高級中等學校組

本研究利用合成不同形狀TiO2/MnO2/ZnO，藉由改變接觸面積進而提升染料去除率。在初實驗中將9種金屬氧化物與甲基橙/亞甲藍/甲基紫反應，發現TiO2-甲基橙與MnO2-亞甲藍之組合有較好的去除能力。在改變反應溫度的實驗中，TiO2-甲基橙之去除率隨著溫度上升而降低，當中以25℃ 海膽形表現最佳，而在MnO2-亞甲藍的反應中，則以海膽形在25℃時表現最佳。最後改變染料溶液的pH值，發現TiO2海膽形在pH5.7時表現較佳，MnO2則是在低pH時有較高的去除率，推測該結果與顆粒零電荷點及染料pKa值相關。透過BET與PL分析，TiO2海膽形及MnO2海膽形有較佳的比表面積與氧化能力，故整體去除效果最佳。此外本實驗亦利用LC-MS驗證反應的確成功分解染料，且利用生物試驗證實處理後之溶液對生物毒性明顯降低。

本研究主要分成兩大主軸，第一先深入探討迴歸分析中異常值對模型的影響，發現一般的模型在面對數據中的異常值會降低其穩健性，因此藉此特性，我們結合了K-近鄰演算法(K-NN)、模糊理論與深度學習等，自創了新穎的演算法進而找出數據中的異常值；第二為應用此演算法來分析與處理圖像中「不正常區塊或雜訊的輪廓」，達到抑制其對整體美觀的影響，再進一步分析深度偽造（Deepfake）所合成的圖像。研究結果顯示，相較於現有的類神經網路中激活函數ReLU之計算，我們的演算法較容易處理異常值的影響且分析圖像的應用之表現更佳，未來的研究方向可能包括進一步評估其他演算法的效能與將其優化以提高其效能和實用性。

本研究將傳統板擦與板擦機進行結合，製作出能及時清理布面的吸塵板擦。我們的實驗測試了板擦各零件結構與材料的效果、自製吸塵板擦使用時空氣品質、板擦布上粉筆灰滯留量、噪音分貝數，而實驗結果證實自製吸塵板擦能夠有效地解決了使用傳統板擦時無法及時清理、粉塵飄散，傳統板擦機使用時噪音過大等問題。本研究不僅努力為師生創造出優質的教學環境，也使板擦能被及時清潔、提高了板擦的清潔效率以降低了粉塵在空中對師生的影響。未來我們希望能夠進一步優化，提高實用性、擦拭效率，並成功在校園中普及化。

2023至2024年臺灣登革熱病例激增，國際研究指出太平洋區聖嬰現象指數(ONI與SOI)與登革熱病例數具正相關，推測聖嬰影響氣溫及雨量，增加登革熱病媒蚊傳播。故分析臺灣登革熱病例數與聖嬰指數相關性，顯示ONI值8月至2月關聯性高，兩病媒蚊均具傳播貢獻，且主要病源為南部。 登革熱病例數與聖嬰期間天氣因子關聯，則以8-10月ONI值1.7～1.9；8、9月均溫28～30℃； 10月雨量0～50mm為登革熱爆發最多的範圍。數據呈現ONI上升1.0南部1月氣溫可上升0.28℃，表明若聖嬰持續跨年，如2023-2024，可使冬季溫度激升，病媒蚊持續生長，造成病例數激增，故政府更需重視聖嬰年冬季登革熱防治。

當代科學研究中，分光儀已廣泛應用於諸多領域。然而其高昂價格往往阻礙了們親近科學的想望。因此，本研究以三稜鏡等平價材料，結合Tracker Video Analysis and Modeling Tool軟體製作分光儀，並應用於分析領域。熱力學方面，成功測得鐵III離子與硫氰根離子錯合反應之平衡常數；化學動力學方面，成功測出碘鐘反應之速率定律式，並求得其活化能。實驗結果與先前研究文獻相當接近。雖然本研究自製分光儀在觀測範圍、精確度等面向遜於專業分光儀，但其簡易的操作程序與準確的實驗結果仍印證了其實用性與可靠性。換言之，本研究從低成本材料出發，以當代普及科技為支點證明此模式能夠槓桿出許多應用。

本研究欲改良常見的比色法實驗，以手機光感應器做為主要測量反應I2+I-→I3- 平衡常數的工具。共使用三個方法:硫代硫酸鈉滴定法、光譜法及手機光測法。滴定法以硫代硫酸鈉將I2還原成I-，求得平衡常數約為710。而光譜法則是將不同濃度的碘化鉀溶液代入等吸收點總濃度與吸光度的檢量線，求其平衡常數約為660。光測法以phyphox測量溶液照度，經檢量線換算總濃度，再計算出平衡常數為704~775，手機光測法最佳化感測條件後的優勢為可得到高精確、高準確和再現性高之平衡常數，且儀器取得便利、易架設，少許溶液即可測量，期許之後可用以改良高中傳統比色法實驗及實際應用在生活上。

本實驗探討樹葡萄各部位超音波水萃液的抗氧化成分、抗氧化力，並試驗其對模式生物斑馬魚毛細胞的保護力。化學檢定結果顯示，樹葡萄中抗氧化成分之總多酚含量前三名的部位為種子、葉和花，總類黃酮含量前三名則為種子、花和樹皮；此外，無論是抗氧化能力測定之A B T S 陽離子的清除率，或是 D P P H 自由基清除能力實驗，各部位的清除率都接近100 %，證實樹葡萄各部分都含有很高的抗氧化成分、抗自由基能力。另一方面，我們使用基因改造的斑馬魚胚胎進行生物檢定，因其具有會發螢光的毛細胞，可觀察樹葡萄水萃液是否可減緩生物細胞的氧化毒性，結果顯示青果、熟果和葉的水萃液對斑馬魚胚胎皆無毒性，且對其毛細胞具有明顯的保護作用。

這項研究針三角形狀吸管製成的簡易水泵進行探討。通過將三角形吸管浸入水中並繞垂直軸旋轉，水可以通過吸管流出。研究的目的是瞭解幾何形狀和其他相關參數對體積流率的影響。在理論模型中建構以旋轉座標系描述流體相對運動的方法。且考慮了外部力矩對控制體積的總和以及通過控制表面的角動量流動速率。在實驗中先以紅外線探測器連接至Arduino找出不同幾何條件產生抽水現象之邊界條件。再以可記錄數據之電子天平量測質量對時間關係，以得出不同幾何情形之體積流率。再以水滴之拋射距離得出最終速度，其中最終速度是指水流出吸管時的速度，以探討相關變因對其影響。數據分析中以Visual Studio Code和Python繪出擬合線與理論線進行比對，得出推導理論與實驗是相符合的。

本研究設計了一款環境音源方位判斷的裝置。藉由自行設計的麥克風模組，藉由本研究的實驗數據，設計了一套演算法，能有效地判定靜巷內聲音的來源方位。並藉由裝置內的微型震動馬達不同的振動模式，來提醒使用者裝置所收集到的聲音狀態。此裝置可以輔助單側無聽力的聽損患者，有效地確認周圍環境的聲音來源。並可促進使用者對環境狀態的認知，希望藉由此一裝置，提高使用者在戶外活動時的安全性，並期盼能減緩單側聽損患者大腦的認知退化。

雷射光的強度從中央軸往邊緣遞減，當雷射光束照射到透明且會吸熱的溶液時，溶液吸收的熱能使溶液形成溫度梯度，伴隨著產生折射率梯度。同時抵達溶液界面的光線通過溶液後在出口處有相位差，光線互相干涉，在屏幕上出現繞射圖樣。 本實驗採用水、乙醇和葵花油當溶劑；過錳酸鉀、甜菜根紅素、螢光素、和酪梨油等高衰減係數物質當溶質，用起偏器改變雷射光的功率；探討雷射光通過溶液產生繞射圖樣的暗紋數目以及最大半徑的差異。雷射光的功率、溶液的吸光率、熱光係數、折射率變化，溫度變化、和熱導率為主要的探究變因。 利用簡易的器材，不但可以研究雷射光通過透明溶液產生繞射的現象，還可以應用到藥品純度的檢測，以及食用油摻雜量的檢驗。