高級中等學校組

本實驗以碳當量約4.3%的鑄鐵液，經球化處理，於不同等待時間下進行澆鑄，探討球化後等待時間對球墨鑄鐵球化率、石墨分佈及強硬度等機械性質之影響。 實驗過程以固定成份材質於球化桶進行球化處理後，分別等待5、10、15分鐘澆鑄至預先完成的鑄模中，待凝固冷卻後取出鑄件，並於切割及加工處理後進行各項實驗探討。 從實驗結果得知，球化反應10分鐘內澆鑄試片其球化率、強度硬度可達最佳值。極限強度達55.18kg/㎜2，為未球化試片之極限強度12.97kg/㎜2的4倍以上，等待時間超過10分鐘後強度與硬度隨著球化率有下降趨勢。但伸長率及降伏值都有倍數成長，而對硬度僅有少量提升。

隨著快篩的實用度提高，我們希望能夠更了解快篩的原理、適合快篩的濃度與體積，以及最合適的作用時間，我們以色彩灰階值作為顏色深淺定量。由於COVID-19的檢測試劑需要高規格的實驗室，因此我們選擇較易取得的排卵試劑，我們跟龍騰生技公司取得排卵試劑以及黃體素80MIU濃度的尿液，我們將原濃度尿液體積分成30、50、75、100μl，發現每種濃度的深度大致相同。我們將原濃度分別稀釋成1、2/3、1/3、1/9、1/27、1/40、1/50倍，發現顏色深度隨著濃度下降變淺。而快篩可測得的最低體積介於25μl~30μl，最低濃度則介於1/50~1/55原濃度之間，每組數據皆在8～9分鐘時達到穩定。

本實驗探討界面活性劑於水中的擴散情形，取各濃度界面活性劑溶液滴入水中，並紀錄漂於水面之塑膠圓片的運動再透過tracker軟體進行分析。由數據結果得知，界面活性劑於水面上的擴散速度與濃度無關，其擴散是以水面上一層薄膜的方式擴張，故擴散後中央區濃度幾乎不變且會不斷擴張直至整個表面，但擴張過程其邊緣仍會有短距離的濃度稀釋區域。漂浮物僅有極短的加速時間，乃因界面活性劑擴張速度快於漂浮物的移動，故在啟動後不久物體便被界面活性劑超越並進入中央濃度不變區而無法再加速。不同濃度對相同距離之漂浮物所造成的初期加速度、所達極速及到達極速所需時間差異不大，可推測各濃度擴散至相同遠近時其濃度梯度相近且梯度區域寬度亦相近。

多數人購房會要求生活空間的最大利用，其中樓梯間的置物櫃設計就是其中一例，本文是由置物櫃排列所發展的數學問題。 假設在樓梯下裝設矩形櫃子，並允許每行的櫃子最多只有兩種樣式：一種是該行的每個櫃子都是單位高度，另一種是該行最多只有一個超過單位高度的櫃子；而排列方式則是最高櫃子位於最下方且最底層的高度則是逐行高於或等於前一行的櫃子，我們將這樣的問題稱為「矩形堆疊」。 透過動手實作發現「矩形堆疊」與路徑數有關，於是建立與路徑的一一對應關係，並研究路徑問題。經由Jonah’s公式發展路徑問題後，再回來解決「矩形堆疊」問題；此外也研究變化不固定的路徑問題，對於特殊結構例如拋物線下「矩形堆疊」，都有不錯的結果。

本研究討論如何利用k個全等n邊形圍成密閉區塊，其中多邊形分成正多邊形與正多角星形兩種類型。除了找出可以圍成密閉區塊的最少塊數外，亦由多邊形邊數n與塊數k討論密閉區塊的存在性。若存在某種拼接方法可利用k個n邊形圍出密閉區塊，則進一步討論該拼接方法是否能夠密鋪整個二維平面。在大多數的情形下，研究成果已能判斷k個正n邊形或正n角星形能否圍出密鋪區塊，以及是否可密鋪平面，並且提出一套建構拼接方法的流程。

巴金森氏症是好發於老年人的退化性神經疾病，在高齡化的台灣社會，是未來急需重視的老年疾病。本實驗以秀麗隱桿線蟲為實驗對象，利用6-OHDA分別引發BZ555、NL5901、DA2123與N2品系之線蟲的神經退化，探討丁香樹皮萃取物 (Syringin) 作為治療巴金森氏症候選天然藥物的可能性。實驗結果顯示，Syringin能修復退化的多巴胺神經元，降低α-突觸核蛋白聚集、ROS含量與提升存活率，且能促進細胞自噬並改善運動行為。另一方面，透過pdr-1與Sir2.1基因缺陷的線蟲探討Syringin參與的訊息傳遞路徑，我們認為Syringin透過激活Sir2.1-PINK1-Parkin通路來促進自噬，恢復退化的多巴胺神經元，保護細胞不受6-OHDA的破壞。此結果能對後續治療此疾病提供可能的替代方案，解決未來台灣高齡化社會所面臨之老年人健康問題。

科學家並無發現虎斑烏賊（Sepia pharaonis）有領域行為，卻有論文顯示過度密集的環境中烏賊會互食、競爭。因此我們在特定空間中的進行實驗，發現烏賊間會出現黑色眼環、眼點或體緣螢光變色的現象，且從影片中可觀察到雙方會頭對頭互繞公轉，形成類似「對峙」狀態。因此我們當烏賊持續出現眼環、眼點或體緣螢光變色及兩者互相環繞時，稱之為「敵對行為」。依符合定義之程度及顏色深淺判斷其表現強弱，發現其中小烏賊的敵對行為普遍表現較強烈，然而捕食成功率卻遠低於大烏賊，可知敵對行為表現強弱與捕食成功率無直接關聯。此外，相較於單獨攝食，若成對烏賊產生敵對行為，會顯著延長攝食時間。

基於對鄉土的關懷，我們選定高屏溪流域，來研究河川中塑膠微粒的尺寸大小和含量，透過光譜來了解塑膠微粒的材質。高屏溪流域是跨高雄及屏東地區最大的河流，其中含有4個攔河堰。我們共分為枯水期及豐水期來採水，比較不同季節之塑膠微粒類別，若以形狀區分，枯水期塑膠纖維最多佔51%，豐水期塑膠薄膜最多佔39.6%。若以尺寸區分，枯水期100~500μm的佔最多約48.1%，豐水期25~100 μm約佔51.2%。若以材質區分，枯水期含量最多分別是PE(44.5%)及PP(33.3%)，豐水期含量最多分別是PE(53.8%)及PET(17.6%)。若從顏色區分，大多是白色及透明為主要顏色。以上實驗數據可供主管機關列為日後重要監測參考之一，特別是以往本溪流並未曾採樣分析塑膠微粒各種樣態及溯源。

自2020年受到新冠肺炎疫情的影響，許多原有的生活、工作與學習型態都受到了影響。為了控制疫情，減少面對面接觸是其中一種方法，學習模式亦從實體轉變成線上。因學習都是面對鏡頭進行，老師很難掌握學生實際的學習狀況，也不易確認學習的品質。 沒有專注就沒有辨識、學習記憶。鄭朝明（2006）提到專注力與學習有密切關係，線上學習容易受到許多外在環境的誘惑導致專注力下降。本作品提出利用人工智慧中的深度學習，透過學生學習時的鏡頭畫面進行臉部特徵擷取，作為深度學習之分類器的輸入進行辨識，並將辨識出的狀態分析後得到結果。教師可利用分析出的結果進行教學模式的調整，以提升學生學習的狀態與品質。

近年來，政府積極推動綠色能源，太陽能光電也愈加廣泛地被使用，但市售產品仍存在一些缺點，包括電源轉換易出現空窗期，導致兩電力無法接續迫使電器無故被關機。而逆變器是系統中最易故障設備，常以定時、光控或手動方式延長壽命不僅不人性化，當遇故障遠端者也不會第一時間得知，且須返回以人工切至市電才有電力可用。此外，目前流行以鋰電池當作儲存設備，若不幸遇充電管理異常會導致發熱膨脹有危險疑慮。上述問題逐一分析融合智慧、監控、管理、便利與實用五大面向，尋求最佳的改善方式，共同打造更好的綠能環境。