高級中等學校組

本研究成功以不同化學方法自製磁性奈米粒子，並利用水熱法(Solvothermal)合成可見光光觸媒碘氧化鉍(Bi4O5I2)，再以不同比例複合出具磁性的光觸媒，藉由光降解結晶紫(Crystal Violet)染料實驗探討分解染料效率最佳之複合樣本，其最佳樣本為Bi4O5I2 -Fe3O4-90 %，反應速率常數達0.1118 h-1，並運用一系列儀器檢測其特性並探討其與光催化效率之關聯性。此外，針對觸媒在生活中的應用性探討，在生活不同水質、極端pH值或是高濃度之有機汙染物均仍保持良好的降解效率，並以Arduino開發板搭配各項組件模擬小型淨水場，以達到自動化降解有機汙染物。另外，利用自製紫外光照光裝置模擬捕捉CO2之光催化反應，並使用Arduino開發板之氣體偵測器確認生成化石燃料作為未來展望目標。

近年發現，以腫瘤本身或分泌物作為藥物載體時，具有高度生物相容性、增強藥物遞送至特定細胞趨向性等優點。本實驗主旨在於研發腫瘤細胞膜分泌特性的奈米囊泡，以包覆目標物加強癌症治療效果。因前期研究發現：蝦紅素具有極高抗氧化及抗腫瘤性，故選擇蝦紅素作為抗癌藥物。蝦紅素奈米囊泡載體的製程方式是以黑色素癌及蝦紅素經適當比例混合，透過擠壓法，再去除癌細胞遺傳物質及發炎因子。在成果方面：蝦紅素奈米囊泡與黑色素癌細胞共同培養後證實，蝦紅素奈米囊泡抑制黑色素癌細胞生長及轉移的能力明顯優於等量蝦紅素，且對於人體正常細胞無顯著傷害性，顯示囊泡具有選擇性運送的傾向。我們的科展說明了蝦紅素奈米囊泡有成為抗癌藥物的潛力。

蛋殼膜為一種常見生物物質，其組織具有多孔性、親疏水性等，可以選擇性吸附特定分子，或作為控制顆粒進出的半透膜。我們先將蛋殼透過雞蛋開孔器製成蛋殼容器，在蛋殼氣室端上挖了一個小孔並不破壞蛋殼膜，製成蛋殼反應器，蛋殼內外各放置不同反應溶液，使內外溶液反應物能隔著蛋殼膜產生交互反應。 我們利用蛋殼反應器去探討多侖試劑和本氏液與葡萄糖的反應，發現相較於兩溶液直接混合接觸反應，利用蛋殼膜分隔的作用可以避免反應太過劇烈，可成功生成較穩定的奈米粒子，而這些奈米粒子據推測極可能是奈米銀和奈米氧化亞銅粒子。我們也探討蛋殼膜離子滲透，分析變化現象。 我們希望蛋殼反應器的研究，未來能運用到蛋膜材料或奈米材料的發展。

本實驗主要探討不同形狀線圈對線圈自感、互感、耦合係數等特性的影響。首先查詢線圈相關數學模型，之後設計出螺旋圓形線圈及螺旋方形線圈，再利用實驗數據求得線圈自感值、互感值、耦合係數值。量測自感時，發現螺旋圓形線圈的自感值較螺旋方形線圈高，透過多圈線圈自感互感組合解釋此原因。量測線圈互感值時，發現緊密重疊、無水平方向偏移時，螺旋圓形線圈互感值和耦合係數均較螺旋方形線圈高。但進行水平方向偏移後卻發現，螺旋圓形線圈的互感值和耦合係數下滑趨勢較螺旋方形線圈明顯。最後以必歐-沙伐定律的數值分析模擬偏移後的磁場，解釋此現象。

本研究主要整合實驗測量、田口實驗與人工智慧機器學習等方法，發展優化泵浦旋葉技術。首先以3D列印開發多種相異外型族群與不同葉片數目共計82種設計，以實驗探討旋葉構造形狀與泵浦之流量、揚程及效率，進而找出效率較佳的旋葉並作為基底，過程中應用電腦輔助分析軟體進行旋葉內部流場與應力場分析驗證，搭配透明運轉泵浦觀察不同轉速下旋葉內部流體流動狀態，田口法研究結果發現由信躁比與均值分析結果顯示入口斜率為最重要的影響參數、其次分別為旋葉數與出口斜率，影響最小則是上蓋厚度，且優化設計旋葉T3C-10-2-4-4最佳。機器學習方面，經由多元線性回歸訓練模型預測出未知的旋葉效率(Y值)，訓練完成後得到平均絕對誤差Mean Absolute Error (MAE)皆小於1.5。

在本研究中我們觀察化學變色龍反應，藉由反應時間長短適中、材料易準備及顏色明顯易觀察的優點，我們以化學變色龍來觀察反應速率。我們設計了一套微量實驗，利用滴瓶及24孔盤，使用的溶液體積大幅縮小，至少相差50倍，達到減少環境汙染、減毒減廢，實現綠色化學的目標。另一方面我們利用手機紀錄實驗的顏色變化，並以RGB色彩分析反應速率，利用RGB相對吸收值公式，將誤差值降到最低，結果發現與過錳酸鉀濃度計算的反應速率結果一致。且我們比較利用微量移液管操作與利用滴瓶操作，發現兩種方法的結果接近，證明我們利用滴瓶操作實驗也可達到利用專業器材的準確度因此，我們推薦化學變色龍實驗代替高中化學反應速率。

陽光晒到皮膚，人體感覺到刺痛來避免過強紫外線。但為何感覺到刺痛呢?過去對光的生體受器著重於眼睛錐及桿狀細胞(Opsin 1/2)，但它們在背根神經元 (DRG，神經末端主體細胞)的表現並不多。TRP channels表現在皮膚及神經。TRPV1是痛覺受器，引起鈣離子通透，Dr. Julius因它得到2021諾貝爾獎。TRPV1/A1受溫度、酸度等活化，但DRG的TRPV1/A1，是否會因紫外線(UVB)照射而影響，並導致鈣通透並不了解。我以不同強度UVB照射人類角質細胞或大鼠DRG，以螢光顯微鏡及流氏細胞儀測量TRP蛋白質表現，以實時影像來作動態鈣離子分析。結果顯示UVB增加DRG的TPRA1/V1表現。且UVB顯著增加角質細胞的TRPA1/V1表現，有劑量相關效後，惟UVB照射對鈣通透影響不大。結論是，UVB照射增加角質細胞及DRG的TRPA1/V1表現，可能與光照引起之麻痛有關。

近年臺灣引進多款疫苗因應蔓延的COVID-19疫情，但目前尚無研究探討臺灣人民施打COVID-19疫苗的態度和行為，因此本研究希望建構對臺灣人民施打COVID-19疫苗態度及行為的初步理解。本研究發現：人口學變項對施打疫苗意願和實際施打疫苗行為皆有影響，但原因應是受疫苗施打政策影響；而疫情的關注程度確實影響施打疫苗意願，然大多數人實際上都已施打兩劑（含）以上疫苗；接著在分析現行各廠牌疫苗的接受程度後發現：AZ疫苗的被接受程度持平、Moderna疫苗和BNT疫苗的被接受程度下降、高端疫苗的被接受程度上升，惟因高端疫苗施打母數較低，結論宜謹慎看待。本研究期能為臺灣COVID-19疫苗施打情形提供綜觀視野，作為未來疫苗施打政策及規畫參考，使疫苗政策更周全，發揮最大效果。

全球受新冠疫情肆虐，各產業損失慘重，航空公司更是受到重創。為瞭解航空公司於疫情前後的營運狀況，研究臺灣兩大航空公司的年報、財務營收報表及民航局統計資料，比較疫情前後的營運狀況與對公司的影響以進行分析。 為了解旅客對搭機的防疫安全需求與防疫措施建議，編制問卷，以研究疫情下搭機的安全性及防疫措施的改善方針。 本研究架構主要分為四大面向：一、疫情前後營運分析 二、疫情下航空公司的應變策略 三、問卷調查 四、調查結果分析。 結果顯示：一、航空公司在疫情初期營運狀況顯然不理想，之後便有所改善 二、航空公司推出許多行銷策略如添購新機和降低營運成本等 三、機艙內感染病毒的可能性並沒有想像高，調查發現民眾主要的擔憂在於防疫安全的問題。

馬拉高尼效應是流體力學中常見的現象，由於表面張力梯度力，使得不同種類或是不同溫度的液體間產生相對位移，從表面張力小的往表面張力大的方向移動。本研究想藉由此微小的表面張力梯度力作為仿水黽的小型水上機器人移動的動力來源。研究過程中以tinkercad軟體設計模型，盡可能減輕機體重量並利用3D列印技術列印機器人本體。再藉由滴出界面活性劑並控制滴出方向以產生特定方向的馬拉高尼流，作為整體的動力來源。研究過程中探討界面活性劑濃度與模型移動速度以及表面張力梯度力的大小之關聯，和模型管徑與模型運動型態的關聯。