高級中等學校組

觀察肥皂泡置於平行電板中時產生變形，本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現肥皂泡在電場下的形狀是橢球的一部份；肥皂泡在施加電場前後的高度比與寬度比是兩電極板間電壓的二次曲線，且離心率與電壓成正比關係。透過觀察肥皂膜的光學性質、分析皂膜受力以推測其電學特性，確定系統之電荷與電位分布，進而提出理論模型計算系統能量，解釋平行電板間肥皂泡之變形現象。

本研究針對飛機頻率與都卜勒效應進行研究，我們一起在金門航空站附近的起飛降落點分工錄製影片與蒐集資料，進而使用BORIS、Audacity、Spectrum、google科學日誌、世界迷霧app、flight tradar等軟體進行資料分析，觀察飛機起降聲音的頻譜趨勢，再利用都卜勒的公式配合溫度以及飛機起降角度的修正，套入資料後計算飛機的降落速率。分析過程中發現了ATR機型相較於大型渦輪飛機來得好分析出速率與頻譜趨勢，我們也設計了簡單的小實驗驗證飛機接近與遠離其渦輪或螺旋槳對於其風速影響，也搭乘了數趟飛機進行飛機內頻率的測量。經過一番摸索我們發現其實可以利用簡單的儀器與軟體去分析飛機的聲音頻譜，藉由一連串的探討與分析發現都卜勒效應是實際可以在日常生活中運用的。

近年來微生物肥料漸漸被廣泛使用，在高中課程學習到根瘤菌與豆科植物之間的共生固氮作用後，我們想進一步探討在紅土或黑土環境中共生的花生根瘤菌相關特性。研究結果顯示，不同花生品種及不同土壤環境皆會影響到根瘤內菌株的種類，且分離自紅土或黑土中的根瘤菌株對種子發芽皆有顯著促進效果，分離自黑土的花生根瘤內的根瘤菌對胚根的影響較顯著。此外，Paraburkholderia以及Ensifer兩種根瘤菌屬的游離固氮活性較高，而Rhizobium、Ensifer、Paraburkholderia、Pantoea四種菌屬的游離固氮比活性皆高。希望這些結果能實際應用在日常生活中，對作物生產及微生物肥料的研發有所幫助。

本研究探討容器中液體的振盪，受到容器形狀、杯壁壁側奶泡厚度、奶泡厚度、奶泡成分及其物理性質的影響。首先自製振盪器及自動打奶泡機，並以壓克力製作四種杯形。實驗得知，杯壁筆直時水的撞擊波最大，最易濺出，而曲線杯型可有效防止液體晃動；左右杯壁奶泡厚度實驗得知，奶泡與杯壁產生阻尼，消耗液面波動能量，證實左右杯壁的奶泡是影響阻尼效應的重要因素，且奶泡厚度與其成正相關；奶泡成分方面，添加鮮奶油或果糖製成的奶泡其添加比例與黏滯性呈正相關，可增強阻尼效應。綜合以上，建議有效防止濺出的作法是使用上寬下窄的曲線杯形，奶泡厚度1.5 cm，添加鮮奶油或少量果糖即有明顯的阻尼效應。

Naa10p(N-alpha-acetyltransferase 10 protein)突變患者多半有智力障礙的問題，先前也有研究顯示Naa10p會影響神經元的發育，但對於Naa10p如何影響神經發育的機制並不清楚。本研究先利用CRISPR/Cas9技術製作Naa10p的小鼠胚胎幹細胞突變株，再觀察突變株細胞分裂速率與神經分化型態的差異，並分析小鼠胚胎發育過程Naa10p以及相關互動因子與基因的表現。 本研究發現突變的Naa10p會使其與核糖體互動的比例降低，其中V111G突變株的Naa10p完全無法和HYPK結合，與核糖體大次單元互動的比例降低最明顯，我們推論HYPK能夠協助Naa10p和核糖體的互動，進而影響蛋白質的乙醯化程度，影響蛋白質的相關功能；另外，我們也發現在突變株中，與細胞週期、細胞分化相關基因:Oct4、Pax6皆出現表現異常的現象。

本篇將探討在正n邊形中的內接正四邊形，即此正四邊形的四個頂點分別位於正n邊形的四個不同邊上。我們將正n邊形依邊長數分為n=4k、4k+1、4k+2、4k+3，透過電腦繪圖、尺規作圖法及公式驗證，得到以下結論:正n(n=4k)邊形有無限多個共中心內接正四邊形，而其餘正n邊形中，皆只有一個(本篇中圖形經過旋轉對稱後，大小、位置相同者為全等，則視為 "同一個")內接正四邊形，且在n=4k+2時，內接正四邊形必和正n邊形共中心；n=4k+1或4k+3時，內接正四邊形必不和正n邊形共中心，但內接正四邊形之中心必在正n邊形的一對稱軸上。最後我們提供一個能在所有的正n邊形畫出內接正四邊形的尺規作圖法。

近年氣喘盛行率逐年提高使得醫療支出越來越多。目前類固醇是被廣泛利用的藥物，長期使用會有許多副作用。氫分子醫學近十幾年的研究指出氫分子具有抗氧化、抗發炎等功效能降低對細胞的損傷，因此本研究想探討氫水治療氣喘的可能性。 本研究以氫水作為實驗藥物，利用 A549 細胞給予LPS刺激模擬發炎反應，檢測氫水對於細胞之毒性，發現氫水對細胞不會產生毒性，且觀察到氫水可以透過抑制細胞核內的 STAT3 路徑，降低IL-6基因表現，進而抑制 LPS 刺激 A549 細胞後所產生的發炎反應IL-6 及 IL-8 分泌量。最後，利用氣喘小鼠模式給予氫水治療，檢測其呼吸道阻力的變化以及血清中IgG1抗體，結果顯示氫水治療的小鼠有些微減緩氣喘病徵，整體來說氫水是有潛力發展成一種氣喘的治療藥物。

本研究以高溫鍛燒的褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨混合粉末作為電極修飾材料，並與多層奈米碳管(CNT)混合後，附著於碳紙極電板上。修飾材料中推測含有碳奈米纖維與碳量子點，其表面具親水性的含氧官能基，可提高CNT在水相中的分散性；而碳奈米纖維則推測可增加材料的機械強度，提升電極可撓度。研究藉由調整鍛燒溫度和氮材合成比例，探討不同變因下製造的材料對電容效能的影響。得知最佳合成條件為：褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨1：1(重量比)、鍛燒溫度為160℃下製作出來的電極修飾材料，可以有實驗材料中最高的比電容值162F/g，大幅提升了奈米碳管的比電容值(對照組64F/g)。期待未來能實際運用於電能儲存裝置上，或搭配電池應用於可撓式電子產品。

本實驗探討黏菌飼養底材及不同條件對黏菌爬行方向選擇之影響。一、飼養底材：使用濾紙養殖，易控制水分含量，養殖效益較佳。二、葡萄糖濃度：在0.5M/1M/2M葡萄糖濃度中，黏菌較偏好往2M濃度的方向移動。三、食物偏好：麥片能吸引黏菌，蛋白塊和奶油則無吸引力。四、角度：隨著角度增加，黏菌爬行速度會下降，但在垂直面爬行速度仍有約水平面爬行速度之四成。五、磁力：當磁性（N上S下）：不論磁鐵在盒內/外，黏菌皆有正趨性，磁性（N下S上）：則無此現象。六、金屬：一元硬幣、十元硬幣和鐵粉：這3種物質皆會使黏菌有正趨性的移動，尤其是鐵粉組。據本實驗結果及參考許多文獻後，我們推測黏菌或許也存在類似磁鐵礦顆粒或磁小體等物質。

本研究主要是觀察積水型鳳梨 (Neoregelia ampullacea) 葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉，還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種積水型鳳梨的氣孔只分布在下表皮，主要在晚上開啟，然而白天氣孔也有相當比例是打開的，而葉子的毛狀體有兩種型態，分布在下表皮與基部的毛狀體數量不僅較多而且較大型。另外，根部雖然具輸導能力，但是內部出現空洞化，葉表的毛狀體具有輔助吸收水份的功能，水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內，再由下而上因打開的氣孔產生蒸散作用的拉力。此外，我們也與另外兩種積水鳳梨(虎斑與火球)做功能性的比較。若能對毛狀體構造更加了解，將可應用於仿生生物學，生產保暖又吸汗的織布或收集水份的工具。