第57屆--民國106年

蒟蒻果凍是具有膳食纖維的美食點心，為了瞭解其凝膠特性與品質變化，操縱變因包含「加熱條件」、「添加糖類」、「改變酸鹼值」、「添加鹽巴」、「其它添加物」、「貯存溫度」等來進行硬度、耐壓力、離水率、切割力、凝膠速度、油脂包覆能力、貯存方式等實驗，並透過「感官品評單」進行嗜好性調查，最後根據實驗結果提出製作建議。 實驗結果顯示: 1.內部凝膠最佳的酸鹼值落在pH3~4。 2.糖的添加有助於凝膠作用，而鹽巴卻有抑制作用。 3.醋和酒精可以延長其貯存期限。 4.貯存方式不宜放置冷凍庫因為水分析出的離水現象最明顯。 5.大眾喜愛的凝膠性是製作比例為「凍粉：水=1:20~30」;凍飲則為「凍粉：水=1:70~80」較佳。

本研究主要是觀察積水型鳳梨 (Neoregelia ampullacea) 葉子表面氣孔與毛狀體分布密度、氣孔開閉，還有根部及葉子維管束吸水的模式。結果發現此種積水型鳳梨的氣孔只分布在下表皮，主要在晚上開啟，然而白天氣孔也有相當比例是打開的，而葉子的毛狀體有兩種型態，分布在下表皮與基部的毛狀體數量不僅較多而且較大型。另外，根部雖然具輸導能力，但是內部出現空洞化，葉表的毛狀體具有輔助吸收水份的功能，水份主要由基部的毛狀體進入至維管束內，再由下而上因打開的氣孔產生蒸散作用的拉力。此外，我們也與另外兩種積水鳳梨(虎斑與火球)做功能性的比較。若能對毛狀體構造更加了解，將可應用於仿生生物學，生產保暖又吸汗的織布或收集水份的工具。

本研究分析鬼艷鍬形蟲Odontolabis siva parryi Boileau， 1905交配行為，探討其生殖策略。研究發現擇偶主動權在♂，同意權由♀決定。大型♂在擇偶時更主動，但大型♀若不願意交配，則更容易逃離。交尾中♀會因體位異常明顯掙扎，交尾費時更久。若勉強同意交尾，交尾後將逃、慌亂越久，♂將更難成功護雌。♂體長越大，交尾後原地偵測越久，護雌行為會更晚出現。面對小王且老婆在場時，♂生殖策略為主動攻擊與護雌並行，即使由小王取得交配權，老公仍會努力奪回護雌權。面對小三時，護雌不會因有伴侶而具專一性，♂蟲採取護雌的生殖策略時，也不會輕易放棄擁有更多繁殖的機會。因觀察到交配後有精莢掉落，故推測♂除以護雌行為降低精子競爭風險外，可能還有精子置換的生殖策略。

本研究探討容器中液體的振盪，受到容器形狀、杯壁壁側奶泡厚度、奶泡厚度、奶泡成分及其物理性質的影響。首先自製振盪器及自動打奶泡機，並以壓克力製作四種杯形。實驗得知，杯壁筆直時水的撞擊波最大，最易濺出，而曲線杯型可有效防止液體晃動；左右杯壁奶泡厚度實驗得知，奶泡與杯壁產生阻尼，消耗液面波動能量，證實左右杯壁的奶泡是影響阻尼效應的重要因素，且奶泡厚度與其成正相關；奶泡成分方面，添加鮮奶油或果糖製成的奶泡其添加比例與黏滯性呈正相關，可增強阻尼效應。綜合以上，建議有效防止濺出的作法是使用上寬下窄的曲線杯形，奶泡厚度1.5 cm，添加鮮奶油或少量果糖即有明顯的阻尼效應。

觀察肥皂泡置於平行電板中時產生變形，本研究探討此現象並提出相關解釋。經由實驗發現肥皂泡在電場下的形狀是橢球的一部份；肥皂泡在施加電場前後的高度比與寬度比是兩電極板間電壓的二次曲線，且離心率與電壓成正比關係。透過觀察肥皂膜的光學性質、分析皂膜受力以推測其電學特性，確定系統之電荷與電位分布，進而提出理論模型計算系統能量，解釋平行電板間肥皂泡之變形現象。

我們設計的新型波浪發電機，主要是以電磁感應為原理，讓強力磁鐵順應波浪浮動而能在線圈裝置內部移動進而產生電流，全程不製造任何汙染。首先我們設計了振動式的發電裝置，並測量其相關特性，以手搖測試時，最大感應電壓可達到5V。接著進行人造海浪測試，過程中發現磁鐵與線圈的相對位置會對發電能力有所影響。我們並設計了漂浮式和固定式兩種形式的發電機，並測量和比較其特性與優缺點，研究結果顯示漂浮式發電能力較佳，但容易受到線圈重量影響而限制其發電效能，而固定式感應電壓一開始雖然較低，但隨著線圈匝數增加時可有效增強發電能力。我們的研究相當具有應用的潛力以及前景，對於四面環海的台灣提供一個綠能發電的可能性。

秀麗隱桿線蟲有透明體腔、月餘的生命週期，為研究老化的極佳模式生物，和E. coli OP50相比，Comamonas DA1877會加速線蟲生長並縮短壽命。本研究旨在探討DA1877飲食是否造成線蟲早衰。實驗中採用Pmec-7::mRFP線蟲比較不同飲食下感覺神經老化狀況，得知DA1877飲食使線蟲早衰。同時觀察擺尾速度以檢測線蟲老化趨勢，得知食用DA1877成蟲後相同天數的線蟲擺尾速度較低，顯示飲食差異影響線蟲老化及運動神經。同時使用aldicarb藥物探討線蟲癱瘓速率，確認運動神經也受飲食影響，並採用與氧化壓力相關的核心轉錄因子daf-16 基轉種Pdaf-16:DAF-16a/b::GFP，比較不同飲食下細胞核螢光表現量，確認 DA1877增加DAF-16在細胞核的表現量。未來希望觀察缺乏SAM合成酶之線蟲感覺神經型態與擺尾速度，了解DA1877飲食使線蟲早衰的路徑。

近年來微生物肥料漸漸被廣泛使用，在高中課程學習到根瘤菌與豆科植物之間的共生固氮作用後，我們想進一步探討在紅土或黑土環境中共生的花生根瘤菌相關特性。研究結果顯示，不同花生品種及不同土壤環境皆會影響到根瘤內菌株的種類，且分離自紅土或黑土中的根瘤菌株對種子發芽皆有顯著促進效果，分離自黑土的花生根瘤內的根瘤菌對胚根的影響較顯著。此外，Paraburkholderia以及Ensifer兩種根瘤菌屬的游離固氮活性較高，而Rhizobium、Ensifer、Paraburkholderia、Pantoea四種菌屬的游離固氮比活性皆高。希望這些結果能實際應用在日常生活中，對作物生產及微生物肥料的研發有所幫助。

本研究利用單晶片微控制器Arduino、色彩感測器 TCS3200、散光型白光LED、電阻、電容、電晶體、筆記型電腦等器材製作出一簡易的比色計。先透過限流電阻及補償電容的更換交叉測試，尋找到系統所能提供最穩定光源的組合，然後利用一些已知濃度溶液的紅色、綠色、藍色、強度偵測值，用多元多項式迴歸分析法尋找出該溶液的最佳濃度估測函數，以後只要測得未知濃度溶液的偵測值，即可以此估測函數計算出該溶液的濃度。經由硫酸銅及硫氫鐵離子等溶液的實際測試，平均的估測誤差分別為2.75%及3.77%，可見我們自製的比色計確實精確有效。

多個木棍以傾斜的方式，由兩側繩線固定形成一鎖鏈(如圖0-1)，使其自空中自由落下，我們發現撞擊到下落面的木棍會因碰撞而轉動，拉扯連接木棍的繩線，使鎖鏈下落加速度大於重力加速度。本研究主要在探討此現象的成因，提出最合理的解釋，並研究相關參數之影響。我們比較以棉繩和釣魚線作為繩線來製作鎖鏈的差異，發現棉繩製的鎖鏈加速度達到一定值後就不再上升，且繩張力傳遞時間較長；而釣魚線加速度則會持續增加，且繩張力傳遞時間較短。進一步研究後發現，短邊繩長與木棍數會影響繩張力傳遞時間，而不影響最大加速度；木棍傾角會影響最大加速度，且有一最佳傾角，可以使鎖鏈加速度量值達到最大，而開始加速的時間在短邊固定時與角度無關。