高級中等學校組

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。

本研究自行開發的水耕蔬菜養殖機，自動監控植物生長環境，透過自動加換水與營養液等方式做出相對回應，讓使用者只需負責採收與觀察。為達成此目的，我們使用Arduino UNO板作為控制面板，在室溫下以影響水質主要的三個變因做為監測對象：導電度計(EC)、酸鹼值計(pH)、溶氧量計(DO)，並自製水位計，自動控制植物最佳生長環境。本研究水耕蔬菜較市售蔬菜小，但硝酸鹽含量低，較無病蟲災害，機器自動種植能使蔬菜生長更為迅速且無須施用農藥。此外，我們調整機台空間配置，並美化機器整體外觀，使機器可架設在一般室內空間。最後，我們估算自製水耕蔬菜機的成本，期望在實際應用上能擴大規模，使單次種植棵數增加，降低成本、節省人力資源。

本研究測得愛玉子：水=1：100是製作愛玉凍的最適比例，我們成功拍攝愛玉子加水膨潤後之顯微影像，在愛玉子表面形成一層相當明顯的黏膜，這層黏膜是愛玉凍凝膠之關鍵。藉由電動打蛋器搭配不銹鋼網之測試、調理機搭配木製刀片、調整調理機較低轉速之測試，證明適度的攪打可使愛玉子黏膜釋出，而愛玉子完整未破裂，這是愛玉凍成功凝膠之關鍵。可調轉速之調理機價格昂貴，因而本實驗自行設計組裝精簡便宜的轉速控制器，搭配普通果汁機減速攪打愛玉子，當轉速處於3000~4000rpm範圍時，愛玉凍之凝膠高度、硬度、顯微影像、消費者喜好程度，皆與手工搓洗愛玉凍相似，足以媲美手工搓洗愛玉凍之品質。

睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲，而本研究證實：此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性，並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造：較輕的質量和較長的腳使其能夠憑藉表面張力於水上站立和移動，並且在登岸時可以產生物理中的Cheerios Effect快速吸附陸地，水中生活的機動性因而極高。另外，睡蓮蚜的腳有彎曲的特徵，加強Cheerios Effect 的效應，加強登岸能力。睡蓮蚜的腹面氣孔亦有朝兩側生長的現象，以適應水上腹面經常碰觸水面的生活。

本研究利用魚鱗含豐富的膠原蛋白和氫氧基磷灰石，製成生物可分解塑膠，實驗過程利用廢棄魚鱗作為原料，加熱後製成魚鱗塑膠，其耐熱度、耐重性、平行拉力及生物可分解性都不錯，但成品質地較硬且空隙較多。為改善其結構，添加海藻酸鈉，解決純魚鱗塑膠無法完整密合的缺點，魚鱗海藻酸鈉塑膠耐熱溫度可達160度，耐重性及平行拉力可承受大於6公斤，置於水中三天不被溶解，且生物可分解性佳，7天後可達100%分解。另外添加明膠改善魚鱗塑膠的物性及緻密程度。彈性較佳、耐熱溫度可達170度，耐重性及平行拉力可承受大於6公斤，生物可分解性佳，但其疏水性較差。三種生物可分解塑膠比較後，魚鱗海藻酸鈉塑膠在各方面的物性表現較佳。

為了讓安全更有保障，我們在物理課及創發社中找到實驗題材，並設計與製作實驗模組。首先，前置實驗以雞蛋、高爾夫球與石頭的自由落體撞擊受力的情形，選擇適當實驗物體，並以其重力值作基準；其二、各類緩衝材料（泡棉、記憶枕、保麗龍、非牛頓流體）在不同厚度與不同高度下的吸收撞擊之實驗與探討，並分析之間差異；其三、探究固體實驗材料在兩種素材相疊在一起是否有加乘緩衝效果；其四、於兩材料間利用保麗龍、鼻涕蟲及磁鐵製造緩衝空間，觀察其影響；其五、用得到的實驗數據及簡單物理概念，應用在生活中。本實驗期望藉由結合簡單材料發揮最大效用，提供社會大眾製作相關防災及防護器具之參考，建立全方位的守護措施，以保障人民的生命安全。

蝶豆花檢體採冷凍乾燥後研磨粉末及天然日曬乾燥花。粉末檢體經純水萃取，研究抗氧化活性：分別測定還原能力、清除DPPH自由基能力、螯合亞鐵離子能力；粉末檢體經50%乙醇萃取，研究萃取液內的組成抗氧化物質含量：分別測定總酚、總類黃酮、花青素含量。天然日曬乾燥花用來檢測沖泡時間、沖泡溫度、加糖與否對抗氧化活性的影響，以清除DPPH自由基能力為檢測標準，探討最適合的沖泡條件。另以類黃酮的定量，作為簡易自製儀器可行性的評估。實驗顯示：萃取液富含良好的抗氧化物質。最適宜的沖泡條件：溫度 80°C，時間30分鐘。加糖後清除DPPH自由基能力下降。自製簡易比色儀器在抗氧化物質定量應用是可行的。蝶豆花萃取液具抗氧化效果，製成手工皂及乳液。

本研究透過多點、減量、加深的取樣模式觀察基隆外木山沙灘所受的塑膠微粒汙染，發現外木山沙灘塑膠微粒汙染主要是因為外來填沙所造成的汙染。也發現潮汐與離岸流會造成潮間帶顆粒大小不同的塑膠微粒分布的差異。潮間帶的微塑膠粒數量比非潮間帶少很多，可見少掉的塑膠微粒很可能經由洋流帶入海洋。因此沙灘的塑膠微粒汙染，帶給海洋生物生態的影響是無法避免的。而非潮間帶的塑膠微粒顆粒的大小，也會有不同的分布。我們建議應該對外木山沙灘塑膠微粒汙染做長期監測，以瞭解被塑膠微粒汙染的沙灘，其塑膠微粒如何進入海洋，為海洋生態保育盡一份心力。

我們想要探討蝦子後抽運動的表現，以及與體型變化的關聯性。我們利用攝影機高速攝影的功能，拍攝蝦子後抽運動的畫面，並利用軟體轉換成動作分解圖，以獲得運動時的形態變化量值。結果顯示蝦子的體重與體長，分別於彈跳角度、位移距離無關聯性，但是體長與最大速度有正相關；體節寬度對速度的關聯性，以頭節寬度的影響最為明顯；體節擺動以第三體節與尾節的彎曲變化，與最大速度有明顯的相關性，我們推測蝦子的運動應該是藉由增加對水的推力與減少對水的阻力，來提升水中游泳的速度。蝦子若有進行連續第二次的後抽運動，則主要是擺動尾節為運動推力，而速度較第一次低，不過能量消耗可能也比較少。

本研究探討奈米碳黑砂紙表面之滾動角、接觸角、靜摩擦係數與水滴大小關係。使用防水噴劑、氟素和碳黑處理不同型號之砂紙表面。利用接觸角、滾動角探討其不同表面、不同體積水滴之疏水性差異。斜面法與力感測器則測量靜摩擦係數差異。結果顯示碳黑砂紙上水滴體積越大，水滴的長短軸比值、接觸角皆增加，液滴接觸固體表面積的比例會變小，滾動角也變小。透過砂紙顆粒與碳黑可模擬出如植物葉片表面的突起物與絨毛。根據理論所推得的液滴接觸固體表面積之比例越大，滾動角越大，因水滴與載體間形成空氣層，使水滴較容易下滑。並發現砂紙疏水性最佳的為型號1000之碳黑砂紙，其接觸角145.1度，滾動角3.7度，液滴接觸固體表面積之比例0.13。