第57屆--民國106年

近年來食安及老齡化問題日益嚴重，越發多人在室內自行進行種作；目前常使用的種作方法有著搬運不便及易造成環境髒亂的缺點；於是我們想創造紅糟堆肥紙這全新的種植法來讓人們能輕鬆種好菜。首先將富含營養價值的廢棄物馬祖紅糟製作成堆肥，觀察溫度、pH值、外觀判斷堆肥已完成；再測其碳氮比及發芽率，確認是否已腐熟而能種植。利用導電度控制紅糟堆肥及紙的比例在植物適合生長的範圍，透過製作再生紙的技術將紅糟堆肥摻雜進紙中；強度、吸水性及氮磷鉀含量顯示紅糟堆肥紙確實能提升養分並作為種植的基質。實際種作的結果可看出紅糟堆肥紙與現有的種植法效果相近，因此我們成功開發了新興環保便利的種作方式，這將能造福家中的長輩及主婦。

槭樹翅果的長、寬、重皆呈常態分布。果實展弦比可分成最常見三群，分別為2.75～3.00、3.00～3.25、3.25～3.50。利用Tracker軟體追蹤果實掉落軌跡，槭樹翅果飛行有一定的規律性，且各型態翅果飛行皆具有相似性。翅果的落下過程可依速度分為自由落體期、減速期、緩飛期，翅果先加速落下後開始減速，最後維持穩定速度（0.44m/s±0.94）落下，而達到緩降效果。翅果上的肋痕會造成流速差使壓力不同，產生旋轉力而使翅果開始旋轉。旋轉時，轉動動能增加，移動動能減少，會造成翅果減速，而達到緩飛的效果。翅果除了自轉，也會繞著翅果外的一個軸公轉，公轉半徑約為翅長一倍到兩倍。緩飛期的公轉較明顯。

在非洲有60%的病人因飲用水的問題患病，導致每年有 180 萬名兒童死亡。為了改善水質我們尋找適合的濾材比較過濾成效，並製作過濾器比較淨化效果，除了最基本的改善水質外，我們也努力的研究如何降低成本、加強淨水效能、操作方便性及實用性來製作淨水系統，希望藉此能幫助到許多無乾淨水源飲用的可憐難民。

正如本研究作品名稱「道同」互相為「蒙」，本研究以三圓蒙日定理「平面上三個圓，彼此的外公切線交點共線（蒙日線），彼此的內公切線交點與另一圓圓心的連線共點（蒙日點）」以及相關共點共線為基礎，推廣至n個圓、球、多邊形與多面體等，發現只要圖形互相「位似」，均可作出代表它們的「蒙日點」、「蒙日圓」，及一般位似圖形的「蒙日形」。同時，也透過其位置與各圓半徑、圓心座標的關係，進一步發現更多共點共線及共圓的性質，其中最令人驚豔的是圓分堆的蒙日點共線性質：「平面上 n 個外離圓，任意 k 圓的蒙日點與另 n-k 圓的蒙日點，必與此 n 圓的蒙日點共線」，推廣至空間中 n 球的蒙日點依然成立，又 n 圓（球）分堆亦具有蒙日圓（球）重合性質。

本研究將探討不同波長的光線在水中的吸收現象。因為不同波長的光在水中行走後強度會有不同程度的衰減。為了要模擬不同深度的水深，本研究使用兩片相互平行的平面鏡放入裝滿水的玻璃缸兩側，讓藍、綠、紅雷射光在此兩片相互平行的平面鏡中進行多重反射。最後再量測藍、綠、紅雷射光在此兩片相互平行的平面鏡中行走的距離與最後出射光的強度。經實驗結果發現藍、綠、紅雷射光在水中走固定距離之後，藍光的衰減最少，紅光衰減最大。此外，這套實驗裝置還可以擴大應用來量測稀薄液體的濃度，使用多次的反射來增加光行走的距離，可增加稀薄溶質吸收光線的能力。實驗結果顯示使用此多次反射吸收裝置可以量出0.05 wt%糖、0.05 wt%鹽以及0.00004 wt%亞甲藍的濃度。

網路看到彰師大的氣浮球實驗，覺得很神奇有趣，便著手進行探討其中原理。經過多次失敗與改進，終於成功利用自製材料做出氣浮裝置。原理探究過程中，先後自製了風力測量裝置、氣壓測量裝置和斜面裝置來進行實驗。原本以為是產生的風力導致有氣浮作用，經實驗驗證發現，產生氣浮作用的真正原因，主要是利用渦輪扇將空氣吸入使得內部氣壓增加，然後氣體由底部逸出形成氣墊造成氣浮。此外，頂面開口口徑影響的進排氣速率、氣浮裝置高度、底部口徑、底部接觸面積等因素，都會影響氣浮作用。最後發現，雖然氣浮裝置自由滑動時有離開接觸面一微小距離，但與動態氣墊間還是有摩擦力存在，而動態氣墊會因氣墊量、密度、流速等不同，而有不同的摩擦係數。

本研究利用折射與凸透鏡原理，以電腦繪製牛頓環透鏡所需之尺寸，訂做Lens I及Lens II兩組透鏡，整合LED光源，完成具牛頓光環的LED集魚燈具。其中Lens I由內而外為暗環、亮環、暗環、亮環之光型；Lens II則反之。本實驗目的是：為瞭解魚群對水下光線的行為模式，故設計三種實驗(光線明度、特殊光型、顏色敏感度)，以觀察魚類在水下對光型的反應行為與習性，繼而提出以特殊光型設計LED集魚燈以取代傳統燈具之建議，以達到節能減碳之目的。本研究發現，當魚群習慣環境中同一強度的光刺激後，便會逐漸的離開強光區，並在明、暗交界處逗留及徘徊，因此，可藉由具牛頓光環之LED集魚燈具，在海下營造出明、暗相間之光型，實現光之黑影吸引力，取代傳統高耗能的集魚燈。

本實驗透過觀察不同豆類，加熱後溫度變化及維持狀況，篩選出保暖效果較佳的豆子來自製暖暖包。由實驗數據得到保暖效果較佳的豆子，再實驗豆子加熱時間長短及重量多寡，是暖暖包保溫效果最佳的比例。

陸棲寄居蟹 (Coenobita)為台灣海岸常見的蟹類，恆春半島後壁湖地區雖已列入保護區，但周邊開發甚早，人類大量捕食貝類、螺類，寄居蟹因此無法從大自然獲取螺殼，造成中、大型寄居蟹70%以上背負的是脆弱、保護力差的蝸牛殼。飼養過程觀察到寄居蟹嗅覺遠勝於視覺、有弱肉強食、霸凌搶殼等生物野性，同時還發現選殼的重點除了大小之外，螺殼尾部角度是主要選擇依據，為此我們解剖螺殼做3D列印人工殼觀察。我們號召本地海產店響應換殼計畫，從螺殼的收集、清潔、標記到募集三千顆的海螺殼，提供後壁湖地區寄居蟹換殼，希望藉此喚起大眾對物種保護的意識。

在本實驗中，我們找出最佳生長二氧化鈦奈米管的電壓與電流，經退火後產生降解效果最佳的銳鈦礦相。利用陽極處理法在不同參數下找到生成二氧化鈦奈米管最佳降解條件，結果顯示，我們降解亞甲基藍在60 min內已超過50％，甚至在90 min 可達近100％，而我們所使用的鈦切片只有30 x 30 mm2大小，這表示，如果製作更大的鈦片，或是放入數量更多的鈦片，降解的效果更佳。實驗過後更自行組裝一台能夠有效降解的儀器。我們處理過程有三大優點：(1)製作二氧化鈦奈米管只在常溫下利用電壓供電，且不需要許多試劑或是複雜的過程，符合綠色環保。(2)降解過程十分快速有效，只要在紫外線照射下，即可以降解。(3)屬於固態表面催化，操作簡單易回收且重覆使用性高。