高級中等學校組

有關於染料敏化太陽能電池(DSSC)的優化。首先使用平整的刮刀器均勻地塗抹400um的石墨膠在DSSC的電極上可以提高導電性。而0.5M的I-/IO3-電解液可以獲得最佳的填充因子和高轉換率。染料方面混合梔子紫、梔子綠和梔子藍色素可以增加吸收可見光波段並提高吸收度。ITO導電玻璃的耐受溫度約為300℃左右，超過此溫度電阻逐漸增加。負極之奈米粒子所製備之TiO2薄膜的最佳厚度為5-10um，且30nm的粒徑比25nm和常規粒徑表現較好。使用Ti(Cl)4乙醇溶液進行電解沉積時，最佳的電解沉積電位在-1.025~-1.1V區間內且其DSSC的轉換率可達0.5％。加入奈米銀到DSSC的染料中可以有效提高吸收度，比例為奈米銀：混合染料=1:30時可以有效提高DSSC的效能。

本研究目的為替柏油路增加遮熱塗層以延長使用年限，參考文獻曾利用二氧化鈦，但因為遇到液體時摩擦係數會變得非常小，所以文獻中有增加粒料用來增加摩擦力。為兼顧環保與成本，我們想利用台南盛產的蚵殼代替粒料及二氧化鈦來完成成本更低的遮熱塗層。 為確保研究成果符合工程實用性，我們使用公路總局近年新研發的密級配瀝青磚作為實驗對象，利用高強度凝固快的EB1環氧樹脂與二氧化鈦與蚵殼，便可作為瀝青上方的遮熱塗層。EB1A劑：EB1B劑：二氧化鈦：蚵殼=60g：20g：20g：80g，其配方混合而成之遮熱塗層進行測試時得到最好的升溫抑制能力，凝固時間1小時，2小時會達到完全硬化，其兼顧強度、成本與道路安全規範，且鋪設流程相當方便。

本實驗利用光譜儀測量煙霧和水霧的散射光，探討當煙霧與水霧濃度、與煙霧距離、與煙霧和水霧夾角不同時，散射光的特性與能量變化趨勢。結果顯示，同光源下，水霧濃度越高，散射的能量越強；且不論在煙霧還是水霧中，波長越短，散射光強度越大。同濃度下，與煙霧距離越遠，散射光強度越低，其強度與距離平方的倒數成正比。同濃度下，散射角度越接近0和180度，散射光強度越大；散射角度越接近90度，散射光強度越小。

本實驗分別以椰子纖維、木薯莖、茶葉渣、油棕枝與鳳梨葉五種農業廢棄物為原料，將其熱解成生物炭研磨加入可降解塑膠原料中製成五種生物炭聚合薄膜，替代一般塑膠覆材，種植萵苣於紅土與黑土並施用，五周後採收檢測。對於各土壤性質，此五種覆膜對於紅土及黑土之酸鹼值、電導度等有不同程度幫助，但於有機碳含量與生物酶活性等性質的趨勢不一，推測其取決於更進一步的生物炭本身性質；在萵苣生長方面，多數組別的乾、濕重增加。種植五周萵苣採收後薄膜已有一定程度的降解，不會造成殘留汙染，還可提升土壤性質及幫助萵苣生長。

本研究利用天然花青素作為光交聯劑，成功製作出低毒性的光交聯水凝膠，並可利用3D 列印技術，應用於生醫領域三維支架。 於不同比例的甲基丙烯酸明膠及甲基丙烯酸透明質酸中分別加人花青素或光起始劑 Irgacure2959，並使用365 nm波長紫外光作為交聯光源以製備複合水凝膠支架。 利用NMR、FTIR、SEM及溶脹性、降解性、攀附情形測試，確認分子結構及材料特性分析。體外試驗進行細胞相容性測試，結果顯示加入花青素的光交聯水凝膠對細胞的毒性遠低於添加I-2959的。最後使用3D列印機將花青素光交聯水凝膠堆疊列印成三維支架。本研究顯示花青素光交聯水凝膠未來可成為生物3D列印的原料，應用於組織工程領域。

我們經過一系列的實驗，確認鎳鉻絲經由玻璃管壁、水將熱沿徑向傳導給氣泡吸收，類似池沸騰作用，大氣泡會因熱傳導效果差而截斷傳熱，降低吸熱效果；同時因氣泡往下方冷水庫延展擴張，除了經由冷管壁傳導、冷水對流置換來散熱外，膨脹變大的氣泡也因表面積的增加而加大了輻射散熱作用。因此，要使波妞的熱管形成大氣泡，且能穩定持續地週期性生滅，需要使其儲熱與放熱速率達到一個動態的平衡，故我們僅能在特定的實驗條件下看到這個現象。此外，在進一步的實驗中，我們將波妞熱管設置了上、下兩個加熱區，意外看到了大氣泡的耦合作用，十分地有趣，也應用作為我們突破管徑過大實驗限制的方法。

微塑膠是小於5毫米，呈線狀或塊狀的塑膠微粒。本研究以文蛤、鮮蚵、白蝦及鳳螺為材料，探討海鮮體內微塑膠含量，並模擬日常使用的不同處理方式，及不同部位進行微塑膠含量比較。研究顯示白蝦及鳳螺體內微塑膠含量明顯高於文蛤及鮮蚵，而單位重量所含的微塑膠量，鳳螺遠高於其他三者。在不同料理方式的比較中，發現吐沙可減少文蛤體內微塑膠，但使用玉米粉清洗鮮蚵則沒有顯著差異。在不同身體部位的比較中，蝦頭的微塑膠含量較蝦身及蝦腸高，若以單位重量計算微塑膠含量則是蝦腸最高。鳳螺的螺身以及螺腸所含的微塑膠量約相同，但螺身的纖維狀微塑膠比例較螺腸更高。本研究顯示，料理海鮮前若進行適當處理，應可減少人體攝入的微塑膠含量。

本研究目的為探討Mg、Zn去除氧化層的條件，再與NaHCO3反應，探討反應情形。將Mg浸泡HCl後發現氧化層在1分鐘內即被清除，而且Mg的氧化層對反應速率影響不明顯；以不同溫度、濃度的NaHCO3與Mg反應，發現溫度越高氣體產量越少，推測是溫度升高時，Mg表面氧化層生成較快。比較Mg、Zn與NaHCO3的反應，氣體產生量皆以Mg較多。針對兩種金屬的反應皆計算找出為二級反應，再由速率常數分別算出其活化能。用EDTA測量 Mg2+莫耳數，發現與產生氣體莫耳數比值接近1，推測產生氣體可能只有H2，沒有CO2。將反應過後金屬表面黑色物質震盪到乙醇中，使用分光光度計掃描，確認為奈米級氧化鎂；反應後溶液放置一天過後出現了懸浮的白色物質，確認為MgCO3。

本研究針對2022IMO的第一題進行探討，即將兩種相同數量，不同材質的球排成一列，選中其中一個位置的球並將該球與其旁邊相同材質的球移至最左，找到特定的球數與選球方式，使得無論如何排列，皆能在移動後使最左的n顆球皆為相同材質。我們發現只要數列在進行操作時格數持續減少，即可達成條件。因此，我們先找到無法在進行操作時使格數持續減少的情況後，再證明其他情況皆可使格數持續減少，就可以求得解。在發現此規律後，我們針對原題進行推廣，例如將球的種類數推廣至m種、各類球的數量不同、多排數列並列……等情況。

本研究蒐集松山、新竹、沙鹿、台南、前鎮、台東六個北中南東空品測站的空氣汙染和 氣象因子資料，並用人工智慧：決策樹、邏輯回歸、支持向量機、K–平均演算法、ARIMA 分析 PM2.5、PM10、O3 的時空分布模式及汙染預測模型，研究顯示 PM2.5、PM10 污染好發 特性相似，冬季汙染皆較嚴重，並與 CO、NOx、NO 及風速具相似時序節律；以汙染因子 預測 PM2.5、PM10 皆有好的效果，其中 CO 為決定性因子，氣象因子的預測效果較汙染因子 差，且各測站預測模式不盡相同。 O3 汙染多為偶發時序節律不明顯，通常不伴隨 PM2.5、 PM10 汙染，又因 O3 源自 NO 光化反應，汙染及氣象因子預測皆比 PM2.5、PM10 好。