高級中等學校組

本研究利用壓電材料─鋯鈦酸鉛來模擬並找出最佳的發電條件。當施予壓電片應力時，會由於形變而產生電極化的現象，進而產生電。 實驗中首先探討低落高度與液體種類對壓電片因形變產生電壓之影響，經數據顯示，當液體落下產生的表面積越大時，所產生的電壓越大。在滴定液體時發現數據的標準差很大，改用螺旋測微器測量(固定施力位置與大小)後，得到施力位置的不同也會影響電壓大小的結果。 我們試著研究出能夠改變下壓頻率的裝置，檢測連續給予應力能否使壓電材質產生的電有加成的效果，再利用數種不同方法實驗後得到結果，於實驗五中，發現馬達轉速在52 rev/s及54 rev/s時產生的電最多，表示在此頻率時，下壓頻率與壓電材料伸縮的頻率相同。

受到全球暖化的影響，不但造成沙漠擴增、極端氣候加劇、雨林逐漸消失，甚至威脅人類的生存，根據2014聯合國農糧組織報告：全世界仍有39個國家面臨糧食危機。這點勾起我們的憂患意識與興趣，想進一步了解目前全球暖化與台灣稻米產量間的關係。經利用文獻探討及Excel趨勢分析統計，得知以下幾點結論： 一、 台灣的氣溫上升趨勢也與全球趨勢相似，屬於暖化階段。 二、 1976年大約能代表台灣水稻受全球暖化的氣象環境影響依據年代。 三、 台灣稻作產量與暖化的關係，大略可以用飛機起飛、降落、著地三階段模式做為解釋。 四、2001至2014年台灣耕地稻米每公頃平均產量，以Excel做趨勢分析統計得一關係式：y = 0.001x6 + 0.442x5 - 18.19x4 + 256.9x3 - 1546x2 + 3833x + 1644。

本作品旨在研究一道塗色問題:在一個m×n的棋盤中對任意格子塗上黑色，相鄰方格(有共同邊)不同時塗色的所有方法數。過程中，我們運用二維的城堡多項式的概念來進行研究。首先，我們推出1×n、2×n 單色及1×n多色的方法數及公式。再來，我們嘗試估計m×n 單色及多色著色方法數的上界及下界。接著，我們針對它的一些性質做討論。最後，我們用程式跑出答案，並印證我們的推論。

我們當初的理念是是希望能將傳統的加密方式融合現代的密碼學，達成更高的安全性，後來我們發現能結合語言學的部分，使得加密變得更有變化。 我們的研究利用「反切」這種古代的拼音方式來設計一套加密規則，並利用它替特定的字串加解密。我們並沒有試著挑戰一般的加解密，而是在原本的基礎上對內文動手腳，也就是說最終可能依然得依賴一般的加密方式，但在此之前我們已將內文經過加密成為密文，使得即使破解了一般的加密，結果依然是一串無法理解的密文，像是第二道保險一般，使文字在原有的加密基礎上再多一層保障。

尋找高紅移的超大質量黑洞，有助於天文學界了解宇宙再電離時期。雖然黑洞的數量稀少，但相較於星系，存在於某些星系中的超大質量黑洞較亮，且存在時間比伽瑪射線爆久，因此，它們的吸收光譜可以協助天文學家最有效率地探索星系間物質及再電離時期與光的反應。本報告交叉比對昴星團望遠鏡 (Subaru Telescope) 的Hyper Suprime-Cam (HSC) 和廣域紅外線巡天探測衛星 (Wide-field Infrared Survey Explorer, WISE) 的觀測數據，以尋找可能的高紅移超大質量黑洞。本研究根據光度測定 (photometric observation) 和宇宙紅移 (cosmological redshift) 的原理，從雙色圖中較紅的區域挑選了46個候選星體，並逐一透過天文望遠鏡照攝的影像確認是否有可能是超大質量黑洞。最後，選出三個可能的高紅移超大質量黑洞，可用於向大型天文望遠鏡 (如昴星團望遠鏡 (Subaru Telescope) ) 申請光譜分析。

本研究將可偵測銅離子的基因轉殖大腸桿菌固定化(包埋)於微膠囊中，使其偵測到銅離子後可發出綠色螢光。固定化大腸桿菌相較於游離培養大腸桿菌，有安全機制、穩定反應等優點，因此適合作為檢測銅離子的生物檢測器。本研究目的在於，提升固定化大腸桿菌的性能，有以下測試面向：基因轉殖大腸桿菌的生長率與綠色螢光表現量、微膠囊的銅離子吸附力與利用SEM、EDS分析微膠囊結構。結果顯示，海藻酸鈉較適合做為包埋的材料，固定化大腸桿菌適合置於低溫下保存，但於室溫下反應的活性較佳；基因轉殖大腸桿菌的綠色螢光表現量隨著銅離子濃度上升而提高；微膠囊在pH9及冷凍乾燥處理時有較好的銅離子吸附力。

本作品結合二行程引擎壓縮功能與四行程野狼引擎可換檔功能，完成一座具有變速、打氣及類似機械增壓功能之多功能節能發電機平台。首先，將四行程引擎與二行程及發電機組連結，利用四行程引擎內打檔之特性調整轉速。接著，二行程引擎原火星塞位置接上逆止閥及三通管，並將其所壓縮之高壓空氣輸入四行程引擎內，提供一類機械增壓效果之壓縮空氣， 經由球型閥控制將壓縮空氣打入空濾盒增加進氣量以提升引擎容積效率或作為充氣使用。 發電機可使用打檔機車引擎可適合各負載狀況，當高電量負載時，引擎調為低速檔增加扭力，克服發電機之反電動勢轉矩。當低電量負載時，由於反電動勢轉矩下降，可切到空檔或高速檔，達成節能省油效率。得知理論用實驗證明。

回收實驗或工業重金屬廢棄溶液一直是綠色化學重要的課題之一，我們研究探討幾種金屬鹽類溶液，利用不同溶劑對物質溶解度的關係，加入有機溶劑，討論金屬鹽類析出情形。 實驗發現加入各溶液會有兩種不同情形，一、晶體析出；二、溶液分層。並透過實驗了解晶體析出量與有機溶劑量對溶液濃度的關聯，找出得到晶體析出率最高效益。我們也探討部分溶液中產生分層的原因，以及上層溶液與下層溶液的差別。 我們希望藉由研究這些特性可以應用在析出工業廢水中的重金屬離子而改善工業排放廢水的環境問題、或是可以利用分層的特性，讓原本濃度較低的溶液濃縮成較高濃度的溶液較方便進行回收。

本研究以自行設計的滴濾池培養厭氧污泥，提供厭氧菌硝酸鹽將其脫氮氨後，再回流至上流式厭氧污泥床(UASB)，結合三相分離器，利用回收沼氣，增加污泥浮除效果，並結合喜氧設備與生物膜分解方式，改善污水出流 COD、BOD 、TKN(總凱氏氮)、氨氮等問題。本研究實驗分兩階段，探討不同種類污水對系統之影響。第一段實驗配置廢水主要添加丙烯晴當氨氮及有機氮來源，因具有生物毒性，在未經丙烯晴馴化的厭氧污泥處理時，COD去除能力只維持20-21%，第二段實驗配製廢水主要添加尿素當氨氮及有機氮來源，因尿素為生物營養源，對生物增生具有加值效果，經馴化後UASB槽出流COD為420-400PPM去除率已達60%-62%，經固定床處理後廢水COD明顯下降80PPM以下系統COD總去除率92-95%，TKN(總凱氏氮)去除率74%。

最早看到網路上有人利用磁鐵間的磁浮力量，玩起了擺盪的玩具，從磁鐵間看似不規律的起落中，有著一股無形的默契，形成相互擺盪的有趣現象。為一探究竟，好幾年針對不同變項研究，不斷改良簡易又精準的自製儀器，累積許多經驗，以此為基礎，發現： 1.磁力震盪傳遞的效果會受到磁鐵本身磁力與形狀雙重的交互影響 2.外圍磁鐵數量越多磁力震盪傳遞的效果越好 3.改變兩顆外圍磁鐵夾角對磁力震盪影響不是呈現線性比例關係 過程中利用磁力震盪的特性，設計並製做出實驗所需的測量器具，再由磁力震盪變項的相互影響，可歸納傳遞磁力效能最佳的變項組合，最後利用磁力震盪的特性，設計出光感式磁力震盪的測震儀，可說是從小東西玩出大道理來！