高級中等學校組

本研究利用火焰易與電場耦合作用的特性，全程使用丁烷本生燈製造擴散焰，並利用高壓變壓器轉換出直流高壓電所產生的電場，施於平面電極(plane-plane)、針型電極(plate-plane)【1】，然後分別改變各種變因等，再對受干擾之火焰以及針型電極產生之離子風風速個別進行數據測量並做比較。為了量化數據，我們以Meazure、ImageJ程式測量火焰之角度、面積分析數據，並找出火焰有最大干擾時的架設法，期望找出有別以往的滅火方法。最後，以自藕變壓器接霓虹燈變壓器，利用研究結果得到的架設法，調整到想要的電壓、距離等變因，作出能隨身攜帶可壓抑火焰之器具。

本研究旨在觀察撲克牌於空中飛行軌跡的變化。為了能夠精準控制每次實驗發射時的條件，我們製作了一台撲克牌發射器。在本次科展中我們研究了多種原因對撲克牌飛行軌跡之影響(例如：初始偏轉角、牌型凹凸程度)，並依據實驗數據觀察現象，分析距離對於落點偏轉角之影響。此外，驗證實驗場地氣流對落點的影響。最後透過定性描述驗證撲克牌的飛行軌跡影響因素，進而提出一定程度的見解及討論。

日本福島核災後，因臺灣同位處板塊交界帶加劇電廠輻射外洩之疑慮，國人始提倡非核家園的理念，而天然氣因其不若燃煤會產生大量PM2.5，遂在能源使用比例中有上升的趨勢。然國內接收站營運量已達飽和，為達成2020年的供氣目標，並保障全臺備載電能的充足，第三天然氣接收站的設置勢不可避免。而維護自然環境資源能為當地帶來高度的生態經濟價值，保育藻礁亦有其必要性。 在桃園天然氣接收站開發與藻礁保育的衝突下，本研究整理文獻資料輔以GIS，將蒐集的數據進行分析後判讀所得到的地圖，分別評估保育藻礁與設立接收站的必要性，並權衡兩者共存之可能，如採FSRU輸氣、或選擇替代方案遷址另建，以期降低對沿岸生態的衝擊，解決能源議題造成環境開發的爭議。

麥麩過敏症的過敏主因為小麥內的麥醇溶蛋白(gliadin)。多數患者對α-gliadin過敏。此症仍無法被治癒，目前主要以無麥麩飲食應對。我們從自然界找到分解gliadin的細菌，並測試其分解能力。首先，我們取得若干菌種，利用gliadin培養基初步確認是否分解gliadin，得到二十種細菌，並以PCR及核酸定序找出菌的名稱。再使用gliadin培養基與zymogram比較各細菌酵素分解gliadin的能力，篩至五種菌，又以質譜儀找出酶的名稱。再以銀染實驗比較目標菌種之酵素分解α-gliadin的效果，篩至三種菌。最後於胃中酸鹼值環境定量測試三種菌酵素及緩解麥麩過敏症之成藥(gluten ease)分解α-gliadin能力。本研究最終得到三株於胃中酸鹼值仍能降解α-gliadin的細菌，分別為：Burkholderia sp.1、Dyella sp.1、Dyella sp.2。未來有機會將酵素開發成治療麥麩過敏症的藥品。

本研究目的在找出檢測過氧化氫含量的新方法，並以此檢測待測物所含的過氧化氫含量。我們首先找出能與雙氧水呈現明顯反應的物質──紫質，以UV-vis分光光度計檢測不同紫質加入定當量數之過氧化氫後的吸光度變化，結果顯示CoOMTPP之靈敏度最佳，且呈現線性變化，可用於定量極微量的過氧化氫。 而另一紫質CoOETPP被氧化後會產生明顯的顏色變化，故可嘗試用來定性分析過氧化氫溶液。我們將CoOETPP製成試紙，觀察其吸附效果及滴加過氧化氫後的顏色變化情形。結果顯示，此試紙可檢測濃度3.54ppm以上的過氧化氫溶液，優於市售碘化鉀澱粉試紙之檢測極限25ppm。

費氏數列中每一項除以任意正整數後所得的餘數數列具有許多有趣的性質，例如：所有餘數數列均有週期性及每個週期循環列皆是由0均勻分割，即數列在固定間隔某幾項後可被正整數整除，由此性質就可進一步計算週期長度。 本作品中我們嘗試將費氏數列中的餘數數列性質推廣到一般高階正整係數齊次線性遞迴數列(內文簡稱高階線性遞迴數列)的情形。我們發現除了所有餘數數列均為(前)週期數列外，每個週期循環列中的均勻分割的情形變化出二種：由數個0均勻分割(含某項後均為0)、數個不全為0均勻分割(含某項後皆為不為0的常數)，進一步則探討上述二種中的區分週期循環列之條件。最後由餘數數列性質探討出其數列的因倍數定理。

本研究旨在探討環境濕度、聲音分貝大小及PM2.5濃度是否會影響植物的蒸散作用。已知植物蒸散作用旺盛與否與植物葉面上、下表皮(溫度差異)大小有關。本研究除了利用顯微測量技術測量茉莉氣孔的大小之外，並利用自製物聯網溫度分貝儀進行茉莉與番茄葉片表面溫濕度、聲音分貝大小及PM2.5濃度約六個月之數據收集。本研究將已搜集之資料經分析後，獲得以下結論：(1)當聲音(分貝大小)達到特定範圍時，植物葉面上、下表皮溫度差異會變大；(2)當環境濕度變高，植物會因氣孔變小，溫度差異變小；(3)環境中PM2.5的濃度和植物的蒸散作用間則無關聯性。根據結論(1)，本研究結果推論植物有小小的耳朵。

目前在音樂動畫的領域，若動畫師要產生音樂動畫演奏影片，皆是請真人演奏，再透過感測器去取得骨架座標資料，搭配動畫製作技術進而產生演奏影片，此方法不僅耗時且耗費人力成本，若是能將此生成骨架座標的任務交給電腦自動化生成，將大幅減少時間與人力成本。此研究以小提琴為例，提出了兩種僅以音樂為基礎，透過類神經網路生成虛擬演奏者演奏骨架座標的方法，並對兩種方法生成出的演奏動作結果進行比較與討論。方法一延續先前相關論文的網路骨架，並對其做出修改；方法二為本研究自行設計的骨架生成流程。研究結果顯示方法二相較於方法一與先前相關論文能更有效地生成出合理的小提琴音樂演奏骨架。

浮萍在逆境下葉狀體會有分離的現象，本研究證實：浮萍透過葉狀體分離，增加逃離逆境的機率，提升族群生存率。此分離機制受到過氧化物質(H2O2)的調控，逆境下，浮萍母葉節處(node)的H2O2含量上升並誘導細胞死亡，進而造成連接構造斷裂，另能透過乙烯途徑活化纖維素分解酶使葉狀體分離。我們也發現青萍及紫萍具不同生存策略：青萍對H2O2的高敏感度使其能在逆境下快速分離，進而降低其葉狀體間的內聚力，更容易藉由風吹或水流加速逃離逆境；紫萍則對H2O2較不敏感且內聚力大，以較大的單一個體及對逆境的高耐受性來渡過危機。蛋白質含量極高的浮萍是蛋白質補給品的好原料，期待分離機制的深入研究能應用在浮萍種植上，使其快速分離提升產量，應對將到來的糧食危機。

鳳梨是多年生單子葉草本植物，可再細分為三個亞科，分別為地生型鳳梨、積水型鳳梨及空氣型鳳梨，本研究主要是觀察空氣型鳳梨(Tillandsia capitata)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。結果發現此種空氣鳳梨的氣孔只分布在下表皮，主要在晚上開啟，而葉子的毛狀體大多分布在上表皮與基部。另外，根部似乎不具輸導能力，僅靠葉子的毛狀體吸收水份。而分布在葉表的毛狀體的鱗片還具有毛細作用的功能，可以將葉子尖端的水份傳輸到葉子基部，形成類似積水型鳳梨的集水效果，水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內，再由下而上的蒸散作用產生拉力，推測此種空氣鳳梨可能主要是藉由夜晚氣孔打開時進行水份的輸送。