探究精神獎

本研究藉由牛肉新鮮度下降會引起顏色變化的機制：肌紅蛋白莫耳吸光度波形在527nm處相交，其固定濃度下總吸光度為定值；在572nm處可測出總吸光度隨變性肌紅蛋白所佔總體比例的增加而下降，開發出檢測裝置作為鮮度計。以D1 mini整合2種單一波長527nm，572nm LED為光源，及BH1750光照度計量測入射光量和透射光量。並以MicroSD卡記憶模組紀錄，計算肌紅蛋白變化率Mb%，來判定牛肉新鮮度。再改進光源為高亮度晶片型LED，縮小體積和TSL2561光照度計模組，運用反射式的偵測不需破壞肉品，加入OLED顯示模組立即顯示計算結果，並由使用者按鈕主控檢測，改善使用者經驗。能有效協助消費者檢測出已超過保存期限牛肉而未敗壞者，可減少食物的浪費，並且可避免誤食敗壞的牛肉引發中毒損及健康。

● 研究動機：黃疸為常見肝臟疾病表徵，對於偏鄉缺乏醫療的環境，民眾與醫師需有方便的篩檢設備。 ● 研究目的：利用眼部照片以多元迴歸方程式、深度學習，建構眼白顏色與黃疸程度的預測模型。 ● 研究設備及器材：與中國醫藥大學合作，取得354張眼部照片與膽紅素值，利用Python撰寫程式進行人工智慧運算，及利用Excel 的迴歸工具進行多元迴歸方程式推導。 ● 研究過程：以程式擷取眼白像素，進行多元迴歸分析並推導出預測方程式，同時進行深度學習，計算預測率，並以APP成現。 ● 研究結果：多元迴歸分析得預測率約為45.5%~57.8%，深度學習則可高達88.9%~99%。 ● 結論：我們成功以深度學習根據眼部照片預測黃疸的嚴重程度。

本研究在等差數列的基礎上，加入「若an為完全平方數，則an+1=√an 」的遞迴關係，將具有週期性的數列分為「單純週期數列」與「特殊週期數列」，並以單純週期數列為主要研究目標。我們探討單純週期數列的各項性質與充要條件，並透過歐拉準則與費馬小定理討論不同公差與首項是否能形成單純週期，整合與建構「給定公差，尋找可形成週期的首項」之方法，也研究特殊週期數列之性質與充要條件。

水蘊草是很重要的實驗材料，我們之前發現溫度約15-20℃、光照約1000 lux時的葉綠體流動機率最高也最快，且葉綠體流動特性會因細胞形態及外在條件而有差異。本次我們利用縮時攝影檢視水蘊草的細胞質流，發現隨著一天日照強度變化，上午細胞質流會隨時間變快、過中午後會變慢；且中午時葉綠體會聚集成團、流動比例降低。進一步觀察光照強度對水蘊草細胞的影響，發現光線不足時葉綠體靜止不動且均勻分散，讓受光的表面積最大化；隨著光照增加，葉綠體重新排列，移動到細胞邊緣後開始進行細胞質流。細胞質流模式有速度慢、方向不定的紊流及速度快、順逆時針的層流，而強光下葉綠體會出現聚集成堆、流動停滯的現象。不同細胞質流模式會因光照條件而轉換。

本研究主要探討空氣鳳梨吸收與運輸鹽類的機制。首先，製作空氣鳳梨石蠟包埋玻片以觀察其表皮和內部構造。再來，分別以浸濕硝酸鉀水溶液的棉花包覆葉子不同部位，和對空氣鳳梨噴灑不同濃度的硝酸鉀水溶液，觀察空氣鳳梨在短時間內(1-3小時)與長時間下(14天)運輸硝酸鉀的情形。本研究發現：毛狀體是空氣鳳梨吸收鹽類的構造；空氣鳳梨吸收硝酸鉀後，短時間內會將其由高往低濃度區域運輸；長時間下硝酸鉀則由葉基部向尖端運輸，以抵抗高鹽逆境。最後，本研究提出空氣鳳梨運輸鹽類的路徑為：溶於水中的鹽類經由毛狀體進到植物體內，透過水的蒸散拉力將鹽類由葉基部運輸至尖端。未來，希望能以空氣鳳梨作為檢測環境汙染物與酸雨的指標性植物。

本報告研究加速結冰的容器與分析結冰、解冰過程，盼以高效能結冰容器進行海水純化，幫助解決水資源缺乏。依實驗結果提出建議：1.海水前處理:(1)溫度50℃到60℃時製冰效率最高。(2)海水稀釋至濃度1%，結冰速率最快，但涉及解冰實驗後發現，濃度高低(2%-5%)對海水鹽分影響不大。2.結冰容器設計部分:(1) 容器中段與底部是最佳溫差的接觸區。(2) 細長狀容器設計為佳-上方80%絕熱區，下方20%面積為吸熱區。(3)在容器中添加與開口面積比例25%之金屬凝結棒更能幫助海水傳導與對流。(4)採用上述設計的結冰容器，其結冰效能比不設計(對照組)高出6.72倍。3.解冰部分:(1)解冰範圍對水質鹽分無影響。(2)解冰時間越末段的水質鹽分越低，時間末段80%-100%的水鹽分可作為家庭生水使用。

本研究利用水熱法合成 C-SnS2光觸媒，再藉由化學水浴沈澱法(CBP)將Ag3PO4奈米顆粒還原在 C-SnS2 表面，得到複合半導體Ag3PO4@C-SnS2。我們分別以C-SnS2和Ag3PO4@C-SnS2進行人工光合作用，將二氧化碳還原為可用能源，並探討兩者的差異。藉由電子顯微鏡、X光繞射儀、紫外-可見光光譜儀、傅立葉轉換紅外線光譜儀、X光光電子能譜儀和氣相層析儀，分析樣品的晶體結構、能隙、吸光範圍和二氧化碳還原反應的氣體產物。最後，發現複合物Ag3PO4@C-SnS2的光化學量子效率較純的C-SnS2高，也就是此複合物能有效的提升二氧化碳還原效率。

市售冰淇淋高脂高熱量，對健康有負擔。本研究以希臘式優格取代鮮奶油，參考義式冰淇淋做法，探討不同糖量、鮮奶優格量、粉狀固形物及吉利丁粉等對冰淇淋的影響。 先自製精密硬度測量儀進行科學測量，並制訂檢驗冰淇淋質地項目：固形物比例、製冰後溫、軟硬度、打發率、抗融性。實驗發現：增加蔗糖量提升滑順度；提高優格量使質地細緻、口感偏硬；全脂奶粉可增強風味和口感；吉利丁粉提升抗融性。冰淇淋質地取決於各成分比例之平衡。 研究建議：乳製品的脂肪4.6%、非脂質固形物12.2%、糖16.1%、吉利丁粉0.4%。製冰冷凍後，媲美義式冰淇淋口感綿密、品質穩定。本研究提出希臘式優格冰淇淋配方，低脂且富含益生菌，大家可依實驗數據，自行調整喜好口感。

學校附近有煉油廠的大煙囪，隨風飄來的PM2.5是健康隱憂，所以我們自製主動抽氣式綠牆，以了解室內栽種綠色植物是否有助於改善教室空氣品質。研究後得到的重點有： 一、利用滯塵力佳的五種室內植物及廢棄課桌，自製主動抽氣式綠牆，既環保又能美化教室。 二、相較於密閉空間的PM2.5自然沉降，在主動抽氣式綠牆中放置非洲菫、嫣紅蔓、波士頓腎蕨時，能更快降低教室中的PM2.5濃度。 三、加快風速能讓主動抽氣式綠牆中的波士頓腎蕨有較好的吸附PM2.5效果，提高光照和使用霧化器加溼葉面的影響則不顯著。 四、在主動抽氣式綠牆中放置波士頓腎蕨，在4小時，風速2.8m/s，光照1840Lux，並使用霧化器適時加溼葉面的條件下，跟緊閉門窗後讓PM2.5自然沉降相比，PM2.5下降率可增加32%。

本研究以吸管製作Fano型多管陣列結構裝置並放置於壓克力管中進行研究，利用藍芽喇叭連接手機播放聲頻穿透設計之fano吸管陣列結構，其結構分為幾種，其一為多管陣列平行壓克力管(空氣流道結構)，其二為交錯排列陣列之共振結構，量測兩結構間所造成聲波的干涉造成之吸音特性，設計Fano型之多管陣列結構，實驗以收音麥克風連接手機軟體進行聲頻量測，再將實驗數據匯出進行圖表製作與計算分析，實驗結果得出組合式最佳fano聲頻結構可使700Hz~1800Hz之聲頻穿透率下降至原來的8%~12%，於1400Hz時可消除至1%以下，並能達到高透氣率，為具有高透氣、高吸音頻寬及低成本之新型超穎聲學材料。