探究精神獎

本研究透過多孔性薄膜因孔洞內物質比例變化所造成的光譜波峰位置改變之特性，來吸附乙烯-酒精溶液，以用於檢測無法輕易從表皮得知其成熟度之水果。首先利用具有可有效吸附酒精之官能基的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)高分子及乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)高分子製成複合高分子薄膜，並利用其吸附乙烯-酒精溶液，放置至尚未催熟之青綠色香蕉旁，觀察香蕉成熟情形。再利用紫外線光譜儀檢測薄膜之波峰位置，並將波長數值代入公式λ=2nd sin⁡θ求出薄膜內所剩的乙烯體積百分比，並對應出香蕉被催熟的情形。

一般社會大眾若是論及「陣頭囝仔」，常常習慣和問題青少年連結，「逞凶鬥狠」、「街頭滋事」、「輟學鬼混」等負面刻板印象一一浮現；然而位居臺中的九天民俗技藝團，卻將逐漸被污名化的廟會文化陣頭轉型為專業表演藝術團體，團內的青少年學員不打架、不鬧事，一律被強力推回正規的教育體制就學，並透過技藝學習和嚴格紀律，恪求導正其偏差行為與價值觀。因此，本研究以九天民俗技藝團的十位學員為樣本，運用採訪、觀察和問卷調查等方法，並與彰化縣政府委辦預防中輟發生的國中合作式中途班——晨陽學園及向日葵學園進行對照分析，試圖探究九天的教導模式在迷途青少年身上發揮哪些正向感化的作用，以達到撕下並翻轉「陣頭囝仔＝壞囝仔」的貶義標籤。

本實驗探討溫室氣體對極地冰融的影響，結果一：當溫室氣體受地表輻射溫度升高之實驗時，加熱光源宜選擇中紅外光區，可以避免其他波段干擾。結果二：溫室氣體分為CO2、H2O、CH4及N2O等氣體在中紅外光區皆有高的吸收率，故皆為溫室氣體。而同核物種如N2及O2，因在紅外光區沒有吸收波段，故不屬於溫室氣體。結果三：依據分析可發現全球溫度和CO2濃度都是呈現上升的趨勢，我們預測18年後CO2濃度即會由今年的新高408ppm上升到450ppm。結果四：在汽水模仿冰融之實驗中，亦驗證推論如冰層中富含有溫室氣體（CO2、CH4等），當冰層融化時確實會釋放出大量溫室氣體而造成溫室效應加劇之可能。結果五：CO2捕獲技術以化學吸附確實可成功吸附空氣中的CO2。

本組利用太陽能來淡化海水並以溫差來發電，實驗的創新項目：首次利用棉線的毛細作用將海水引至加熱機構裡，再以菲涅耳透鏡聚焦太陽熱能，蒸發加熱機構內的海水，蒸氣經鋁管自然冷卻，可析出鹽度降低的海水，並同時利用溫差來發電，所以本設備可作為海上之緊急狀況備援，以應製水與用電需求。本組實驗機構有以下功能： 1. 海水淡化：加熱機構在達到可蒸發海水的溫度下，運用棉線的毛細作用與水的蒸發冷凝變化，可產出淡化海水直接使用，或經過重複淡化，最終可以成為純水。 2. 加熱機構之保溫功能：當太陽光短暫不足時，仍可使溫差發電片持續發出電力供緊急使用。 3. 結晶鹽的利用：加熱機構將鹽分結晶保存於槽區，易於取出使用，並簡化保養維護工作。

空氣汙染議題，在近兩年吵得沸沸揚揚，關心空氣品質的情形是否又紫爆，似乎已成為臺灣人們的全民運動，中、南部的空氣品質較差，與火力發電廠相關性確實很高，季節與風的吹向，也影響臺灣空氣汙染濃度的變化，冬天只要境外汙染濃度偏高，東北季風的來臨，就會將汙染物帶到臺灣來，濕度也是影響汙染物濃度的原因之一，夏天的濕度比冬天的高，大量的水氣、雨量，可以把較多的汙染物給沖洗掉；溫度與氣壓也有微妙的關係變化：氣溫愈高，氣壓愈低；氣溫愈低，氣壓愈高。高氣壓不易降雨，讓冬天產生很多的汙染物；低氣壓容易降雨，夏天的汙染物，呈現濃度較低的情形，就診人數因科技發達，延緩人類罹病、致死，但PM2.5相關疾病死亡率正逐年提升中。

我們發現了球撞到平面後有回彈的現象，我們設計了幾個實驗來了解並探討這個現象。本實驗主要探討當球體水平撞擊各個垂直平面之後所損耗的能量、球後續的運動狀態以及兩者之間的關係。我們觀察到:碰撞損耗量與碰撞面材質有關，而碰撞動能損耗率且後續運動狀態與入射速度、球與地面的摩擦係數......有關，而實驗可看出，當球體撞擊摩擦力越小，且碰撞損耗能量越大的平面，越容易造成球的回彈現象。

本研究藉由調控各項環境因子，歸納斑葉植物與環境因子間的交互作用，進而比較不同成因、屬性的斑葉植物應變相同環境因子的策略差異。研究顯示，光限制、非光限制均會讓化學性斑葉植物啟動自體調節，且在相同控制變因項中，葉綠素濃度變化量與斑紋面積比例之增減多成負相關。越高的溫度、光合有效輻射值和灌溉源pH值，以及過多藍光，會使葉綠素濃度的變化量下降；且每日八小時的光照，相對而言是最不利於斑紋成長的光期。我們也比較了面對低光環境時，兩種成因不同的斑葉植物。黃金葛與銀后粗肋草各葉區的葉綠素濃度變化，化學性斑葉──黃金葛在低光環境的葉綠素濃度變化量較正常情況為低；物理性斑葉──粗肋草則完全相反。

星座盤是常見用來觀測星星的工具，它適用在觀察者面對北邊(南邊)的天空，但是平面星座盤上的星座圖案，與我們直接望向立體星空所看到的圖案會產生一些形狀上的差距，如果我們用它比對東方或西方天空中的星座，則變形的問題更大。為了改善星座盤的問題，我們藉由古代中國渾天儀(渾象)的概念，結合現代西方的天球儀，加上透明天空模型(上面標示有經度、緯度線，用來模擬星座盤的方位、仰角網線圖)，使它整合成為立體星座儀(新式渾天儀)。只要給定觀測地點的緯度，透過日期盤、時間盤刻度的對齊，就可以知道星星的方位角、仰角，而這原本是需要經過複雜的數學運算才能得到的，所以我們的作品也可以說是簡單好用的手工天文計算機。

生活中會使用各式各樣不同的黏滯性的液體。黏滯性不同，造成物體掉落時的阻力也不同。本研究利用自製斜坡和自由落體模擬器裝置產生不同的初速，使鋼珠滾入和垂直掉入裝載不同黏滯性液體的量筒中，探究其阻力與黏滯係數變化差異。實驗結果顯示，膠水黏滯性最大，鋼珠進入膠水過程中速度變化量亦最大，而不同溫度的水，對鋼珠在滾動時並無顯著影響，而當鋼珠滾動進入液體中時，帶動不同黏滯性液體運動，使得其阻力產生振盪的有趣現象， 且其黏滯係數在球產生滾動時，呈現震盪變化。而當球自由落下時，球不滾動，黏滯係數將維持較穩定的數值。

消波塊擁有削弱海浪力量的功能，但海浪有時會將消波塊沖離原本位置或捲入海中，造成消波功能喪失。 老師在課堂介紹「沙灘的貝殼會因為海浪將殼底朝向海浪來源方向（斜坡低處）」（命名為「轉動定向」）。我們聯想到消波塊是否也能自動轉向呢？我們自製起波裝置與模擬沙灘箱、測試3D列印模型翻模石膏方法、量化沙灘沙子流失量，研究轉動定向的變因與原理。發現圓錐是轉動定向最適合的形狀，但海浪會繼續讓圓錐晃動！而六角錐可以做到轉動定向後，固定在停止位置（命名為「轉動定位」）。 我們將研究結果自製消波塊（六角錐、六爪），經過沙灘模擬檢測，自製消波塊擁有比市售消波塊更好的消波能力，且擁有「不易移動位置、會自動調整方向」優點。