第58屆--民國107年

本研究觀察美洲蟑螂（Periplaneta americana)在透過口器攝食或是藉由體腔注射將咖啡攝入體內後，在一定時間內對於心跳率變化的影響。結果我們發現蟑螂經由口器攝食咖啡或是經由體腔注射咖啡後，都會快速地增加心跳率，並在短時間內恢復，與前人研究蟑螂攝食葡萄糖後對心跳率影響的結果相似，說明透過口器攝食咖啡因對心跳率的影響可能包含神經性的訊息傳遞。本研究亦透過影像分析軟體tracker探討餵食及體腔注射咖啡因對心搏量的影響，結果發現咖啡因都會使心搏量增加。透過本實驗可延伸國中生物「心搏觀察實驗」的探究活動，亦可幫助藉由蟑螂了解咖啡因對生物心臟活動可能造成的影響，協助有關咖啡因的味覺反射與體內作用等相關研究。

為了改善自然界常見的兩種水汙染：有毒色素與大腸桿菌，本研究將活性碳接上鐵磁流體，以低成本的活性碳製作成吸附色素並可回收再利用的鐵磁流體，再將奈米銀摻混在本研究複合物多孔性物質的表面，藉由調控活性碳和不同的銀離子濃度及比例，確定最佳的製備條件，並對其抗菌性能進行測試，以達到回收再利用、改善水資源的目的。 本研究摻混奈米銀粒徑在一固定範圍內溶解析出，因此殺菌力強。在選定的溫度範圍內仍保有磁性，具有回收便利，淨化水質後較無污染等優點；此外，在常溫常壓下保存六個月後，發現其磁力並未明顯消失，不僅具有長期性的利用價值，且成本低廉，未來有極大的潛力能夠廣泛應用於大型住家水塔或泳池殺菌除臭，吸附去除有害物質。

此研究探討利用廚房常見的天然材料，製作天然無化學成分且方便有效的天然留言條。研究過程中選擇糯米粉、太白粉、白米飯、高筋麵粉、中筋麵粉以及低筋麵粉製作，探討不同粉水比例、水溫與添加各種廚房常見材料，以自製的承重力實驗架設，量化尋出能夠適當製作出可以廣泛應用，方便、經濟、環保、無化學成分、實用性高的天然留言條之最佳方法，甚至進一步構思實作在生活上其他方面的應用，充分發揮粉水黏性的應用價值。

奈米銀具優良的抗菌活性，市面上有越來越多標榜含奈米銀之產品。許多的細胞與動物實驗已指出奈米銀有潛在毒性，然而毒性的細胞與分子機轉仍需進一步釐清。近來的研究已發現粒線體是奈米銀進入細胞內攻擊標靶之一，然而粒線體本身也有維持其恆定性的機制，其中粒線體的伴護蛋白被認為是其自我保護的第一道防線。本研究將利用果蠅--這種已被很多科學文獻認為是探討奈米毒性分子機轉的優勢生物模式—來釐清粒線體的熱休克蛋白/伴護蛋白Hsp90是否具有保護生物個體來抵禦奈米銀毒性之功效，並利用這個模式來探討奈米銀誘發粒線體毒性之機轉。

本研究以絲瓜水為實驗探討對象。我們以自製絲瓜水及市售的「保濕絲瓜水」做濃縮及稀釋，分別進行三種抗氧化能力（總酚測定方法、清除DPPH自由基能力、還原力測定方法）的比較。我們同時也針對市售絲瓜水中所額外添加的小黃瓜與絲瓜果實的萃取液，進行抗氧化力研究。 實驗結果顯示，總酚測定方法中，濃度越高總酚含量越高；還原力測定方法，其濃度越高還原力越強，但自製絲水則以濃縮至8倍還原力最佳，繼續濃縮還原力反而下降；而清除DPPH自由基的測定中，發現濃度越高清除DPPH自由基的能力越好。由此可知，絲瓜及小黃瓜的抗氧化能力佳，可以被廣用於保養、美白、護膚各項產品中，具有良好的抗老化效果，後續我們以8倍濃縮的絲瓜水進行產品製作。

一般民眾利用化學性的方式驅離衣魚，但這些方法可能造成環境氣味不佳及危害人體健康，甚至可能致癌，本研究發現利用80000Hz超音波播放24小時可完全消滅衣魚。研究過程中亦發現衣魚的行為模式可分三類：主動者、被動者、不動者。將衣魚放入新環境，主動者可立即搜索新環境，並將訊息傳遞給被動者，使被動者跟隨，但不動者接受訊息後卻完全不動。因此超音波法對於不動者無環境限制，而應用在主動者和被動者，則須在封閉的環境下。我們亦發現衣魚會攝食低密度聚乙烯，利用傅立葉紅外線光譜儀分析排泄物，發現低密度聚乙烯確實會被分解，因此可應用此種生物特性減輕環境中塑膠汙染的壓力。

十二水合硫酸鋁鉀（KAl(SO4)2．12H2O），又稱明礬，溶於水會解離出鋁離子，而鋁離子與水結合後會生成氫氧化鋁（Al(OH)3），此為膠狀物質，能與溶液中的細小雜質膠結，並沉降至底部，最後將吸附著雜質的氫氧化鋁濾出即可達到淨水的效果。我們分別設計了五個實驗，利用二氧化矽當作模擬汙染物，探討所設計的變因如何影響明礬淨水的效果，我們以整體水溶液的透光程度（單位為 Lux）作為判斷依據，此外還利用顯微鏡圖像觀測特定高度之水溶液的顆粒變化情形。

本研究結果顯示，硫酸銅水溶液對向日葵種子發芽率並無影響，反而有幫助於向日葵種子的成長；硫酸銅水溶液濃度到達300ppm會抑制向日葵生長，隨著濃度增減，其根、莖長度都有著明顯的減短，結果顯示其生長抑制率與濃度成正比。高濃度的硫酸銅水溶液，會使向日葵重量變輕，隨著濃度遞增而重量遞減。銅離子進入幼苗時期的向日葵後，堵塞在韌皮部的外側，無法藉由木質部往上運輸，而堵住銅離子金屬的正是卡氏帶，任何物質儘管是水，都無法自由通過，必須藉由細胞上的特殊管道進入細胞。從DPPH、總酚量、可溶性蛋白質，皆可推算其抗氧化物以及降解率，從這兩樣數據可見橙黑的重金屬耐受度高於橙綠。

本研究探討透明度、不同形體及比例的投影器模型對浮空投影效果之影響；應用最佳比例的模型，瞭解改變投影來源、光線環境、圖片背景色，及盛裝透明液體，對浮空投影效果之影響。實驗顯示：裁切透明的小型保特瓶瓶口，放在手機上，即可呈現浮空投影的效果，以透明、平滑、下方開口小的瓶口投影效果較好。用透明膠片製成每面下底邊長1.5cm、上底邊長7cm、高4cm的梯形所組成的四面柱投影器，再以此最佳比例依投影螢幕寬度等比例放大，就能放在不同投影來源上，成像效果良好。在室內不開燈環境下，浮空投影效果最佳。投影圖片背景色為黑色最能突顯投影主體，投影效果佳。投影器有無盛裝透明液體，成像效果差異小。因此，善用生活中物品，即可讓影像立體化。

本研究利用海藻酸鈉與鐵離子螯合交聯形成的分子料理鐵劑晶球，來進行探討鐵離子的緩釋作用現象，我們設計一部自製 「3＋1管」晶球量產製造器，來精準控制晶球的大小、硬度，並量產晶球，及比較二價亞鐵離子和三價鐵離子晶球的成型差異，與影響晶球緩釋速率的因子。由實驗研究重大發現： 發現一：硫酸亞鐵晶球，軟爛扁塌不易成球型；而硫酸鐵晶球，可成球型且彼此不易沾連，適合做為探討藥物分子料理鐵劑晶球的緩釋作用對象。 發現二：光波長400nm最適合做為硫酸鐵鐵劑晶球，緩釋鐵離子濃度吸光度測定標準。 發現三：晶球內鐵離子濃度愈高、晶球化時間愈久、緩釋時間愈久、緩釋液溫度愈高、緩釋液愈酸或愈鹼，皆會使硫酸鐵晶球緩釋出的鐵離子量增加。