高級中等學校組

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。

在日常生活中，橋墩遭河水猛烈沖刷，導致車輛或行人無預警的落橋事件，因此瞭解橋墩如何遭受水流破壞為當前重要課題。本研究藉由自製模擬渠道模型，探討水流碰到橋墩後的變化，並記錄不同變因下水流壓力與水流速度的關連性。經過實驗後，得到： 渠道水位越高時，則表層流速越慢，且壓力隨水位深度加深呈非線性增加。橋墩的存在會增加各量測的壓力值，尤其在橋墩前後壓力為最大，並隨橋墩與渠道邊的距離縮小，水壓會愈大而流速越慢。在橋墩形狀中發現，水流接觸的表面積越大，對壓力的變化也越大。不同橋墩形狀的流速比較△＞○＞◇＞□＞ ，橋墩為四角柱時流速比較 ＞ ＞ ＞ 。最後進行實際渠道測量，並與模擬分析比較，發現所有變因皆有共同的趨勢。

本研究以生石花屬(Lithops)為主題，依據生石花特殊之葉窗構造及單寧酸(Tannin)分布重新定義品種，並探討其葉窗特殊透光、蛻皮與擬態機制，結果發現單寧酸(Tannin)聚集於其特殊葉窗形成點狀分布(單寧點)，其作用有保護植株避免受強光傷害的效果，若突發強光，會導致單寧點擴散並融入葉窗表面，阻擋紫外線入侵。葉窗主要是調控不同輻射波長的進光量， 藉由儲水薄壁組織(water storage parenchyma)折射光線，導入葉綠體聚集。蛻皮方式為老葉在新葉成長過程，其細胞完全脫水萎縮，將養分與水分提供給新葉，並騰出空間讓新葉成長， 蛻皮時水分介入的時機，會改變蛻皮結果，甚至導致蛻皮失敗植株死亡。生石花擬態行為， 實驗證明非單寧酸作用，而為葉綠素受光產生量的變化所致。

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。

本研究使用六種不同的混合土壤探討其種植的茼蒿的株長、根長、重量以及其部分部位硝酸鹽含量分析有何差別。於株長的部分，以一般土加有機肥最為突出，其中有一組平均株長達到12.2公分；於根長的部分，以一般土加蚯蚓糞土最為突出，其中有一組平均根長達到約22公分；於重量的部分，以純一般土最為突出，其中有一組平均重量達到約60公克。 此外，由株長變異數分析得知，同質性檢定顯著性皆>0.5。F=2.981，p(顯著性)<0.01，代表株長確實會因為土壤不同而受影響。由根長變異數分析得知，同質性檢定顯著性<0.5。F=2.945，p(顯著性)<0.01，代表根長確實會因為土壤不同而受影響。由重量變異數分析得知，同質性檢定顯著性<0.5。F=3.859，p(顯著性)<0.01，代表重量確實會因為土壤不同而受影響。

塑膠對環境危害甚深，雖已有研究證實部分昆蟲可降解塑膠類的聚苯乙烯（PS），但關於聚丙烯（PP）的生物降解研究很少，也沒有進一步透過腸道菌相分析，鑑定出負責降解的菌種。因此我們希望利用麵包蟲進行生物降解PP，透過16S rRNA定序分析，找出可降解PP的潛力菌種，來解決塑膠垃圾對環境造成的傷害。 我們的實驗結果顯示，麵包蟲能攝食PP並生長，且加入濕料及利用糞便移植腸道菌相能增加麵包蟲對PP的消耗量，證明麵包蟲能攝食PP與腸道菌相有關。利用次世代基因定序分析腸道菌相，發現麵包蟲攝食PP後，腸道菌相有極為顯著的變化，其中腸道菌Pseudomonas stutzeri顯著增多，經實驗證實此菌確實可降解PP，且在中性環境的降解效果較佳。

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。

科技的日新月異，人們除了在日常娛樂拍攝中結合了空拍機，在各個職業領域為了便利與效率也運用上了空拍機，傳統空拍機的空中攝影技術也逐漸結合各項感測器、機械結構來達到職業上的需求。本專題使用單晶片Arduino nano、MEGA Mini Pro、ESP-32和飛行控制器Pixhawk為主要控制板打造一台空拍機，並結合熱成像與各感測模組達到消防救援的功效。

嚴重的肝纖維化將導致臺灣十大死因之一的肝硬化，因此肝纖維化的程度評估對肝病的診治及研究極其重要。肝臟病理切片利用特殊染色如馬森三色染色法（Masson’s trichrome stain），可以清楚呈現不同程度而不等量的膠原纖維。臨床上最常使用Ishak fibrosis score評估肝臟切片纖維化的程度，可分類為7級，從0級的正常肝臟、輕微纖維化的1級至最嚴重的6級(肝硬化)，然而病理醫師常因缺乏第二意見而有診斷不一致的問題。本研究將肝纖維化的檢體照片依照Ishak Score分級，訓練Google開發的Teachable Machine (GTM)人工智慧深度學習軟體。再以獨立照片反覆測試人工智慧模型，檢驗病理醫師與模型判讀的差異，加以調整改善。期望本模型可以輔助臨床診斷，在醫療資源相對匱乏的地區，也能簡便地做出即時精確的診斷。