高級中等學校組

最近幾年隨著全球科技的進步以及變化，漸漸的我們已改變了我們的生活方式，讓我們用有更便利的生活，而因為這些生活上的變化，我們應該更進一步省思想想未來除了被動應對這些科技所帶來的進步之外，台灣還有哪些東西是可以讓我們可以去研發並解決生活中的困難的？而我們這次製作的科展作品《機車智能防鑰匙反鎖系統》，是利用現在很流行的Arduino來編譯程式，以及搭配應用很廣泛的RFID一起結合出的產品，而本次研究宗旨是想要在未來全世界上，所有的機車騎士都不用再煩惱鑰匙不小心掉入車廂的狀況。

薊屬植物屬於菊科植物的其中一個類別。台灣的阿里山薊為特有種，被當地的居民製成保肝的茶飲，因而被推知有抗氧化的能力。本研究以阿里山薊和平地薊（不同地區）的不同部位做為研究材料，探討其消除自由基及保護肝細胞的能力，結果發現平地薊有最佳的清除自由基效果。而在保肝效果的部分，無論事前預防酒精造成的肝細胞中毒或事後補救機制肝細胞的傷口癒合，皆以阿里山薊最有成效，為保護肝臟的最佳選擇。

我們選擇使用氧化石墨烯作為本次實驗的材料，利用強氧化劑和硫脲切割氧化石墨烯 (GO)，得到石墨烯量子點 (GQDs)，根據量子的尺寸效應，合成出的量子點越小，放光越藍移；量子點越大，放光越紅移。由於我們想將石墨烯量子點發光的特性應用在細胞成像，因次我們透過改變各種變因，得到放光 700 nm 的石墨烯量子點。由於紅外光可穿透較深層的皮膚，產生膠原蛋白，對於醫療上的應用有極大潛力，我們將合成出的石墨烯量子點加入海拉細胞中，使細胞產生胞吞作用，並且比較四個不同樣品，GQDs 20 min、GQDs 1 hr 30 min、GQDs 20 min + biotin、GQDs 1 hr 30 min + biotin，透過儀器鑑定得知細胞對 GQDs 1 hr 30 min + biotin 的接受度較高，再將獲得的結合石墨烯量子點的細胞應用在細胞顯影上。

本研究利用Python程式模擬大腸桿菌在自由空間、濃度梯度空間、濃度梯度隧道中的運動，並以所得數據分析對照大腸桿菌在現實實驗中的運動，歸納和預測其運動趨向性。經模擬我們得知，大腸桿菌在自由空間中的運動軌跡類似布朗運動，而在濃度梯度空間中的平均速率會隨著濃度梯度變大而增加，但會收斂在一定值上，濃度隧道則會對大腸桿菌產生引導的功能，使濃度梯度對大腸桿菌的影響更顯著。我們也透過模擬數據的分析與回歸，得出兩種不同環境下大腸桿菌在統計上所滿足的函數型式。

本研究研發新型水膠細胞優化技術，將天然抗原呈現細胞做成平台，成功提供MHC-I、共刺激配體及細胞因子刺激三大要素，能激增殺手Ｔ細胞。實驗中優化的水膠細胞能完整保留細胞膜的表面特性，經實驗證實無生物安全性的疑慮。另外本實驗也著重於探討aAPCs基質的軟硬度對T細胞增生程度的影響。我們利用水膠細胞易改變細胞基質軟硬度且不影響生物相容性的優點，針對T細胞增生程度進行比較。結果顯示高細胞基質硬度(120kPa)的aAPCs擁有高程度的T細胞激活潛力，相對於低細胞基質硬度(25kPa)的對照組可以提高約51.2%，並達到顯著差異，推測其和收縮性及突出性絲狀肌動蛋白增加以致訊號增強有關。本實驗的新型水膠細胞優化技術提供臨床醫學免疫療法一個高潛力的新技術平台。

在航太工程中，多數的載荷（Payload）都因成本預算問題等無法決定軌道方位與位置， 所以當火箭能夠進入量產和縮小化時，就能有效的將成本降低。我們就以等比例縮小火箭模 型探討控制制導方法做為研究專題。這個專題中，我們以模型之控制構造和控制方法作爲核 心。開發出利用陀螺儀MPU6050之資料經由Teensy 4.0和C++程式的運算輸入PID模型，並且 反應在伺服馬達MG996R上，最後裝上3d列印的可動式噴嘴上進行研究。

拜科技之賜，在台灣，出門已經不需要帶太多的配件，一台手機就具備多樣功能，因此我們構想，如果日後領取快遞也只需要手機認證，並且再也不會有無人收貨、無法投遞的狀況，同時，也能保證包裹的安全性，於是我們發想製作一個快遞櫃。 我們的快遞櫃系統，會建立快遞員的人臉辨識資料，只要快遞員運送貨物至快遞櫃後，系統會告知客戶，並傳送密碼解鎖快遞櫃，當客戶領取貨件後，寄貨方會收到貨件已被領取的訊息，快遞櫃將重新鎖上，進入下一個循環。

本研究可分為兩大主題，其一為提升全釩液流電池之反應時間，二為製作釩空氣電池。為節省實驗成本，皆購入較為便宜之V2O5自行電解為所需之V4+及V3+，並運用自行製作之全釩液流電池，探討其何種內部迴路構造與複合膜可使電池反應時間與理論值最相近，亦自行嘗試製作釩空氣電池，將其沉澱物V2O5拿來重複電解。實驗結果顯示，Type-2反應時間最接近理論值，本團隊之複合膜為PVA、LiCl、與杜邦公司之Nafion溶液聚合而成，與市售之Nafion-117比較結果，本研究之複合膜電壓效率、能量效率及庫倫效率仍不及Nafion-117，但在較高電流80mA下差距接近，且反應時間較快。本研究亦發現碳氈經高溫加熱後，再浸泡於強氧化性酸中會有效提升電池系統效能。

本作品的特色是以Arduino單晶片為核心，自製一個機電整合系統的電線彎曲機，利用程式設計好的流程，系統即會自動控制步進馬達，將所需之電線送入進料機構、Z軸機構、彎曲機構，完成程序所設定之長度、形狀，讓使用者可以客製化的規劃，方便、快速又一致性的彎折所需之電線。

脊椎乃是人體最重要的部分之一，脊柱後凸，俗稱駝背，『駝背』是一種『姿勢異常』，也是一種常見的後背隆起脊柱疾病，而我們常見的症狀如：胸悶、肩頸酸痛、上背部筋膜炎、膏肓痛、頭痛、胃痛、頸椎病（手麻或無力），有多種原因會導致脊柱後凸，如關節炎，發育不良，坐立姿勢不正確等，駝背導致的『表現』又稱『症狀』，唯有徹底改善駝背，才能真正改善症狀，我們使用了三軸加速度器來做偵測角度的動作，藉由Arduino的HC-05藍芽傳輸模塊傳輸至手機，利用現在正紅的MIT App inventor 2寫手機的軟體作為計算，紀錄次數與提醒人的手機震動來做提醒自己該挺直自身的脊椎了。