團隊合作獎

磷污染及重金屬的累積被確認為引發水體富營養化及生態毒性的關鍵因素，對接觸受污染水的動物和人類造成危害[1]。磷酸鹽作為磷污染的主要形式，傾向於促進藻類的過量繁殖，而重金屬離子因其高度毒性及生物累積性，對水生生物的影響尤為嚴重。由於一般檢驗方式過於耗時、費力，所以我們想研究出可以實現快速檢測出水是否遭受到汙染的系統。 本作品將化學、光學、電機、機械、AI、微電腦領域知識進行「光-電-機-智」深度整合，使用AI輔助補償演算法提高作品方便性，提升水溶液的定性定量分析效率，使本作品能快速檢測水源是否遭受磷或重金屬鉛污染，並且計算濃度，無需將樣本送回實驗室，捕捉污染動態。降低成本與操作門檻，達到良好監測及做好水土保護。

本研究使用幾何繪圖軟體，利用五條直線繪製至少三個三角形，進而探討這些三角形的相似、全等、五心與內部結構，分析其中存在的數學規律或幾何性質，主要探討為三角形的五心共線和重疊問題。本研究發現，五條直線有一定規則才能繪製出三到五個三角形，且特定畫法的三個相似直角三角形的外心會共線、四個相似或全等三角形的垂心會重疊、三到五個相似或全等三角形的旁心皆會共線或重疊。

本研究旨在研究環氧樹脂AB膠熱固化反應後形成的網狀交聯結構，結合其黏著用途，探討不同A膠與B膠的配比與不同固化環境是否會影響剪切強度。更結合不同儀器測量膠水性質，希望達到佐證的效果。在80°C時增加固化時間，各比例皆無明顯變化，而在改變溫度到100°C及以上，3：1的配比因環氧樹脂過多產生自聚反應使機械咬合更佳。後續的實驗得知膠水對不同材質的剪切強度與其表面能有關，且在膠水中加入橡膠微粒後，能提高分子可承受的最大拉力。

本研究以帝王斑蝶色斑為發想，探討不同顏色與幾何圖形配置對熱傳輸機制的影響。實驗以鹵素燈模擬輻射熱源、熱像儀量測溫度分布，再以自製密閉觀察箱觀察樣本周遭氣流，分析輻射、傳導及對流的交互作用。結果顯示，黑色吸熱效率最高，與白或橘色塊接觸時，熱傳導效應使溫差降低，尤其色塊面積小、接觸邊數量多會增強熱傳導速率，接觸邊短時多餘的熱傾向於逸散至環境中，使色塊間溫差下降更顯著。氣流上升則隨顏色吸熱效果提升而旺盛。研究支持顏色與幾何配置對熱量流動有重要影響，進一步推測帝王斑蝶白斑的分布擴大了蝶翅外緣與內部溫差，導致周遭氣流的增強。未來我們期待透過軟體模擬，完善對於帝王斑蝶蝶翅熱傳輸機制的整合與應用探索。

一群運動員在一條直線跑道上，以互不相同的均速做折返跑。當這群運動員於某一時刻全部相遇於某一點後，這樣的情形會不會再度發生？我們找出這群運動員第一次相遇和再次相遇的的條件及相遇點，並延伸探討圓形跑道相遇的情形，最後討論給定k名運動員的速率比，判斷其是否會相遇。

透過一系列實驗研究走馬燈的設計與性能，探討不同因素對旋轉速度與穩定性的影響。實驗中，用紙杯與卡紙製作燈罩及燃料杯，並測試燈罩的長度、大小、開口方向，以及燃料種類與燃料杯設計對熱氣流的影響，希望能改善走馬燈的運轉效果。結果發現，當空氣受熱上升時，會驅動紙杯旋轉，而開口方向決定了旋轉方向，當開口朝左時，紙杯呈逆時針旋轉，當開口朝右時，則順時針旋轉。此外，我們測試了不同高度與大小的燈罩，變化開洞的數量、形狀與角度，並調整洞口在杯側的位置，以分析其對旋轉效果的影響。這些結果有助於理解熱對流、燃燒機制與機械運動的關係，也為改善走馬燈的設計提供了參考依據。

本研究開發了一種基於影像辨識的水果品質分類系統，採用最適合同時處理局部及全局資訊的 Swin-Transformer 模型，透過分析水果外觀來判斷其品質，並多次實驗以調整參數、訓練多個模型以辨識不同水果種類與品質。 使用者上傳水果影像後，系統即能識別水果種類和品質，並提供新鮮度建議與食用方式。此系統相較於傳統的檢測方法，具備非破壞式檢測優勢，且降低成本，適用於農業生產與消費市場。 模型測試結果顯示，水果類型分類器準確率為99.0%，蘋果品質分類器為85.04%，橘子品質分類器為97.67%，顯示該系統在分類與品質評估上具有較高的準確性，對水果檢測及提升食品管理有重要意義。

本研究自製鋁鎂改質生物炭，應用於吸附三種常見水污染物：磷酸根、亞甲藍與阿特拉津。透過鋁與鎂的共沉澱反應，在生物炭表面生成具正電層的層狀雙氫氧化物（LDHs），有效提升吸附能力。實驗結果顯示，鋁鎂生物炭對磷酸根、亞甲藍與阿特拉津皆展現優異的吸附能力，在180分鐘內的去除率分別達94.8%、89.3%、94.1%，動力學分析皆較符合擬二階模型，顯示吸附以化學作用為主，其中阿特拉津亦符合Langmuir等溫線，推測為單層吸附。我們進一步將二氧化鈦負載於材料上進行光催化測試，在紫外光照下亞甲藍去除率提升逾50%。本研究自製的鋁鎂生物炭對多種污染物皆具高效去除能力，更結合TiO₂對汙染物進行分解。展現出吸附與光催化雙效潛力，具水體淨化的應用前景。

本研究主要探討不同嫁接方式對波羅蜜與榴槤蜜存活率之影響。研究採切接與芽接兩種方式，搭配留白、催芽及形成層對齊三種技巧進行比較。結果顯示：在25度C下，採用切接法搭配催芽及形成層對齊技術，可使存活率達70%，高於傳統方法的30%。此創新技術能使存活率提升約2.3倍。再者，觀察顯微鏡切片，發現砧木與接穗之形成層會相連在一起，並產生增生組織 ，故形成層對齊是植株存活的主因。另外，接穗催芽後可減少發芽天數， 降低病蟲害、環境變化等外在風險，讓存活率更高。 相對而言，嫁接 失敗的顯微鏡切片可觀察到 嫁接部位有腐爛、發黑與缺水。 據此，形成層對齊攸關養分與水分的輸送，是植株存活的關鍵因素，值得重視和使用。

本研究針對國中教材中酯化反應與皂化反應缺乏連結問題，設計並優化整合性實驗流程。在實驗中，發現皂化後鹽析存在「飽和點」，添加 100 mL 飽和食鹽水，十六酸鈉反應收率 193%，但增至 150 mL 時產量趨緩。為解析此現象，以 DLS 動態光散射技術，結果顯示十二酸鈉、十四酸鈉可形成微胞，十六酸鈉因溶解度低，微胞形成效果不佳。用 DLVO 理論分析粒子間作用力，補充教材的鹽析理論解釋。氫氧化鈉濃度影響方面，2 M 獲高反應收率（十二酸鈉 528%）但含水率較高，8 M 純度較佳但反應收率降低。以氯化鎂鹽析時生成脂肪酸鎂（反應收率 129%），顯示鹽類選擇亦影響最終產物。透過本研究建立了酯化、純化與皂化優化流程，期望為教材提供更具探究與應用性的參考。