團隊合作獎

近年來全球大力推廣太陽能發電，為了能夠更清楚了解，太陽能板為何會發電? 我們從太陽運行軌跡來探討陽光之入射角四季之變化來進行模擬實驗與實際測量進行觀察變化的影響性。 在探訪彰濱太陽能廠及瞭解各種太陽能晶片的種類後，去測試比對各種影響因素(如: 太陽能板傾角變化、溫度、灰塵、遮蔭)，從中尋找太陽能板平均最佳傾斜角度、保持最佳照度量、和影響太陽能板熱衰退的問題。研究發現，當陽光與太陽能板呈垂直照射時，發電量最佳，但是臺灣屬亞熱帶國家，日照時間長，熱能傳導到太陽能晶片後，會使晶片溫度逐漸升高，而引起熱衰退現象，導致太陽能板的發電量降低。 我們想做個輕、薄易攜帶、可折疊、高效率且不怕部分遮蔭的DIY 太陽能板。

生質能源製程中，常將植物細胞壁中的纖維素進行水解，此反應在高溫環境中進行較具商業優勢，故開發耐高溫的纖維素酶具重要性。發現自嗜熱菌的纖維素內切酶GsCelA在高溫中具高活性。初步研究發現GsCelA蛋白質序列N端後第315和第316個胺基酸間會發生自我斷裂現象，導致酵素活性及熱穩定性提升。本實驗在GsCelA的N端及C端分別製造定點突變，探討GsCelA自我斷裂性質。實驗結果顯示突變GsCelA自我斷裂速率較低，而EDTA可抑制自我斷裂現象；已斷裂GsCelA可催化自我斷裂發生，而N端突變GsCelA不具此性質；部分實驗可觀察到已斷裂GsCelA具兩種分子量相異之形式。未來我們將設計實驗探討兩種已斷裂GsCelA間的關聯及自我斷裂機制如何用於改良纖維素酶應用價值。

麵包的成功除了材料外，精準的掌控發酵程度是關鍵，傳統發酵程度判斷僅看其膨脹高度及指壓回彈。我們用跨領域想像來思考來此問題，是否可更精準掌控發酵程度。麵團中含有蛋白質、食鹽與水，應具有一定程度的導電性，而發酵時產生的二氧化碳孔洞會使麵團的導電路徑長度變長或截面積變小，依電學研判麵團電阻值會變大。 本研究以市面常用3種不同蛋白質含量的麵粉進行測試，我們將麵團放入發酵容器，運用電極板及探針兩種偵測方式，歷經多次測試失敗，從原先直接測試電阻法到最後採用電極板間接測試法，終於成功證實我們假設是正確，也成功設計了發酵到位提醒裝置，過程中發現麵粉團具電感特性且會儲能，且PH值由5-6變成7-8，我們的元氣麵包夢想近了。

本篇研究以Arduino連結感測器組裝「微型溫室」，可即時偵測溫室中的溫度與二氧化碳濃度，對於實驗觀測十分快速與便利。我們以自製水泥片模擬建築物材質，探討不同油漆塗料與不同植被對室內外降溫的效果。實驗發現，以水泥地而言，白漆中添加30g碳酸鈣對水泥地面的降溫效果最好；以建築物屋頂來說，白漆加60g碳酸鈣的室內降溫效果較好。進一步比較四種油漆添加物：碳酸鈣、碳酸鋇、硫酸鈣、硫酸鋇，又以碳酸鈣的室內降溫成效最佳。綠建築方面，相較於水泥對照組和蘚苔，藻類的減碳降溫效果顯著，是三者之中最適合的植被種類。另外，我們以WEKA軟體做出根據二氧化碳濃度預測溫度的模型，經測試驗證後，以Additive Regression得到的預測值最接近實際值，為較佳的預測方法。

大田鱉卵到成蟲發育日數約36.7天，偏好棲息淺水域及深色環境。主要以振動併光影變化觸動攻擊，獵物進入複眼上方約67.6˚與下方約29.5˚的垂直面，兩側約97.9˚的水平面，雌雄蟲複眼前方約18.2及15.7mm的熱區時以約0.07秒出手捕獵。 模擬雄蟲以振幅5mm的振動容易吸引雌蟲。離較遠時頻率高易吸引雌蟲，最高約2下/秒，接近時則振動慢易吸引雌蟲，最慢約1.4下/秒。產卵偏好保濕性佳，角度垂直水面，形狀圓柱形，直徑約1.2cm的圓柱形枝條，產卵高度約在水面上37.6cm至65.9cm間 一至三齡蟲可捕食孑孓。獵物殘渣有助蛋白質與脂肪分解，並可作為稻秧養分來源。

近年重金屬汙染問題日益頻繁，許多重金屬檢測方法問世，但大多繁瑣且成本高昂，發展快速且簡便的檢測方法刻不容緩。本研究利用單寧酸與特定金屬離子反應後有顏色變化的特性搭配比色法，同時探討單寧酸與Fe2+、Au3+、Ag+間的配位關係，並藉其開發出簡易、快速且方便檢測環境水樣中金屬離子(Fe2+、Au3+、Ag+)的方法。優化條件下，本方法針對Fe2+、Au3+、Ag+線性偵測範圍分別為0.67-100 μM，0.75-100μM及0.37-100μM，涵蓋環保署水質監測網的監測標準。且本方法於真實水樣(溫泉水、生態池水)中檢測的添加回收率在85%~120%間，符合分析化學領域要求。可見單寧酸作為化學探針為一可信度高、簡便且可用於實際水樣中的檢測方法。期望能推廣至大學以下機構，定期把關環境水樣。

為了使菇類子實體培養微型化、觀察逆境下的出菇表現，我們將四種菇類太空包切割成不同大小，發現體積會影響產量，且撞碎的太空包修復後仍可發菇，於是我們將其分裝並進行「扭蛋菇」實驗。我們發現，將秀珍菇扭蛋菇通氣可使走菌加快、且體積越大走菌越久但產量高，最後選擇7.5 cm蛋殼填裝150克木屑作為對照。實驗發現，秀珍菇24℃發菇率高、無論是否照光菇蕾數上>下側，溫差、冰凍半顆、綑綁、電擊會刺激發菇，但產量不變；黑暗發菇率不變，火燒整顆、泡水、烘烤使發菇率與產量下降；此外，藍寶石菇和白雪菇最耐低溫，18-20℃最適合發菇，珊瑚菇耐熱28-30℃一週內發菇率最高，但易捲縮，建議24℃培養，長得慢但品質好，最後我們提出四種扭蛋菇栽培建議。

我們設計一AIoTs物聯網相變實驗系統，觀察與分析多體粒子的彈跳運動行為，並以二分法來觀察系統在不同驅動電壓下的粒子數失衡參數α與有序參量β；在改變頻率實驗中，觀察到低驅動電壓下的粒子集體行為(collecting behavior)、臨近相變臨界點之粒子漸近行為(Approaching behavior)、與遠離相變臨界點之粒子漲落行為(Fluctuation behavior)皆與頻率有關，且臨界電壓隨頻率增加，呈現指數遞減，約在6 Hz後即趨於常數3.6 eV，而高驅動電壓下之粒子漲落行為仍依然存在，而量子電腦計算結果說明，利用26-Qubits成功描述20個自旋粒子在控制旋轉閘(Controlled Rotate Y-gate)運算下的相變行為，並能完美擬合相變區間之漸進行為(Approaching behavior)。藉由本次科展所提出之實驗模型，可以在未來為凝體物理系統與相變實驗提供更豐富的研究課題與更廣闊的研究前景。

畜牧廢水中含有大量的氮、磷，排放前需先經過適當的處理過程。本研究利用五種不同的微藻藻株SU1、TU5、ESP-6、Tai-03、FSP-E來淨化畜牧廢水。先將上述五種藻株放入BG-11培養基中，觀察五種藻株的生長曲線和氮殘餘量，其中SU1的生長速率是最快的，但五種藻株最後一天的氮殘餘量是差不多的。再將SU1放入不同濃度的畜牧廢水，觀察藻株對廢水處理的表現，包括氮、磷的去除率、生長曲線、化學需氧量的變化等。最後將在廢水中生長最佳的藻株大量生產，並利用微藻中所含的養分製成液態肥料，提供植物生長所需養分，觀察植物的生長速率及外觀、判斷微藻液肥是否有效促進植物生長。種植後發現適量的液肥確實能夠加快植物生長速率並且順利的生長。

新冠肺炎疫情猛然爆發，全球各地都陷入恐慌，在關注疫情同時，我們也注意到國內醫護人力嚴重不足的警訊，所以我們嘗試利用本次的實驗作品，期許能以科技的便利，增進護理工作的效能，進而降低護理人員的工作負擔並提升醫療品質。 以往注射點滴時，護理師需親自監控或委請病患家屬幫忙留意點滴液位，於是我們嘗試使用樹莓派連接攝像頭來讀取點滴液位並顯示在樹莓派和網頁上，當液位低於我們所設定的數值時，LED燈和蜂鳴器會發出警示，同時IFTTT會發送簡訊通知護理師，達成以科技功能提升護理人力效率，並改善人力不足的問題。