第59屆--民國108年

從如何誘集黑水虻開始，尋找適合的材料引誘黑水虻成蟲產卵。觀察黑水虻完整的生活史，從取得蟲卵孵化，以各種方式嘗試飼養黑水虻幼蟲，並誘集會自動爬離食物的終齡幼蟲，待其化蛹並羽化後，設法讓成蟲交配產卵，從中觀察到溫度對黑水虻成長速度的影響。並繼續養出更多的黑水虻幼蟲來進行廚餘的分解實驗，並設計簡易的廚餘分解利用模型。

本研究想了解不同因素對觀測星星的影響，我們採用實際觀測及模擬實驗進行研究。 我們發現觀測星星時，地面光害和月暈不會降低觀測到的星星亮度，但濕度、雲霧及PM2.5濃度會降低觀測的星星亮度，這些因素同時會增加背景光亮度，背景光嚴重的地區，背景光增加的亮度更多，使星星和背景光亮度相近，而 星星視星等/背景光視星等<0.8 時，人眼才易看清楚星星。 本研究特色: 1.自製的雲霧實驗腔，能在加壓後能進行絕熱膨脹相關實驗並進行攝影觀察。 2.能依據月相、濕度和 PM2.5濃度，預測本校操場當日夜晚「星況」。 遠程發展是依本研究之方法，繼續觀測不同觀星地點的環境條件，找出關連性，最終設計一個程式，讓人們能「依據天氣預報資料」評估當地的觀星狀況。

我們延續自然課製作鹽的結晶實驗，嘗試進行明礬的結晶實驗，在購買材料時，意外的認識了「銨明礬」，才知道明礬其實很多種！我們很好奇究竟這種「食品級」的化學原料，能不能也變成吸睛的美麗結晶？經過一連串的實驗後，我們發現：1.銨明礬的溶解度會隨溫度升高而明顯的增加，很適合用來進行冷卻結晶的實驗。2.冷卻速度或震動都會使銨明礬水溶液變得不穩定而容易析出晶核，使得結晶顆粒多而細小。3.附著物的材質會影響結晶析出附著的效果；附著物在水溶液中的空間結構，如形狀、粗細都會影響晶核沉降時附著的量，繼而影響總結晶量。4.洛神花、咖啡、鐵鏽等天然素材、食用色素、水彩等都可以讓銨明礬染色；其中以食用色素效果最均勻，成色效果佳。

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。

在一個方格陣列上擺放一定數量的阻隔點（即障礙物）時，從方格中由左下角走到右上角所需的捷徑步數與未受阻擋的方格比較，勢必會受到影響。本研究主要建立在此種模式中，經由觀察、假設到證明的過程，發現許多諸如對稱、分布、極值等性質。依次固定障礙數量，加以比較並歸納當障礙物擺放於何種位置或情況時，方格中的捷徑走法數量會產生極值，及探討障礙擺放於各位置時，所剩餘的捷徑走法數量分布情形與性質。 此外，我們也嘗試朝三維的方向進行討論。我們以二維情況的研究結果為基礎，研究出三維情形中捷徑走法數的計算方法與阻擋數分布情形，進而討論出當障礙物擺放於此方體陣列中，應擺放於何處才能使捷徑走法數產生極值。

褐帶紋水螟蛾(Parapoynx crisonalis)幼蟲棲息於池塘的水域環境，幼蟲為增加身體浮力使移動更有效率和保護自身避免天敵攝食，而有造巢的行為。無巢水螟蛾幼蟲以毛蟲運動方式前進，但移動速度比有巢者慢。有巢水螟蛾幼蟲移動時，會伸出前端七個體節，左右擺動身體，讓身體與巢以S形的方式移動。有巢幼蟲移動速度，主要受蟲體擺動的角速度影響；幼蟲轉彎時改變的角度，主要受蟲體該次左右擺動之角速度差影響。因幼蟲會攝食自身的巢，因此造巢葉片選擇順序和攝食喜好是一致的。巢具有立體的外觀，可增加巢的浮力；形狀呈橢圓形，且短軸與長軸的比值為0.22，可使巢在水流中所受的阻力較小。

摺疊傘在市面上並無合適的裝置作整理，本研究研發手動及自動捲傘機，將傘葉收拾整齊，縮小體積來集束，並將其捆紮，解決雨天雨傘的收拾問題。手動的是設計傾斜支撐板和矩形閘門，讓雨傘在其上旋轉，以整理雨傘骨架並刮除水分；參考束口機的設計，研發用以捆紮的裝置。考量手動操作較難，因此改良為自動捲傘機，改裝部分為：製作固定傘的裝置，利用馬達、齒輪和皮帶，機械化旋轉與移動以達到集束與捆紮，全程以微電腦控制，使其自動化。手動捲傘成功率為88%，自動的也可以順利捆紮，經過兩者捲傘後，刮除水量 0~29c.c.都不會滴水。目前修改並打橫裝置，使馬達提升移動速度，並減少摩擦力、增加支撐力，操作模式改為同時轉動與移動，縮短捲傘時間。

本研究是分別利用細胞粉碎及磁石攪拌兩種方式，混合不同濃度的量子點前驅物，做成多種發光強度的量子點薄膜，並探討其對發光效率的影響。研究中藉由調整前驅物之濃度以控制量子點的發光效率。此外，為達到量子點長時間穩定的需求，實驗中在量子點溶液中加入高分子聚合物-聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）中，並且順利製造出實驗期待的綠光量子點膜。 藉由探討量子點濃度及實驗中的變因對量子點薄膜之發光強度、發光效率的影響，最後以藍光LED激發100μl的細胞粉碎綠量子點薄膜，再加入紅光，成功混合出白光。 研究結果顯示量子點薄膜混合出的白光色彩更飽和、色域更廣。期待未來有機會應用在新制顯示器如投影機、電腦螢幕等應用。

有別於摸著光球的啟燈模式，我們設計將貼有RFID卡的鑰匙，插入凹槽的新啟燈模式。還設計了辨識系統，插上不對的RFID卡會顯示出錯誤訊息。當卡片不慎遺失時，我們設計的清除鍵可以清除儲存在系統內的卡片ID資料，再利用加卡鍵將新的卡片ID存入系統內。我們設計了LED看板、深井燈，讓舞台更炫麗。傳統的摸光球啟燈模式，我們也加以改良，加入了觸控燈球，可因應來賓人數，設計出需要所有來賓都有碰觸到燈球，主燈才能點亮。為了讓參觀燈會的民眾，也能體驗與來賓一起點燈的樂趣，我們設計了「誰來點燈」舞台，利用AR技術，讓遊客也能拍到與來賓一起點燈的照片。希望我們這次的科展，能讓享譽國際的台灣燈會以後有新的啟燈創意。

自製的簡易光度計「方」「程式」，是以大大小小「方」形積木，組合成合適的反應系統，運用智慧型手機內的感光元件，搭配科學日誌App軟體裡的照度計，或與硬體Arduino「程式」來控制光源或感測元件，測量硫代硫酸鈉與鹽酸反應終了的光度變化，替代以肉眼目視的缺點，也可測定不同濃度的硫酸銅溶液與有色的果汁溶液，均可以有一定的參考依據。「膠碘」溶液：聚乙烯醇-硼酸-碘液系統，會使溶液呈現藍色，PVA濃度太濃時會有結塊情形；5%硼酸體積若低於整體體積約20%，將導致溶液沒辦法顯色；但0.0125 M碘液體積可以減量到整體體積的3%都還能顯現藍色。我們可以用PVA-硼酸代替澱粉，在丙酮的碘化反應中，當作判斷反應終了之指示劑。