其次是洋甘菊花茶，而洛神花的抗氧化力最差；而使用較高的水溫沖泡、增加浸泡時間以及提高花茶濃度，或是選擇適合的糖添加物亦會提升其抗氧化力。 因此，若飲用花茶時，欲要較高的抗氧化力，可以使用較高水溫，至少浸泡15分鐘的高濃度的花茶，此外，洛神可以添加砂糖，桂花則添加蜂蜜以提高其抗氧化力。

本研究以自行設計的滴濾池培養厭氧污泥，提供厭氧菌硝酸鹽將其脫氮氨後，再回流至上流式厭氧污泥床(UASB)，結合三相分離器，利用回收沼氣，增加污泥浮除效果，並結合喜氧設備與生物膜分解方式，改善污水出流 COD、BOD 、TKN(總凱氏氮)、氨氮等問題。本研究實驗分兩階段，探討不同種類污水對系統之影響。第一段實驗配置廢水主要添加丙烯晴當氨氮及有機氮來源，因具有生物毒性，在未經丙烯晴馴化的厭氧污泥處理時，COD去除能力只維持20-21%，第二段實驗配製廢水主要添加尿素當氨氮及有機氮來源，因尿素為生物營養源，對生物增生具有加值效果，經馴化後UASB槽出流COD為420-400PPM去除率已達60%-62%，經固定床處理後廢水COD明顯下降80PPM以下系統COD總去除率92-95%，TKN(總凱氏氮)去除率74%。

本研究之物聯插座是以Arduino控制器為核心，結合手機App Inventor 2(AI2)的智慧控系統，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。 透過物聯插座把所有設備、感測器都透過網路連接起來，讓不只是一個插座而以，而是家庭數據收發與控制中心，並可串連其他家庭應用軟硬體，成為智慧家庭生態圈的驅動器，讓使用者享受到便利、舒適與安全的家庭生活。

我們發現貝殼旋轉能產生漩渦，進一步探討變因、原因和應用。研究過程中，我們自製漩渦檢測裝置，設計量化漩渦的方法。經過實驗得出下列結論： 1. 貝殼最佳放置方式為「開口在上、逆開口轉、開口不封」。 2. 製造漩渦效果較好的貝殼形狀為「紡錘形、棍棒形、琵琶形和梨形」。 3. 推薦最佳製造漩渦貝殼為「玉女象法螺」！使用3V電壓時推薦使用「黑長香螺」。 4. 推論貝殼容易製造漩渦的原因為：(1)為雙錐造型；(2)外型有螺旋向上紋路；(3)內部有螺旋向上的螺管。 5. 3D列印貝殼模型與中心縱切片都能製造漩渦。因此可人工大量製造與應用，不會有貝殼生態保育問題。 6. 製造漩渦貝殼可應用於「中心縱切片取代螺旋槳、360度打氣機、貝殼旋轉冷靜瓶」。

本研究以尿液、廢棄電池等生活上的廢物重新利用為主軸，賦予其新的使命價值。第一階段我們使用從廢電池裡取出碳棒、生活中不用的小容器以及人體的排泄物-尿液，組裝成尿液電池；第二階段則以人類身體內部的狀況(例：血緣關係、年齡層、性別及健康狀況)來做為尿液電池實驗的比較；第三階段則是進行與飲食習慣有關的實驗包括：葷素食、飲水量等進行探究比較。結果讓人驚訝！接續的實驗是以保存天數測試尿液的電性，並嘗試利用棉花改變尿液的型態進行測試，結果頗值得後續繼續探討；最後以尿液電池再進一步測試應用，發現只要有一顆尿液電池，便可以讓蜂鳴器、LED燈、小風扇啟動，真是小兵立大功呢！