探究精神獎

石英音叉是一種高精密的壓電震盪器，本研究欲利用其高靈敏度(高品質係數)，探討其作為表面感測器之可行性。將音叉調整在最佳的驅動震盪狀態，並將待測物固定在三維旋轉台上，藉由調節輪控制待測物的移動方向，使其緩慢移動並與探針接觸。當音叉受到表面凸起之微擾時，其靈敏的性質將使其失去共振，可藉此得知待測物表面之起伏。在本研究中，我們得到的結論是以石英音叉作為表面感測器是可行的，此外，石英音叉探針黏著點、使用的黏著劑、探針的材質以及探測方法會對感測器靈敏度產生影響。

本研究探討螞蟻在一個無向簡單圖上，由原點出發沿著邊移動。當抵達某一點時，螞蟻會選擇和此點相鄰的某一點前進，作為下一步移動，但不能往回走，若螞蟻回到原點便不再移動。已知圖上各點的度皆大於等於 2，試問螞蟻在數次移動後回到原點時，移動次數的期望值為多少？ 我們最初是藉由觀察螞蟻經移動後回到原點的機率，推測每次回到原點時的機率之規律，但此方法難以在較為複雜的圖形上得到結果。接著使用了矩陣來研究，以矩陣乘法表示一次移動。有了矩陣，我們便能透過矩陣運算得到螞蟻在數次移動後抵達各點的機率，也能更方便的求出期望值。

本研究利用蝶豆花果凍進行電解。透過將電解質水溶液製作成果凍的方式，使溶液具有固定的形狀，不會隨意流動，且利用蝶豆花作為酸鹼指示劑，方便觀察電解時電極處所產生的酸性物質和鹼性物質，而酸性和鹼性物質讓指示劑顏色改變，藉此觀察果凍膠體內部離子的移動情形。透過電解蝶豆花果凍，能在電解實驗中觀察果凍明顯的變色，使人更加了解離子的流動方向，也能觀察電解實驗在電壓大小、電阻不同、路徑長短不同、同時有不同高低電壓在同一果凍時，離子的流動情形。我們發現電壓愈大，會使電解的速率加快，但是不會影響反應途徑。而在不同電壓中電解，離子會選擇往最高電壓方向移動。

本研究以五節芒為研究對象，以水為萃取溶劑，取五節芒葉、莖、根、根部土圈等不同部位進行萃取，區分新鮮植株、乾燥植株、割除後生長五天之新鮮植株、割除後生長五天之植株經乾燥處理等四大實驗，合計112個小實驗，以陸生雜草大花咸豐草和水生雜草稗草為受測對象。研究發現將五節芒割除後生長五天之新鮮植株和乾燥植株，葉、莖的水萃取液對大花咸豐草和稗草的種子發芽、植株生長、根部生長有強烈抑制作用。可取五節芒新鮮葉子加水(重量比，葉:水= 1: 2 )，以果汁機打碎研磨萃取，獲得的水提取物，即為【生物除草劑】，可用於田間，進行雜草控制。

此研究針對磁力耦合振盪器進行理論建構與實驗設計，在理論建構中，我們先以彈力作為外力並推導公式，與實驗數據擬合後發現擬合參數極具參考價值。將磁力引入系統並推導公式，發現其與實驗數值擬合效果也極好。融合上述公式與參數後推廣出能描述振盪器運動模式之運動方程式，以Python數值模擬發現，此方程式與數據十分吻合且能產生波包與頻率下降等真實情況，故推論該運動方程式是有一定價值的。在傅立葉分析中發現了簡正模之應用，且當磁鐵初始距離越短或磁力強度越大時，振盪頻率都會有所提升，而初始位移不會造成影響。而本研究的成果將可透過一已知磁性量值之磁鐵求出另一板簧上物質之磁性量值，進而應用到新型機械式磁性雙板簧的懸臂磁力計設計。

我們研究的內容，主要探討如何提升富蘭克林馬達轉速的組合，並深入探討多樣實驗項目。而我們也將部份實驗的數據繪製成趨勢圖，一來可看出我們的數據是否合理，二來還可看出我們是否真的有找到最高轉速組合。在實驗八，我們就也因此找到了更高轉速的電刷型式，經轉速測量後發現，與原先的趨勢推估幾乎吻合!這更是確定了我們實驗數據的真實正確性與合理性，也讓我們研究結果更完整。總結實驗發現，塑膠杯上鋁箔紙的大小、長度、寬度等，及電刷的寬度、高度、鋸齒數等都會影響轉速，因此我們從實驗結果歸納出轉速最佳的設計，成功設計出穩定且高轉速的富蘭克林馬達。期望在未來掌握富蘭克林馬達重要設計要素之後，能夠更深入探討其更多的應用。

本研究主要探討人類使用防曬乳進入水體後，對水生生物的影響。我們將防曬乳分為物理性和化學性防曬乳，依據不同濃度加入水體之中，觀察黑殼蝦成長和存活率變化，同時也觀察魚缸水體的改變，藉此初估探討不同種類防曬乳對環境和水生生物的影響。實驗進行一共七週，我們發現化學性防曬乳成分可以誘發綠藻大量生長，而物理性防曬乳可以促使矽藻生長。黑殼蝦在1ppm化學性防曬乳存在的環境中，生長和存活率不受影響，但濃度太高仍然會抑制其生存。物理性防曬乳則不論濃度多少，對黑殼蝦的影響相較於化學性防曬乳都較大。所以我們建議如果要進行水上活動，最好可以是用化學性防曬乳產品，減低對水域生態的危害和影響。

目的：在台灣，胰臟癌雖非癌症發生數最高，但85%為末期，五年存活率小於5%，有癌王之稱。如何早期偵測胰臟癌風險，一直是醫療上的重大議題。本研究運用時間矩陣搭配深度學習進行大量變數之胰臟癌風險偵測。 方法：健保資料庫收集國人疾病、用藥等結構化資料，可藉此反映每人健康狀態。將三年內診斷與藥物碼轉為時間矩陣，以卷積神經網路訓練，訓練組與測試組比例為9:1。 結果：共計案例組1095名及對照組10950名，訓練後測試組表現之AUROC(area under the receiver operating characteristiccurve)為0.937，六十歲以上及以下AUROC分別為0.846及0.897。 結論：結論：能將診斷、藥物、時間轉成矩陣，是以疾病軌跡預測胰臟癌風險，且能找到新特徵，未來搭配健康存摺，為低成本、快速、大量的胰臟癌數位快篩。

本研究利用天然花青素作為光交聯劑，成功製作出低毒性的光交聯水凝膠，並可利用3D 列印技術，應用於生醫領域三維支架。 於不同比例的甲基丙烯酸明膠及甲基丙烯酸透明質酸中分別加人花青素或光起始劑 Irgacure2959，並使用365 nm波長紫外光作為交聯光源以製備複合水凝膠支架。 利用NMR、FTIR、SEM及溶脹性、降解性、攀附情形測試，確認分子結構及材料特性分析。體外試驗進行細胞相容性測試，結果顯示加入花青素的光交聯水凝膠對細胞的毒性遠低於添加I-2959的。最後使用3D列印機將花青素光交聯水凝膠堆疊列印成三維支架。本研究顯示花青素光交聯水凝膠未來可成為生物3D列印的原料，應用於組織工程領域。