第57屆--民國106年

利用人類頭髮為實驗對象，測量毛髮對於不同溼度時的性質。其中包含長度與彈性係數的變化。找出其中關係後，再利用這些數據，設法找出毛髮溼度計的運作原理，和增加準確度的可能方法。

本研究主要以探討蟋蟀打鬥行為和勝負經驗之關聯為主。我們選用的物種為黃斑黑蟋蟀(Gryllus bimaculatus)，是一般民間鬥蟋蟀活動的主角。 我們挑選大量的雄性蟋蟀進行打鬥試驗，記錄了有不同經驗蟋蟀的行為模式，同時安排了不同的勝負經驗及體長關係的打鬥組合並記錄其結果。結果有勝利經驗的蟋蟀受刺激時將會較快發起打鬥行為，而經驗對打鬥的結果也能有一定程度的影響：若體長差距未達0.4公分，則蟋蟀面對體型比較大的對手時，具有勝利經驗可以使獲勝機率提高。本研究尤其針對鬥敗的蟋蟀歸納出所謂行為模式上的敗者效應，結果顯示體型較小蟋蟀，敗者效應越明顯，此外，當蟋蟀敗給比自身體型為小的對手時，會顯著延長敗者效應持續時間。

n盞燈排成一列，最初將某些燈點亮，在每次操作，將上一次未亮且其旁邊僅有一盞燈是亮著的燈點亮，並將原來亮的燈熄滅，欲找出一種亮燈方式，使得此n盞燈無論操作幾次，至少存在一盞燈是亮著的。本作品旨在研究n個燈直線排列的循環性質，並把排列方式推廣到環狀、矩陣及三維陣列。研究中我們發現一種特別的最短循環集型式，是由若干個全0子狀態列去串接基本型2循環集，形成複合基本2循環集，進而找出所有排列大小的2循環集。而「可逆性判斷法」與「l循環集建構法」可幫助我們探討各種循環集之存在性。最後，改變操作規則為「將上一次未亮且其旁邊恰有k盞燈是亮著的燈點亮，其中k=2,3,4 」。閃爍燈的循環性質可應用在各類流量之自動調節系統的設計。

近幾年溫室效應加劇，天氣越來越熱，為了降低教室溫度我們希望研究出哪種隔熱材料效果最好，我們分別探討不同材質、不同顏色、不同窗戶開法、不同遮蔽物及偏光片對室溫的影響，實驗後發現：1.材質以紙箱效果最好；2.顏色部分最佳防熱顏色為白色及紅色；3.最佳降溫窗戶開法為全鏤空，而綠建築廣為使用的中懸窗反而不是最佳降溫效果的窗戶；4.遮蔽物的部分各項材料效果則相差不大，隔熱磚、黑網、反光材料及保麗龍皆可達到差不多的隔熱效果；5.市面上完全沒有偏光片對隔熱的研究，研究發現，偏光片在隔熱效應部份優於透明塑膠片，在中午太陽直射時溫差甚至有10℃之多，又可調整進入室內的光線量，是很好的隔熱材料。

高血壓導致許多併發症，更造成心血管疾病。因此預防和治療高血壓是國際醫療關注的議題。研究指出幹細胞能促進身體機能修復但是治療的分子機轉尚未表明。發現短期缺氧(6小時)可提高脂肪幹細胞(ADSC)的細胞生存蛋白p-Akt和歸巢效應蛋白CXCR4表現，接著利用ADSC和缺氧預處理的脂肪幹細胞(hADSC)治療原發性高血壓大鼠的心臟，發現ADSC和hADSC能維持心臟功能，降低高血壓造成的心臟肥大蛋白GATA4、BNP表現，提高長壽基因訊息路徑來達到心臟保護的效果；更發現幹細胞透過改變心臟能量代謝途徑，降低GLUT4對葡萄糖的消耗而提高脂肪利用率來提高心臟細胞的能量獲取，且強化後的hADSC保護的效果更好。這些結果證明幹細胞能保護高血壓對心臟的傷害，也證明適當的缺氧能夠強化ADSC。

本次研究探討圓筒經扭轉自發產生摺痕的物理，發現摺痕數和偏斜角在圓筒長度小於直徑時是規律的，並研究它們與其他參數之關係。同時解釋為何對於長圓筒此規律會消失，並發出多個聲音。 從幾何和能量推導之理論能解釋實驗結果，並藉拉力秤測量，釐清扭轉過程的動態行為，歸納出力矩和扭角滿足虎克定律。 我們主張並提供初步的研究成果支持這些性質可應用在(1)環保：有效回收鐵鋁罐；(2)居家：節省收納空間；(3)工業：機械零件伸縮。並在學術上推廣到（1）地球科學：解釋盤古大陸如何分裂；（2）生物物理：比對β筒狀蛋白特性；（3）醫學物理：骨骼受扭力的形變和斷裂；（4）軟凝體物理：幾何挫折如何影響擰紙和其它新穎材料，如負折射率超材料。

本研究深入探究了一道澳洲AMC題目：在n×n正方形方格中放置黑鼠與白鼠，使得每一隻老鼠周遭都有黑鼠也有白鼠，而且黑鼠數量最少。本研究探討了幾種不同策略，發現隨著正方形大小的差異，適用於不同的策略。

本研究的主角為簷下姬鬼蛛（Neoscona nautica）及稈蠅（Chloropidae）。只要環境擁有長時間照明，蛛網整天都會在。冬天姬鬼蛛體型大於春夏體型，數量也少於春夏的姬鬼蛛。體型小的姬鬼蛛離地面和變電箱較近，而體型大的蜘蛛離地面和變電箱較遠。單獨結網蛛網較大，群體結網的姬鬼蛛網面較小。姬鬼蛛分布的碎形維度D接近1，為不均勻的分布。牠們有三種避敵的行為模式：直接避敵模式、折返避敵模式以及同側移動避敵模式。本研究中有48個卵囊的分布都以變電箱為中心，顯示變電箱周圍為牠們繁殖區域。單體生活的姬鬼蛛會在屋簷下產卵囊。54個卵囊中有蟲蛹的比例佔57.4%，沒有蟲蛹的比例為42.6%。稈蠅蟲蛹在卵囊中幾乎為中心對稱分布。

本實驗以角解析光電子能譜觀察氯鋁化酞菁分子[1]蒸鍍於銀薄膜[2]、銀單晶及金單晶上其氯原子以向上或向下形式排列的變化，再以真空能階[3]進行比較。銀單晶與金單晶同為塊材，卻是不同金屬；銀薄膜與銀單晶為相同金屬，卻有薄膜與塊材的差異，故將實驗分成主要兩個部分進行比較，一是銀薄膜與銀單晶的比較，二則為銀單晶及金單晶的比較。 第一部分中由於銀單晶較為光滑、銀薄膜較為粗糙，故蒸鍍於銀薄膜時，較為穩定不易受光照影響；而第二部分的比較中，蒸鍍於銀單晶時，不論是以慢速率蒸鍍或是快速率蒸鍍皆易受光照影響氯原子的排列。雖然蒸鍍於銀單晶及金單晶上都會受光照影響，但因為不同物質的功函數不相同，所以造成蒸鍍於金單晶較銀單晶穩定。

本研究在探討影響葉子掉落樣態的因素，以不同條件的紙片模擬自然界的各種葉子，並以不同的擺放方式模擬葉子掉落瞬間可能的角度，將每次實驗過程錄影後，格放錄影畫面進行分析與量測。研究結果發現紙片的長寬比、質量以及擺放方式都會影響紙片掉落的樣態，並能從本研究的結果，推論至真實葉子掉落樣態的預測。