高級中等學校組

本研究探討不同的溫降對史特林引擎做功的差異，結果發現以1300毫升的熱水，從95℃降到91℃、90℃降到87℃、85℃降到83℃時，史特林引擎分別做了 39.65、7.57、1.49焦耳的功。假設實驗室的數據能夠複製到實際大型的水體，則以宜蘭的仁澤溫泉每日抽取溫泉約20公噸來估算，若在其自然冷卻的過程中可以透過史特林引擎發電，當溫度從140℃降到90℃時，預計可發電23.2度，等於減少11.81公斤的二氧化碳排放量。本研究結果希望能讓讀者多了解利用熱質自然冷卻來產生電力，有助於改善我們的環境。

長期以來，若人體發生軟骨缺損，僅能依賴藥物或手術來減緩軟骨損傷，但無法達到修復軟骨之目的。 本研究使用天然高分子進行交聯反應製備軟骨支架，透過溶劑鑄造鹽洗法，控制內層孔洞粒徑及數量，探討不同粒徑大小與添加量之造孔劑對支架物化性質與促進細胞分化能力之影響。透過觀察顯微結構，測試吸水量、降解性、抗壓強度與交聯度，並測試生物相容性與促進前驅骨母細胞增生及分化之能力。 結果發現，造孔劑粒徑大且添加量多的軟骨支架 (170-4)，雖抗壓強度僅 0.0177 MPa，每克支架吸水量達 14.72 mL ，浸泡於試劑 30 天後，支架不會明顯降解，且不具細胞毒性，促進前驅骨母細胞增生與分化的能力最佳，因此可作為適用於軟骨缺損修復之組織工程支架，提高軟骨修復之成效。

CRISPR/Cas9(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat/CRISPR associated protein9)是合成生物學中重要技術，需引導RNA辨認特定的PAM序列-NGG引導合成轉錄因子啟動或抑制下游基因。然而這個特定的PAM序列卻會因此限制了crispr技術可篩選的基因位點，造成限制。因此我們研發出crisprTFv2，以NAG為例突破PNGG的限制，並透過定序得知更改後的PAM相互作用區序列為何，最後再挑選crisprTFv2可能辨認的其他PAM序列，未來再將此技術應用於探討參與DNA損傷修復的基因組合。

「Siebeck-Marden」定理是複數平面中一個關於三角形之內切橢圓的定理。本研究主要是利用歐氏平面幾何性質應用在複數平面上推廣到複數平面中任意一個存在內切橢圓的凸四邊形上，我們和Siebeck-Marden定理「獨立地」找到了一個相對應的二次複數方程式進而可以利用配方法解出凸四邊形之內切橢圓兩個焦點的一個全新的定理。 另外，主要結果的應用的部分，歐氏平面幾何中另一個著名的「Newton橢圓問題」，藉由我們的主要定理的結果，可以直接推得關於「Newton橢圓問題」之「加強」的結果，並且提供「Newton橢圓問題」一個全新的幾何證明。

世界各地也開始提倡能源永續發展，又因近幾年無人機相關產業日漸增加，我們團隊決定把這兩個趨勢做一個整合，透過太陽能輔助系統讓傳統無人機的續航有所提升，未來搭載 各式感測元件與攝像頭的組合與搭配可運用在各式場合作探勘與量測之作業。

本研究是將農業廢棄物—甘蔗渣作為原料製備活性碳，經由本團隊研究發現，以500℃碳化、950℃活化，C：KOH =1：2所合成之活性碳達到1335m²/g的比表面積。接著將合成出的活性碳進行染料吸附實驗，得出吸附甲基橙與亞甲基藍，熱力學皆較符合Langmuir 的單層等溫吸附模式；動力學皆較符合pseudo-second-order，因此推論化學吸附為主要吸附模式，且不論是吸附帶負電的甲基橙亦或是帶正電的亞甲基藍，皆有好的吸附表現。吸附量可達500mg/g及476.2mg/g，相對於活化前25.7mg/g及21.1mg/g提升近20倍。也可發現亞甲基藍的吸附量略高於甲基橙，因此推論本實驗所製備的活性碳表面帶有較多負電荷。最後，再將吸附飽和後的活性碳進行再生，考量經濟效益及便捷性，以酒精脫附會是較好的選擇，可達約50%的再生效率。

在第59屆科展作品（中華民國第 屆中小學科學展覽會換心手術）有給定了一個新的名詞(頂心三角形)：平面上給定△ABC及一點D，分別以A、B、C三頂點為圓心，¯DA、¯DB、¯DC為半徑畫圓，三圓交於三點E、F、G，再以三交點E、F、G為頂點作△EFG，則新△EFG稱為△ABC在D點的頂心三角形，本篇作品主要探討原三角形與其頂心三角形邊長與面積比例關係及頂心線相關性質。

在本實驗中要探討八種豆科植物萃取物之抑菌能力，從所選的豆科植物之種子分別用水與酒精進行濃縮萃取。研究目的是為了開發以天然植物為主的抗菌物質，減少對環境的污染及危害。針對校園衛浴設備的水槽、地板、小便斗、馬桶進行採樣。實驗中選擇各設備菌落數最多的菌種單獨分離出來進行抑菌能力之實驗。在抑菌能力中會從濃度和劑量等兩方面去探討不同豆科植物的抑菌能力，並與酒精一同比較抑菌能力。結果顯示本實驗所選用之豆科植物:紅豆、花生、黃豆、四季豆具有抑菌能力，在加入酒精一同比較後我們發現黃豆、花生、四季豆與花生之抑菌能力高於酒精。在閱讀相關文獻之後，我們判斷豆科植物中可抑菌的物質為黃酮等酚類化合物。

本篇研究主要在探討UV照射黴菌所導致的幾丁質含量變化。本組以家庭中常見的青黴菌複合體作為材料，證實黴菌經UVB照射30秒後可促進生長及增加養分的累積，並且也能得到稍多的幾丁質及幾丁聚醣。我們從文獻分析黴菌和蝦蟹外殼的幾丁質結構，發現其結構上有所差異，再比較由實驗萃取幾丁聚醣的成本和市面上大多是經蝦蟹外殼萃取產品的售價，發現兩者價格差異不多。

本研究設計雙層葉片風力渦輪機，並使第二層葉片吸收第一層剩餘風能，提升發電效率。由於渦輪機葉片運動模式複雜，因此將實驗分成兩部分，首先去除渦輪機旋轉的因素，測量前後機翼改變攻角、間距及方位角情況下的升力，經實驗分析下洗氣流效益最佳處，為攻角於12度、間距1.5倍弦長、方位角-15度處；第二部分實驗測試雙層葉片渦輪機發電效率，當兩層葉片間距為1/4螺距（90度）時，兩層葉片應於夾角90度有最大效率，但減去下洗氣流方位角-15度，夾角75度對應效率最佳，經風洞實驗得相同結果。經效益分析，兩層葉片渦輪機效率提升四葉葉片的三成，一層葉片佔渦輪機總成本10-20%之間，可見本設計具備提升效率及降低成本的特性，未來具有高度前瞻性。