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。

由於近年來,氣候的變化變非常不穩定且極端化，為了能研究出兼具節能與環保的降溫設備，此研究整合了冷凍空調原理、電子學實習、3D列印機與網路上的相關資訊，利用蒸發冷卻特性當作水冷式風扇的基礎，僅須消耗風扇的功率(約5~6瓦)即可達到降低溫度的效果。

背景：政府以ICP-MS檢驗海關抽樣中藥材的砷汙染，耗資費時，民眾沒有工具可以預防砷中毒。目的：開發解決砷汙染的快篩和過濾工具。方法: 利用合成生物學技術，將E. coli開發為: (1)產生螢光蛋白的GFP砷汙染感測器、(2)產生肉眼可見藍色沉澱的LacZ’砷汙染感測器、(3)產生金屬硫蛋白(fMT metallothionein)的fMT砷螯合器。對E. coli進行功能測試實驗和系統生物等量性分析，並設計具生物安全性的快篩裝置。結果: GFP和LacZ’砷汙染感測器能在5和15小時內偵測As(V)，前者能偵測岩精含砷，兩種感測器對鉛與銅離子沒有反應，具專一性。ICP-MS測量出fMT砷螯合器在As(V)溶液五小時後的砷螯合量。快篩裝置用的洛神花有抑菌功能。結論：生物感測器可作為砷汙染的快篩器，生物螯合器可發展成過濾器。

臺灣是海島型的國家，位居於亞熱帶，大氣環流所帶來的豪大雨、淹水、土石流之災情可不小！加之西南沿海地層下陷，受水患之苦更甚，我們為什麼不仿效荷蘭在沿海之地建浮屋以解地狹人稠，無居而啃山林之苦？ 我們模擬第一代浮屋遭受到強浪、海嘯、豪雨等破壞能量源，第二代浮屋模擬環島地形深淺不一的穩定度試驗，由下載的振動App軟體Vibrometer及 Mobizen Screen Recorder螢幕畫面錄影程式，記錄浮屋受浪衝擊下的加速度值及晃動至復原穩定的時間比較，浮屋確實可為本國居屋之考量，希望我們的研究能引起政府營建課等相關單位及建築業界的注意，讓所有在土石流警界區、地層下陷區的國人永遠脫離水患之苦吧！

運用四心及平行、圓等幾何性質探討任意四邊形生成之四心(內心、外心、重心、垂心)四邊形的性質，發現任意四邊形所生成之外心四邊形、重心四邊形、垂心四邊形均為相似的平行四邊形。更進一步利用平行線性質及AA相似性質等說明迭代生成之重心四邊形、外心四邊形、垂心四邊形其四邊形An Bn Cn Dn與四邊形An+2 Bn+2 Cn+2 Dn+2相似，而內心四邊形An Bn Cn Dn會收斂漸成正方形。同時證明出任意四邊形A1 B1 C1 D1重心G與對角線交點E的中點正好是重心四邊形收斂點，圓內接四邊形A1 B1 C1 D1其外接圓圓心O與對角線交點E的中點正好是其外心四邊形收斂點，而內心四邊形與垂心四邊形沒有類似的結果。

打掃學校蝴蝶園時意外發現雲絹蝶刻絨繭蜂從紫蛇目蝶幼蟲體內鑽出，為了進一步瞭解紫蛇目蝶與絨繭蜂的寄生關係，我們調查附近辭修公園內絨繭蜂與紫蛇目蝶的族群分布、棲息環境與存活率，透過室內飼養觀察了解紫蛇目蝶與絨繭蜂寄生紫蛇目蝶的生長過程，結果發現絨繭蜂在氣溫低於20℃下與紫蛇目蝶族群棲息環境相似，且在野外紫蛇目蝶幼蟲有28.1%會被絨繭蜂寄生而死亡，寄生後的絨繭蜂會在紫蛇目蝶幼蟲腹部內吸食養分約18天左右，會咬破紫蛇目蝶蟲體作繭而出，繭經過9天後就會羽化成絨繭蜂，在尋找下一個寄主。

在銑床加工時，必須將工件敲打至與平行墊塊貼齊後才能接續加工，但目前只能靠手感去敲打，這是很空泛的。我們在專利局檢索平行墊塊，發現並無可以清楚顯示是否有貼齊平行墊塊之裝置；我們利用金屬導電之特性，設計製作出可清楚顯示哪邊不平整的智慧型平行墊塊，經測試與實做後，其夾持時間大幅減低三倍以上，且當指示燈全亮時，工件平面度皆能控制在0.015mm內，是相當精密的夾持。 在使用智慧型平行墊塊時，可參照LED指示燈之狀態，哪個相對應邊沒亮燈就輕敲哪邊，待四個感應點之LED指示燈全亮時即可進行加工。智慧型平行墊塊將完整指示出翹起的地方，使初學者也能進行快速的夾平工件，輕鬆地達到師傅級的精密程度水準。

本研究源於參加Power Tech科技創作競賽，要製造一隻兼顧「接力賽」及「拔河賽」的蟲蟲機械獸。結果發現： 一、連桿越長蟲蟲移動速率越慢。 二、有軌蟲蟲較無軌蟲蟲走得快。 三、防滑貼條位於身體後段，速率最快。 四、蟲蟲後段身體過輕，導致行走翻覆；而蟲蟲後段身體過重，蟲蟲會拉不動配重。 五、重心位於後身前端或中間，行走速率最快。 六、曲柄越長，行走速率越快。 七、配重為4個螺帽、6個螺帽時，以連桿12cm蟲蟲速率最快。 八、後身高度為5公分，角度為20度的負重量最大。 九、防滑貼條貼在前段時，負重力較佳。 十、當重心位於前段，且角度介於10度到20度時，負重量增加。 十ㄧ、防滑貼條摩擦力適中，負重量最大。

探討這一年的農作物明星─紅藜麥的抗氧化力，採用碘滴定法來測量，進行不同加熱時間、不同加熱溫度以及不同添加物的實驗比較。實驗結果發現在無加熱或有加熱的情況下，紅藜麥的抗氧化力比白芝麻、黑芝麻、黑米或燕麥好。紅藜麥在加熱10分鐘後，抗氧化力有顯著下降的趨勢。加熱溫度在攝氏26度以下時，紅藜麥汁的抗氧化力佳，加熱溫度超過攝氏60度，抗氧化力明顯下降。多數的添加物都會使紅藜麥的抗氧化力下降，尤其是醋、檸檬汁、米酒、牛奶等添加物。鋼棉浸泡水，在24小時後的生鏽面積大約是浸泡紅藜麥汁的2倍，顯見紅藜麥汁具有防止氧化的能力。

由於影印紙過多而無法有效的再利用，探討以溶劑分離紙張纖維和碳粉色素，找出丁酮為最佳溶解碳粉之溶劑，但後來發現丁酮將色素析出後，無法把色素與紙漿分離。使我們轉向使用光觸媒將碳粉中的色素加以分解，並以吸光度作為濃度變化的指標。改變光觸媒的劑量以及紫外光的波長，觀察吸光度的變化，並求出分解色素的反應速率級數。 結果顯示，二氧化鈦在UVA的照射下吸光度呈線性下降(零級反應)，而氧化鋅降解速率就差很多。我們把實驗對象推行至紙張上的碳粉，但紙漿含有二氧化鈦會導致無法做成再生紙，為了使觸媒再次利用，所以我們蝕刻燒杯，並鍍上二氧化鈦降解碳粉色素，結果確實可以兼具降解效果與排除溶液中多餘的二氧化鈦。