第58屆--民國107年

我們採用不同架設並結合力度計記錄握把及手腕處的受力變化，找出網球拍甜區內的重要三點：節點(NODE)、碰撞中心(COP)及強力中心(COR)，協助初學者快速找到甜區並了解適當落點對手腕的重要。首先，由回復係數得知強力中心位於拍面的喉區中央；再來，以懸吊(鬆握)及連結手臂(緊握)兩種方式，分別搭配慢動作錄影及力度計找到三種握位下對應的碰撞中心位置，並模擬單擺運動，得到碰撞中心距離與週期平方的線性關係式，作為鬆握與緊握的甜區範圍參考。在節點實驗中，由能量守恆找出節點位置，與手測結果相符。最後，發現三點中又以碰撞中心最能降低手腕受力。因此，建議初學者採鬆握短拍方式，不僅甜區上移、放大，擊球強度獲得提升，也有效增加手腕舒適度。

鱟在海洋悠遊4億多年，牠能存活至今的謎團尚未完全揭露。本實驗利用形態學、化學分析、物理力學和微生物學等方式探究三棘鱟（Tachypleus tridentatus）自體螢光現象。 首次發現鱟受紫光（400nm）照射會有自體螢光現象，且鱟殼內的膠、柱狀支持性構造亦有螢光表現。接著，以有機溶液對鱟殼螢光物質作萃取，並分析萃取液中的光譜特性，得其可吸收405nm光源並發散出480~490nm的藍綠螢光。進一步利用薄層層析法比對蠍子的螢光物質，結果顯示鱟殼中螢光物質的Rf值與β-咔啉相近。最後，依螢光物質分布位置和《本草綱目》曾記述鱟殼入藥，設計耐壓及抑菌兩功能性實驗，證實鱟殼中螢光層具有物理、化學屏障功效。我們衷心期盼本研究能吸引世人目光，並喚起大眾共同保育金門三棘鱟！

陽明山溫泉最常見的是青磺、白磺和美人湯(鐵磺)三種，日本溫泉外觀像白磺但偏鹼性，跟北投白磺差異大。我們測量溫泉的總溶解固體量(TDS)、酸鹼值(pH)和鹽度(S)，並偵測硫化氫(H2S)毒氣。同時以雨水、海水做比較，發現兩者都會影響溫泉TDS變化。溫泉中若含鹽分，如青磺，TDS會很高，青磺的TDS是白磺的20倍左右。白磺有臭雞蛋味，硫化氫反應最明顯，青磺其次，泡湯時一定要保持通風；溫泉溫度若上升，TDS也跟著上升，TDS上升，是否可預測火山地震的發生？這是值得追蹤的課題。溫泉粉跟真溫泉差異大。青磺可取代稀鹽酸幫助水管暢通；青磺泡太久，對髮質的傷害比雨水還大；青磺、白磺會生鏽加速，這可能是電器壽命低的原因；泡溫泉有助減肥、除蟲，有益健康。

本篇利用改良過的暗箱及裝設光敏電阻，研究哪些變因會影響魯米諾的化學發光亮度。實驗結果顯示，氫氧化鈉、赤血鹽、過氧化氫及魯米諾的濃度，會影響魯米諾的發光亮度。魯米諾在低濃度時，濃度與發光亮度成正比，而抗氧化劑會抑制魯米諾的發光亮度，我們利用此特性做出單寧酸和維生素C濃度與發光亮度的檢量線，進一步判斷紅茶及綠茶在回沖數次後，紅茶及綠茶的茶水內抗氧化劑的相對含量。另外我們發現葡萄糖對魯米諾最大發光亮度有增敏現象，利用此一性質做出葡萄糖與發光亮度的檢量線，希望藉由此實驗開發出檢測人體血糖濃度的方法，作為糖尿病的檢測依據。

本研究運用氣動肌肉缸模擬手臂之控制，藉由仿照人體肌肉與骨骼建構人形機器人的手臂運作。製作氣動肌肉缸，探討不同長度及材質，充氣量及伸縮量的關係，測試氣動肌肉缸最佳的運作效果。3D列印肱、肘部的骨骼模型，參考韌帶、肌腱及肌肉的實際組成，運用彈力繩仿製韌帶，利用柔性材質TPC列印肌腱配合束帶固定氣動肌肉缸固定肱二頭肌、肱三頭肌及其他肌肉，動力採用單一幫浦模仿人類單一心臟的運作模式，透過程式控制電磁閥的充氣、放氣及堵氣，確實建立一個可以執行數種上臂動作的仿生人體手臂。未來，追加更多手臂上的肌肉，讓我們的手臂能有更多的控制方向，並且結合機械學習與影像辨識，以因應更複雜的仿生控制。

本研究利用光學方法中的光槓桿原理測量鐵棒在外加磁場下的工作特性。而本研究分為四大部分： 第一部分是探討鐵棒及不鏽鋼棒的磁滯曲線；第二部份是將鐵棒及不鏽鋼棒通入直/交流磁場並觀察其工作特性；第三部分是進行磁致伸縮應力的測試；第四部分是用強力磁鐵給予鐵棒二維側向磁場並觀察其工作特性。 和壓電晶片相比，磁致伸縮材料能量較大、可接受之頻率範圍較廣，因此成為現今科技中的主要應用對象，未來希望磁致伸縮材料可以運用在聲納、消震器及電鑽上；而運用側向磁場來進行調控的部分，則希望能運用在高精密電子儀器及變壓器的消音上。

本研究目的在建立農田自動化遠端監控警示系統： 1. 利用感測器測得環境狀況，當數值超出警戒範圍，自動作出應對措施(例如灑水)調節環境 2. 手持裝置遠端顯示測得數值，並作出歷史趨勢圖，當數值超出警戒值時發出警示 3. 雲端同步儲存測得環境數值 4. 測得環境數值進行迴歸分析，預測未來變化趨勢 以「低成本」、「操作簡便」為方向，使用Arduino裝置檢測作物環境的「土壤濕度」「光照度」、「空氣溫濕度」和「pH值」﹔Google表單儲存測得數值﹔應用程式Blynk即時監控警示；使用迴歸分析，做出趨勢預測。預期此系統可提升農夫工作效率，降低成本。

本研究希望自製自動澆水器，解決市面上一些自動澆水器的不足，所使用的材料，也希望盡量合乎環保、隨手可得或是自製，所以我們採用回收再利用的寶特瓶並以3D列印製作其內部構造，最後設計出能因壓力變化而自動澆水之器具，透過實驗此澆水器確實可以保持毛巾或盆栽土壤濕度。

利用水柱發生全反射傳遞光線，形成水光導，本研究探討水光導的發生機制、最佳傳遞條件與導光率大小，最後再與固態光纖進行比較。研究中發現，流速慢、射程過近的水流，易受壁流現象而提高臨界高度，提早消失光點；水流射程過遠，只要超過破裂點，光線損耗加快，光導效果變差。由軌跡方程式求出噴流軌跡長，並測量光點面積，以求出導光率，發現傳播越遠，損耗係數越大，水光導與固態光纖的指數損耗模式不同，其為2階多項式的損耗模式，可由方程式算出最大導光距離。三種光源中，以長波長的紅光有較佳導光效果，藍光較易散射而縮短傳遞距離。利用雨水產生光導效果，可利用在綠建築或太陽光傳輸系統上，深具應用價值。

在台灣化學教育網路期刊裡面有一篇題目為「使用鋅-空氣電池教學實驗驗證法拉第電解定律」，使用鋅-空氣PR44電池（zinc-air PR44 batteries）簡易組合裝置來檢驗法拉第定律，我們重複這個實驗得到更有效的結果。我們運用「勒沙特列原理」，探討鋅-空氣電池電壓與氧氣濃度之間改變的關係，研究是否能利用鋅-空氣電池設計出低濃度氧氣警報器。經由電壓計與氧氣濃度偵測儀，測量出氧氣濃度變化與鋅-空氣電池的電壓變化之檢量線，且自行設計出可調式氧氣濃度警報器，材料花費大約600元，成功建立鋅-空氣電池的電壓與空氣中氧氣所佔百分比的變化關係，可以使用於生活中需要氧氣濃度監控的情境，未來還有許多延伸的利用方式，並進一步將本研究成果申請台灣專利。