團隊合作獎

本研究旨在探討影響液體搖晃的因素及如何減緩液體搖晃振幅。研究中我們研發了第一代、第二代以及最後利用第三代自動式搖晃裝置，然後探討不同液體的種類、黏滯度、水量及搖晃強弱對溶液振幅的影響。實驗結果發現，溶液黏滯度越低、水量越少及搖晃強度越大時，溶液波振幅越大；除此之外，我們也進行減緩液體晃動的實驗設計。實驗結果發現：液面添加奶泡、降低容器內壁光滑度可減緩液體搖晃，溶液波減晃率最高可達26.4%。容器內放入筷子、湯匙等物品，以及利用托盤將容器分隔為多個較小區域空間，也能降低溶液波晃動，不僅如此，在容器內直立3個托盤，將容器分隔為4個小區域的方式，溶液波減晃率高達88.4%為最佳。

在準備科展主題時，發現有團隊利用指尖陀螺來進行離心分離及分析，進一步搜尋發現，有大學團隊利用紙片做成離心機，在非洲協助落後地區進行醫療方面的協助，我們嘗試結合指尖陀螺及離心機的概念，希望完成可以高速、穩定且長時間轉動的離心機，解決離心機高價且必須接通電源的問題，在實驗設計上，先使用磁鐵製造磁場讓指尖陀螺轉動，接著利用線圈及直流電源製作電磁鐵，結合磁簧開關，讓指尖陀螺轉動，找到電流磁場較佳條件後，為了解決指尖陀螺外型及構造不同的問題，列用3D列印製作指尖陀螺，完成最後實驗裝置後，結合3D列印指尖陀螺，電磁效應與磁簧開關，進行離心分離測試，希望未來可以繼續研究，讓實驗裝置更具有效性及可行性。

洪新富老師有張隨著開合旋轉的紙雕名片，我們好奇： A、如何製作會旋轉的紙雕？ B、其旋轉角度有無規律？ 在分析探討後發現： 一、在菱形結構中，當摺線呈階梯狀，就能旋轉； 二、在鳶形結構中，要旋轉還須：「中線至較大剪角頂點距離」 ≥「中線至較小剪角頂點距離」－「第一層和第三層剪線在對摺線上的間距」。 三、菱形和鳶形結構，不管每層剪角是否相同，相鄰兩層的旋轉角度皆會相差 「180度－第n層起始處與第 層起始處的夾角」， 其中每層剪角相同的結構，相鄰兩層起始處夾角為一個摺角。 四、在圓形結構中，當摺線呈階梯狀，且摺角不等於180度即可旋轉，其中 若摺角皆＜180度，則逆時針旋轉，若摺角皆＞180度，則順時針旋轉， 且旋轉角度都隨層數遞增。

本實驗我們使用芳香基硼酯a與炔類化合物b作為起始物，以銠金屬錯合物作為催化劑，碳酸鈉作為鹼性添加劑，且使用二噁烷與水為溶劑，在80℃下進行不對稱合環反應後，分析產物的產率及光學選擇性，以探討芳香基硼酯、炔類化合物上的取代基以及銠金屬錯合物上的配基等變因對反應的影響。 實驗發現，當使用氯取代的芳香基硼酯與二苯基乙炔為起始物時，催化反 應有最佳的產率(93.3%)，且使用掌性配基與銠金屬形成的錯合物進行催化時，所得之產物具有光學選擇性。

傳統火災警報器無法有效預防火災的發生，且不但容易在烹調時誤觸也無法將警訊傳給在外的住戶，本研究結合遠紅外熱傳感陣列與物件識別，並配合蜂鳴器及LINE簡訊開發一款「低造價 AI 物件識別廚房防災 LINE 簡訊警報系統」。運用物件識別，本警報系統不需事先手動標記廚具位置即可自動偵測常用廚具的位置、監視其個別溫度是否超出該物件的警報溫度。本警報系統在操作上對一般民眾較友善，對可移動的廚具具備警報能力，且對於非廚具的範圍也設有警報溫度，亦可防範電線走火等非廚具造成的異常高溫。此外，本警報系統在監測到溫度異常狀況時，會根據現場是否有人而發出警報音或可手動取消的提示音，適度減少民眾在烹調時受到的干擾。

芭蕾和物理有密不可分的關係，每個動作都能用物理原理來剖析。本報告對於無限旋轉─Fouetté turns進行討論，在有摩擦力的情況下，舞者為何能不斷的旋轉，必定是有得到新的角動量。而我們推論，舞者角動量的補充是來自旋轉時上下腳的動作配合，上腳伸直在外面畫圈時，下腳全踩，利用靜摩擦力產生新的角動量；而上腳收回時，下腳踮起，新的角動量使舞者維持旋轉。這樣一來一往，芭蕾舞者便能做出看似不可能、不合理的無限旋轉動作了。

小學生甜食攝取過量，蛀牙嚴重；而牙菌斑是蛀牙前兆，了解與監控其形成可協助牙齒保健與潔牙工具開發。本研究探討甜食性質與糖含量對牙菌斑生成影響，及牙刷特性對清除牙菌斑之效果。故設計實驗一、分析吃完五種甜食前後牙菌斑生成量；二、探查不同甜度花茶對牙菌斑影響；三、評估十種牙刷清除牙菌斑效果。研究結果顯示：較黏稠焦糖煎餅搭配每100毫升含40克白砂糖花茶所產生牙菌斑最多；影響清潔效果的特性依序為刷毛柔軟、波浪程度大、刷毛緻密增加接觸面積，創新牙刷應著重此三項目。這次研究讓我們了解甜食性質和糖分多寡會促進牙菌斑生成，正確清潔牙菌斑，做好口腔衛生可防蛀牙；同時也提供口腔健康教育與未來開發新型牙刷、申請專利的基礎。

使用葵花油與椰子油分別與蜂蠟以重量比例9：1、8：2與7：3製成六種可食性塗層，塗抹於聖女番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)後，分別保存於4°C與20°C共15天，分析聖女番茄之減重率(%)、總可溶性固形物(0Brix)、抗壞血酸含量、呼吸作用速率、pH值並進行感官品質評估，以探究不同可食性塗層對聖女番茄保鮮的效果。 六種可食性塗層皆可有效降低聖女番茄的減重率，延緩pH值與總可溶性固形物的上升，保留更多抗壞血酸，並降低呼吸作用的速率，於感官品質評估中得分亦明顯高於對照組。根據前述六項保鮮效果評估的實驗結果，葵花油與蜂蠟比例8:2組別於4°C保存15天後，保鮮的效果最好。本實驗製作的可食性塗層確實可以達到保鮮的效果並延長聖女番茄的保質期。

本作品延伸前年數學科展作品《公園跑切線》，研究兩個同內心不同大小的正三角形，中間小三角形旋轉θ，由大三角形的其中一邊上取一出發點，對小三角形的頂點沿射線到下一個邊上，接著重複此動作，最後路徑會收斂成三角形，研究收斂點的位置和出發點、旋轉角度、邊長比與收斂可能的關係。之後我們分離小三角形與大三角形之內心，並研究其性質與收斂可能性。最後，我們加入了共內心、相似且方向相同之兩一般三角形的情形，同樣研究其性質與收斂可能性。

我們將回收粽葉以鋁箔紙包覆後，壓平去除空氣隔絕氧氣，再放入裝滿沙子的鍋中，用沙子覆蓋以卡式爐加熱悶燒，碳化後磨製成粉，以紗布噴上完稿噴膠並均勻撒上粽葉活性碳粉，與市售材料進行比較，發現自製活性碳相對於市售產品具有以下優點： 1. 較透氣，不會讓戴口罩者感到不舒服，還能阻隔灰塵吸入身體。 2. 不易吸汗，故透性能持續保持良好，長時間配戴也很舒適。 3. 粽葉活性碳紗布的耐摺程度最好，不會因彎折而導致原功能減少。 4. 粽葉活性碳紗布在正常環境下不易分解，能長期保存維持相關功用。 粽葉活性碳因為是天然竹葉乾燥，棉質紗布也是天然材質，製成口罩使用後，無論掩埋在土壤裡或者以焚燒方式處理，不會產生有毒氣體而造成空氣汙染。