高級中等學校組

此研究針對磁力耦合振盪器進行理論建構與實驗設計，在理論建構中，我們先以彈力作為外力並推導公式，與實驗數據擬合後發現擬合參數極具參考價值。將磁力引入系統並推導公式，發現其與實驗數值擬合效果也極好。融合上述公式與參數後推廣出能描述振盪器運動模式之運動方程式，以Python數值模擬發現，此方程式與數據十分吻合且能產生波包與頻率下降等真實情況，故推論該運動方程式是有一定價值的。在傅立葉分析中發現了簡正模之應用，且當磁鐵初始距離越短或磁力強度越大時，振盪頻率都會有所提升，而初始位移不會造成影響。而本研究的成果將可透過一已知磁性量值之磁鐵求出另一板簧上物質之磁性量值，進而應用到新型機械式磁性雙板簧的懸臂磁力計設計。

在機械實習中，不同單元就需有不同量測工具，所以老師須依不同單元準備不同量具，加上老師與學生所自行量測會有些許誤差，因此小組想以這為主題，可以讓老師能簡單快速量測學生加工成精度，同時學生也可檢測自己加工成品的精度，減少上課老師準備量具的困擾，團隊才有如此想法，設計出一個多功能量測平台，供老師及同學使用。 本作品特色是設計製作一個多功用精密量測平台，平台上可以同時進行平行度、垂直度、同心度、長度（階級）、槽寬（溝槽）、外徑、斜度（角度）、錐度、偏心、粗糙度等量測，達到方便進行各項量測工作，改善這些不方便與減低量測誤差的作品，同時減低老師量測時間，讓學生自評老師監督就可正確得到學生加工精度。

本研究探討螞蟻在一個無向簡單圖上，由原點出發沿著邊移動。當抵達某一點時，螞蟻會選擇和此點相鄰的某一點前進，作為下一步移動，但不能往回走，若螞蟻回到原點便不再移動。已知圖上各點的度皆大於等於 2，試問螞蟻在數次移動後回到原點時，移動次數的期望值為多少？ 我們最初是藉由觀察螞蟻經移動後回到原點的機率，推測每次回到原點時的機率之規律，但此方法難以在較為複雜的圖形上得到結果。接著使用了矩陣來研究，以矩陣乘法表示一次移動。有了矩陣，我們便能透過矩陣運算得到螞蟻在數次移動後抵達各點的機率，也能更方便的求出期望值。

本研究主要在探討液滴撞擊薄水液面後，產生的水珠滑行之現象。研究中，我們以液滴滴落高度及底部液面厚度作為操縱變因，測量飛濺出的水珠之各項性質，探討其與變因間的關係，並在用高速攝影機觀察其微觀機制，以及參考相關文獻後，推論滑行水珠的成因與滴落時產生的水冠因普拉托-瑞利不穩定性（Plateau–Rayleigh instability）而破裂有關[7]。我們用三種假設推論其所受阻力特性，配合實驗數據得出其所受阻力與速度成正比，並建立模型嘗試說明滑行水珠存在的原因，以及對實驗數據進行解釋。

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。

本研究以2020年自由時報房地產廣告為範圍，探討房地產廣告數量、出現版面、頻率與內容的社會意涵分析，以數量統計與內容分析為方法。研究顯示房地產廣告數量、版面，居商業廣告之冠，出現頻率以週五、六、日最高；假日、農曆七月及新冠肺炎疫情嚴峻或趨緩，皆會影響廣告數量；房地產廣告內容常將有房產視為人生勝利組，男性被塑造成認真專業，女性則熱衷享樂，女體更是廣告中為吸引目光而被凝視的客體，隱含階級、性別不平等；廣告對家的樣貌以異性戀為訴求，也許反映對非異性戀家庭的視而不見與擔心其成為鄰居的恐懼；廣告透露家庭成員權力的不對等，事業有成的爸爸位階最高；最後，廣告出現歐美國家地名、白種女性，透露仰望優越他者的社會意涵。

將光觸媒應用於降解染料，可以減少有機汙染物，達到環境保護的功效。在我們的研究中，調配不同比例之硫與銦，進行鍛燒，分析其作為光觸媒降解染料之可行性。由實驗發現硫化銦有吸收可見光與紫外光光譜的特性，光催化效率佔了很大的優勢。而在光電流實驗中，發現In：S=1：1與2：3的比例下光電流值高於硫化鎘，由於硫化鎘對人體有害，故硫化銦有取代硫化鎘作為光觸媒的可能性。在In：S=2：3的比例下進行羅丹明B降解有最佳效率。在我們的研究中已成功製作出具有明顯稜角的結晶顆粒且能於可見光下行光催化反應的光觸媒，並能順利降解有機染劑，成為具有作為廣泛使用光觸媒之可行性，達到除污、殺菌、抑菌的目的。

全球暖化與氣候劇烈變遷是個迫在眉睫的問題，大氣中溫室氣體增加，主要是由於燃燒化石燃料排放二氧化碳所造成，若能把二氧化碳氣體加以利用，就能有效減緩地球溫度的上升。在本研究工作中，我們首先利用哈默法將石墨與強氧化劑生成氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)，然後以適當比例混合GO、聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane, PDMS)與正己烷，成功地製備出多孔性石墨烯電極，並採用離子液體([EMIm]Cl)/碳酸丙烯酯(Propylene Carbonate, PC)作為電解質，搭配鎂金屬作為陽極，開發出低成本且實用性高的「鎂金屬∕CO2燃料電池」，此電池會將二氧化碳穩定的形成草酸鎂(Magnesium Oxalate Hydrate)封存起來，並產生1.6伏特的直流電壓，此一氣呵成的二氧化碳吸附、封存與產能發電，符合綠色環保與能量再生的永續循環理念，非常值得推廣及利用。

現今的水資源充滿各式汙染物，不僅威脅地球環境更對人類造成巨大的危機。本研究探討多種材料吸附染料及重金屬離子的效果差異。 首先將時間和材料質量固定，觀察、比較六種材料(含自行合成的四種材料和現成的ZIF-90, A520) 吸附染料的功效，實驗後得出Zn-MOF-74之能力明顯優於其餘材料。延續使用Zn-MOF-74為反應材料，可明確得知其吸附染料效率隨時間變化有下降的趨勢。我們想比較相同材料吸附染料及重金屬離子的效果差異，故我們使用Zn-MOF-74吸附鉛離子，間隔固定時間取出並秤量PbSO4沉澱之重量，即可推出Pb2+在水中含量的變化。由實驗結果可發現Pb2+含量亦有顯著的減少。由以上實驗可知Zn-MOF-74在吸附染料和重金屬皆有不錯的成果。期許在未來能夠實際應用並解決日益嚴重的水汙染議題。

本研究以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷，用於家用微波爐的集熱盒材料的材質以玻璃纖維為主體為佳，集熱材料使用碳化矽顆粒級配為1:3(320目碳化矽: 180目碳化矽) 有最佳的微波吸熱效率並半浸泡的方式沾黏10層最好；集熱盒玻璃纖維與集熱材料碳化矽之間的高溫黏著劑，以體積比2:1(水:矽酸鈉)為佳的最佳配比。以家用微波爐搭配自製集熱盒可於26.5分鐘便可燒結陶瓷上釉作品，與傳統電窯需480分鐘比較可大幅減少94.48%的燒製時間，且其耗費的電費能源可省去89.44%的電費，以家用微波爐及自製集熱盒燒製之陶瓷品與傳統電窯燒製之陶瓷品在洛式硬度儀上測試結果無明顯差異，是未來極具發展性的陶瓷燒成技術。