高級中等學校組

十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO4)2．12H2O），又稱明礬，溶於水會解離出鋁離子，而鋁離子與水結合後會生成氫氧化鋁（Al(OH)3），此為膠狀物質，能與溶液中的細小雜質膠結，並沉降至底部，最後將吸附著雜質的氫氧化鋁濾出即可達到淨水的效果。我們分別設計了五個實驗，利用二氧化矽當作模擬汙染物，探討所設計的變因如何影響明礬淨水的效果，我們以整體水溶液的透光程度（單位為 Lux）作為判斷依據，此外還利用顯微鏡圖像觀測特定高度之水溶液的顆粒變化情形。

現代生活中電能扮演非常重要角色，由於使用者型態多而複雜，甚至因電能過度開發造成能源與環保問題，於是電能品質與資訊至為重要，結合新穎的科技技術改善目前電能管理，達成智慧化用電能系統成為現代電能管理顯學。 本研究概念來自物聯網(IoT)與區塊鏈技術，將二者結合並應用於電能管理系統上，使用戶端使用者與供電管理者皆有用電資訊平等權，進而達到更佳的用電資訊安全與節能效果。研究內容除了製作電力模組為物聯網電能系統之感知層，與無線傳輸模組及嵌入式樹莓派處理器前端伺服器組合而成網路層之外，更著重於應用層之後端區塊鏈伺服模組。目前研究已有電能資料、帳單與交易之工作量證明成果，所以具有公開不易篡改與交易節能功能。

本實驗在觀察不同頻率的聲波下，皂膜做上下振動所產生的波紋，皂膜顏色與厚度關係以及皂膜水平流動速率的變化。其中皂膜在不同自然頻率會產生特定的穩定上下振動波紋。而受聲波影響上下振動的皂膜會因慣性力和表面張力而有中心區和邊緣區內外的流動變化並產生漩渦狀的流動。在低頻率時，邊緣區向中心區的流動速率會大於中心區向邊緣區。高頻率時則相反。而在不同頻率時皂膜的流速變化則呈現一二項式向下的曲線。

本研究主要討論生乳的口感及體細胞含量多寡的檢測，其得到結果為加熱殺菌過程與乳牛食材變化對口感影響甚鉅，加熱溫度到130-140。Ｃ以上，濃醇香的味道較明顯；進口草與牧草比較結果，進口草口感較佳；在試喝牛乳的檢驗報告中，發現乳脂肪含量較多者，口感較佳；體細胞多寡對口感雖然無顯著影響，但體細胞較少的生乳，打出來的奶泡更綿密與持久。在優質生乳部分，體細胞含量可由CMT、導電度計與便攜式體細胞檢測儀測得，本研究利用惠斯登電橋的導電方式，製作低成本符合大眾檢測的儀器，為民眾分辨優質生乳提供更佳的方式。

本研究初期顯示儲存時間過長花粉萌發率甚低，且亦造成內源性酯類顯著降解。因此我們推測花粉萌發所需的能量可能是由內源性酯類提供。先前研究發現雌蕊柱頭分泌物含促進花粉萌發因子，本研究將探究 (1)花粉萌發過程中內部酯類組成變化；(2)找出柱頭分泌物影響何種酯類代謝進而促進花粉萌發。利用薄層色層分析法比較發現極性酯於花粉萌發較中性酯重要，而柱頭分泌物主要加速了磷脂醯肌醇的降解與雙酸甘油酯的生成。由相關文獻，我們推測其反應為磷脂醯肌醇被磷酸化成4，5-二磷酸磷脂醯肌醇，後者再生成雙酸甘油酯與 1,4,5-三磷酸酯後促進花粉萌發。

目前大部分有機實驗使用的催化劑為貴重金屬，例如Pd, Pt, Ag等，成本高且使用後難以回收，因此，我們研究於將奈米銀粒子合成在濾紙上的技術，使用微量移液管直接將定量硝酸銀溶液滴於濾紙上，其後利用浸泡NaBH4還原奈米銀粒子，所合成的金屬奈米銀粒子的反應表面積較大，具有良好的催化性質。此外，利用合成奈米粒子於濾紙上，濾紙反應完僅需洗淨烘乾，附著於其上的奈米粒子即可再進行催化，達到可重複使用的效果，避免一般有機實驗催化劑無法重複使用的狀況，減少資源浪費。 我們藉由4-NP(4-硝基苯酚)→4-AP(4-氨基苯酚)有機反應，經化學動力學探討觸媒紙催化效果，製備較一般催化劑低成本、製作簡易、催化效果佳且可重複使用的觸媒紙。

本實驗藉著給予精選熊蜂不同視覺訊息以了解其學習行為，並驗證臺灣精選熊蜂(Bombus eximius)是否也能像國外的歐洲熊蜂(B. terrestris)一樣具有學習更複雜行為的潛能。臺灣精選熊蜂最偏好藍色、直徑3.2cm的花。接著藉不同視覺訊息理解其學習行為，發現經訓練後，受顏色刺激前往較不偏好人造花的比例高於尺寸的刺激（顏色：94.92％、62.5％，尺寸：37.07％、36.84％）；在認知回復方面，因顏色刺激產生的反應改變較快（顏色：75.53％、41.53％，尺寸：8.78％、13.76％），說明熊蜂對顏色刺激較敏感，且其對顏色刺激的認知改變較快，有較明顯學習行為。在驗證精選熊蜂能否學習更複雜行為實驗中，發現精選熊蜂能透過人為訓練學習複雜行為。綜上所述，期望能對熊蜂學習行為更深入了解，將其應用於農業。

一個優良的防毒軟體應該要盡可能的減少病毒對電腦造成的損害，然而面對千變萬化的網路世界，必要先發制人的預測病毒，本研究基於機器學習開發一套智慧型病毒掃描系統，運用人工神經網路訓練模型，進而由大數據進行預測。 本專案分為兩個階段，第一層是基於檔案中的各種特徵做靜態分析，第二層是基於執行檔做動態行為分析，且兩者皆採雲端化架構。 雲端掃毒雖非創舉，但本系統有著極高的病毒偵測能力，且無大量資料庫做後台比對，再複雜的變種病毒都難逃本程式法眼，以前陣子鬧得沸沸揚揚的Wanna Cry勒索病毒為例，我們獨自研發的人工智慧病毒掃描系統在沒有看過其原始碼的前提下，就能將其揪出並加以制止。

本實驗由透明壓克力管做盛水容器，上下密封後固定於震盪器上方使其垂直振動，水中的氣泡可能會下沉而非上浮。我們觀察水中的自製人工氣泡於不同因素下的下沉運動情形，並依觀察結果推測造成其下沉的因素，我們的理論所運用的變因有容器振動時的加速度、頻率、液體的黏滯係數、氣泡的形變量（不同材質），經過實驗後我們發現頻率並不會影響人工泡泡下沉的情形。我們將不同條件下，透過tracker程式追蹤其下沉的軌跡和時間的關係，再經由牛頓第二運動定律、阻力公式和簡諧運動結合推導出氣泡運動公式，再將此公式寫進Mathematica程式，並分別討論容器座標下的人工氣泡和實驗室座標下的人工氣泡，將所得到的理論值和實驗結果數據加以討論。

為了改善自然界常見的兩種水汙染：有毒色素與大腸桿菌，本研究將活性碳接上鐵磁流體，以低成本的活性碳製作成吸附色素並可回收再利用的鐵磁流體，再將奈米銀摻混在本研究複合物多孔性物質的表面，藉由調控活性碳和不同的銀離子濃度及比例，確定最佳的製備條件，並對其抗菌性能進行測試，以達到回收再利用、改善水資源的目的。 本研究摻混奈米銀粒徑在一固定範圍內溶解析出，因此殺菌力強。在選定的溫度範圍內仍保有磁性，具有回收便利，淨化水質後較無污染等優點；此外，在常溫常壓下保存六個月後，發現其磁力並未明顯消失，不僅具有長期性的利用價值，且成本低廉，未來有極大的潛力能夠廣泛應用於大型住家水塔或泳池殺菌除臭，吸附去除有害物質。