第57屆--民國106年

本研究係用「數列命名的方法」作為骨幹，解決或簡化多方塊(polyominoes,也稱作 連方圖形)的相關問題。「數列命名的方法」 係指將多方塊的邊長連續寫成數列。為解決使用「數列命名的方法」遇到的問題，目前建立了一套系統、技巧，可將Polygon，旋轉、鏡射、合併等等，在此專門用以處理多方塊相關問題。 研究發現此方法可以解一些多方塊的問題，例如多方塊的種類、任意的多個相同的多方塊是否可以填滿(嵌滿)矩形(平面)。對於計算多方塊數量問題，可分為兩部分探討，一是多方塊的形的個數，二是單一多方塊的形其中含有多少多方塊，本研究主要探討此二部分的特性，並簡化運算結構和找出個數範圍。

自然課上到大地的奧秘時，了解雨水會沖刷地表，到底影響程度如何呢？於是我們採集河流中游和下游砂土進行相關研究，結果得知： 一、河流中游三地門砂土顆粒比下游高屏橋下的顆粒大、較粗糙，形狀多是橢圓、稍有稜角。 二、下游高屏橋下砂土顆粒小，降雨後砂土彈跳數量及高度都遠高於中游砂土，滲入砂土中的水量則少於中游砂土，下游砂土滲入的水比較混濁。 三、模擬連續降雨及間接降雨實驗得知：剛降雨時，砂土乾燥，降下的雨水被砂土吸收，等砂土都濕潤，接下來的降雨就快速的往下滲入，滲水量變多。 四、模擬修剪植物枝葉的實驗得知：降雨後保留枝葉植物組滲入砂土中的水量多，砂土彈跳數量及高度則少於修剪枝葉的植物組，達到有效水土保持的作用。

本研究試著在Android Studio的開發環境下用Java語言寫出手機鎖，將現行之平面手機鎖擴張至三維空間，運用立體的圖形增加可行解組合數及複雜度，進而在不困擾用戶的情況下提升螢幕解鎖的安全性。

進步的文明與較長的壽命所衍生出的問題中，癌症可說是難以避免的病症，除了西方醫學的化學療法及放射療法之外，已有數千年歷史的中草藥方也逐漸成為常用的輔助療法，為了探討這些藥方是否能抑制癌細胞生長，我們對於五種中藥複方進行萃取，透過管柱層析及單方的毒性測試，配合高效液相層析儀質譜連用及文獻查詢，一步步分離複方龐大的混和物，並嘗試尋找有效成分。利用Flow cytometry分析藥物對細胞週期造成的影響，以及是否造成細胞凋亡，並使用western blot觀察cyclin,CDK2,caspase等等蛋白質的含量變化，希望能驗證中藥能確實對於癌症的治療方面有所幫助。

火箭爐是聯合國在非洲地區推動的節能設備，其原理類似中國傳統燒柴的爐灶。我們回到學校在安全的角落搧風點火，利用三個鐵罐的組合自製火箭爐，並改變了我們對燃燒的想法，原來三個罐子的簡單構造就能讓煮飯變得簡單、容易。動手改裝讓火箭爐的高度有所改變，爐口彷彿火箭般噴射火焰，還伴隨著強勁氣流的「咻、咻」聲，原來煙囪效應、二次燃燒及白努利定律能讓燃燒變得不一樣。

在鐵尺的彎曲實驗中，我們發現與既有小角度彎曲文獻不同的結論，並找出大小角度都適用的通式。 我們先確認使鐵尺彎曲之有效分力與受力尺面呈90度角。我們最後得出其力（f）、彎曲程度（端點與原處的垂直位移h、端點切線之角變量θ）、尺長（L）在線密度、粗細不變下滿足h ∝θL和 f∝hL-3.02。 我們觀察鐵尺拉開一定振幅後釋放的振盪狀況，並探究振幅衰減的情形，最終我們得知振幅衰減方程式A=A0e-γt中的γ與L的關係為1.67次方成反比，且與初始振幅無關。 我們更進一步地研究當兩隻尺中有中介物質時能量交換所產生之耦合現象，而我們發現一個振盪週期內包含著數個耦合週期，與一般弱耦合模型相反。

本研究想了解酸對人感知的甜味有何影響，實驗以固定糖度改變酸度(固糖)，及固定酸度改變糖度(固酸)兩種模式來探討。 比較兩種模式，固酸辨識度皆較高。 比較糖的種類，砂糖受酸影響較小，固糖時較甜，糖度低時有味覺混亂，出現高甜度，共有8種；HFCS較易分辨不同糖濃度，固酸時較甜，不易受不同模式干擾。甜味的不同可排除是氫離子的影響，加酸後辨識力都會提高，可能是TypeIII被酸激活後，釋放5-HT抑制TypeII活性，使其不會過度疲勞，所以辨識度上升。 應用在生活上，若怕甜味被酸干擾，可用砂糖，較不易被影響；用HFCS調飲料，建議用固酸模式，甜度較高；喝加HFCS的飲料時，因辨識度高，可選擇糖度較低的飲用；使用砂糖調飲料，可採用固糖8種健康配方。

本研究動機為舊有的鋁製水準尺尺夾，過於笨重、攜帶不便、未與水準尺貼合、架設不易等問題，容易產生誤差，便加以改良。以精簡的設計概念，配合3D列印技術，製出「單面、雙面、全方位」等三種水準尺夾，此尺夾為一體成形，操作簡易、攜帶便利，配合SOP操作流程，可提升作業效率。 本水準尺夾可自行3D列印製作，作品不經由工廠電鍍生產，不會排放廢水和毒物ＰＭ2.5，友善環境。由實測數據得知水準尺夾誤差值較鋁製尺夾小，且素材便宜易得可自行製作，提升經濟效益。

本研究的目的是利用野外可以取得的材料，製作淨水裝置，並製作一組簡易濁度機檢驗水質。過程中利用照度計和燈泡，比照商業濁度計，發現自製濁度機照度數值愈小，水質愈混濁，照度數值愈大，水質愈乾淨，成功製造出一台濁度機。再比較野外濾床和毛細取水，在相同水量下，時間上以濾床裝置299秒過濾300cc的水，較佳。在濾床取水上，發現以碎石、沙子、木炭、沙子、碎石、棉布各取3公分的排列組合的裝置，可以將濁度962NTU的泥水過濾到7.83NTU，最佳。接著用過濾後的水反沖洗濾床裝置，發現反沖洗後，效果普遍提升，最佳到2.53NTU，過濾的水量也增加六倍以上。最後我們應用最佳取水裝置將拖地的髒水367 NTU，過濾到3.5NTU，證明濾床和反沖洗的裝置可以將水質過濾到非常乾淨。

學校的課程中，我們製作紙陀螺來觀察陀螺旋轉時間及混色現象，但我們想更進一步了 解陀螺旋轉時的軌跡為何，因此分別以陀螺盤面大小、陀螺軸高、陀螺的幾何形狀等因素為 操縱變因，製作不同的陀螺來探討陀螺旋轉時的軌跡變化，並探討不同的陀螺對轉動軌跡的影響。