第59屆--民國108年

「減量是王道」─利用雷射切割機、壓克力板、螺絲、針筒等器材，設計並製作微型電解水器，除完成各種電解質測試外，並探究電解變因，精確量測法拉第常數。「回收是責任」─善用電解原理，探究銅離子的回收率成因；最後回收科展實驗的所有廢液，減低科展實驗對環境的衝擊。 最耐腐蝕的電極實驗發現，黑化處理的鎳鈦合金電極電解NaOH溶液時，其氫氧體積比最接近理論值2.02，SEM圖亦顯示其材質抗腐蝕能力強。回收率的探究發現通入的電流強度越高、越酸或添加螯合劑，會造成回收率下滑。 利用電解法可完全清除實驗廢液中的銅離子，免去強鹼的使用；整個回收過程約損耗216瓦‧小時，折合0.216度電。

淡水渦蟲會捕食蚊幼蟲，有助病媒蚊防治。為了探討大量繁殖飼養時，長期餵食渦蟲固定食物是否會記憶，導致後續生物防治成效不佳，因此進行渦蟲對食物記憶與捕食行為試驗。根據群體與個體渦蟲對食物記憶行為結果，長期餵食紅蟲的渦蟲皆偏好選擇蝦肉，推測渦蟲對食物無記憶或具偏好行為。群體捕食行為試驗，當孑孓數量越少，渦蟲捕食前爬行速率越快；孑孓數量越多，渦蟲搶食隻數越少，第一隻渦蟲獲得相對能量收支越多；發現渦蟲捕食孑孓時，視覺訊號大於化學訊號刺激。觀察渦蟲捕食策略，分為主動捕食型、機會主義型Ⅰ和Ⅱ，且以機會主義型Ⅰ為主。綜合評估，渦蟲對食物無記憶，有利於未來野外投放。未來持續探討利用渦蟲防治媒蚊疾病的應用。

如何提高柳橙的甜度？研究證明柳橙以不榨汁的方式放置一段時間，時間越久糖度越高。酸鹼變化不大。降低溫度可提升柳橙的糖度，溫度越低糖度越高。施加二氧化碳後，壓力加得越大，糖度越高。讓柳橙變甜的方法依序為：「二氧化碳加壓」>「放入冰箱」>「放置時間」，但如果三者同時進行效果更明顯。經過加壓處理的柳橙，在30分鐘後，糖度都沒有變化。加了二氧化碳的柳橙之所以變甜，可能是因為氣泡讓柳橙的果粒有裂痕甚至凹凸不平，有些爆漿的感覺，在氣泡不斷冒出的過程破壞果肉，讓柳橙變甜。加入1%的蔗糖轉化酶，就可將蔗糖水解成果糖與葡萄糖，使柳橙汁糖度提高。運用方法提升柳橙甜度，做成好喝的氣泡飲，是消暑的利器喔！

本研究主要探討四位數經 f(X)函數運算後的結果。研究後得知經 f(X)函數運算後輸出值的標準形態 (x,x-1,k-x-1,k-x)，只需要用一個變數即可控制所輸出的四位數之值。從而導出若進位制為 3 的倍數則有固定點，其通式解為 ( k/3 ,k/3-1 ,2k/3-1 ,2k/3 )。後來更進一步將進位制限制在 3×2n ，則只有固定點而沒有自戀環，而進入固定點的兩種路線型態之步數為 n-t+1 和 2n-t+1 。而在自戀環方面，我們將週期解寫成r1Tk/r的型態，並得知其週期解的個數公式 ∏i=1n=(ni+1)-1，和週期解內元素個數公式(k/r-1)/2-∑i=1^( ∏i=1n(ni+1)-2) Tli=φ(k/r)/2，以及週期解內元素為何。另外，藉由歐拉公式推導出不在週期解內且滿足標準形態的四位數，經f(X)函數運算後進入週期解 rTk/r內個數的公式，且依照週期解條件不同，其計算公式分為下列兩種 ∑x=0p-1φ(k/2x)+φ( k/2p)/2+∑y=0p-1φ(k/(m⋅2y))以及 ∑x=0p-1φ(k/(2x r))+φ(k/r)/2。

時代的演進，空汙一直是現今社會的重大問題，工廠、汽機車所排放的廢氣、二氧化碳，造成嚴重的空汙染，空氣中的懸浮微粒影響至雨水當中，雨水就變成現在俗稱的「酸雨」。酸雨對植物及土壤造成的影響甚大，會對植物造成角質層的破壞，也會造成土壤陽基離子流失。過量的酸性物質會影響植物的正常機能，導致植物枝葉枯萎，降低土壤緩衝能力，影響植物營養吸收及森林的衰退等連鎖反應，並造成湖泊、河流水域環境酸化及重金屬累積，進而危害整個水域生態。但如果能善加利用使用雨水灌溉，豈不是能減下龐大的水資源，有鑑於此，我們討論思考調節雨水酸鹼值，經過濾後成普通用水，供灌溉使用，來節省水資源的浪費。

尿酸氧化酶參與嘌呤代謝機制，然人類尿酸氧化酶基因已退化，易使過量尿酸沉積於關節造成痛風，因此微生物源尿酸氧化酶具極高研發價值。 本研究針對微生物源酵素進行基因體探勘，篩選出抗輻射奇異球菌(Deinococcus radiodurans)及耐熱雙球桿菌(Thermobispora bispora)源尿酸氧化酶基因，取得尿酸氧化酶重組蛋白質進行酵素活性測定、熱穩定分析、蛋白質結構解析、酵素對金屬離子耐受性分析與尿酸檢測應用。抗輻射奇異球菌源酵素於30℃催化速率較過去報導之酵素佳，而耐熱雙球桿菌源酵素於70℃催化效率與熱穩定性仍佳。解析耐熱雙球桿菌源酵素結構發現羧基端具特異性構型，推測與熱穩定性有關。本研究的兩種尿酸氧化酶，可分別作為降解尿酸的速效及緩解型藥物，並開發成快速檢測尿酸的簡易方法。

本研究源於觀察外婆倒桔醬，無法控制速度與流量，而展開實地探訪與實驗。結果發現： 一、桔醬製造過程經高溫殺菌後，直接充填至瓶內，採用窄口玻璃瓶，以減少發霉機率。 二、 低溫、濃度愈濃，倒出時間較長。黏度愈大，黏著在肉片的量較多。 三、傾斜角度60度，震動瓶身後方，桔醬出瓶時間較快。以每秒搖動3次的頻率，能快速倒出桔醬，但會在瓶口出現桔醬甩動的情形。 四、桔醬會從下方壓力較大，或較短的吸管流出。上方入口細，下方出口粗最快流出。 五、吸管旁鏤空，流速不快，但穩定，能在1分鐘內流出30g桔醬。 六、最佳設計裝置是：隔板0cm作為分流裝置，並加上瓶身後方震動，平均能在8秒讓低溫的桔醬流出30g，且控制於下方出口流出。

為探討地下管線以及船隻的防鏽方式，設計實驗用鐵與活性大的鋅、鋁相接，還有外加直流電，長時間浸泡在三種環境(自來水、3%食鹽水、土壤)中，檢驗陰極防鏽效果。使用物理方法測量金屬質量和電位差變化 ; 化學方法用黃血鹽、赤血鹽及硫氰化鉀，檢測鐵離子與亞鐵離子濃度隨時間的變化，並以檢量線定量。研究結論： 一、鋁在電解質濃度高的酸、鹼、鹽溶液中，陰極防鏽效果較好，鋅在電解質濃度低的溶液中，陰極防鏽效果較好。所以船隻與水中設施在淡水中適合用鋅防鏽，在海洋鹹水中適合用鋁來防鏽。 二、以外加直流電防鏽，鐵與鋅相接效果較好，地下管線適合用鋅片防鏽，但電解質濃度高的環境不適合外加電流陰極防鏽，否則陽極金屬會快速腐蝕。

蓬萊米粉取代麵粉、紅蘿蔔廢棄物利用、結合宜蘭產量豐富櫻花蝦，研發出新產品，取名為櫻蝦米蘿捲。蓬來米粉取代麵粉黏度及硬度實驗：全米蛋捲口感酥脆且無麩質，故鏡檢無網狀結構；紅蘿蔔不同乾燥條件製成粉，35℃乾燥24小時之紅蘿蔔粉類胡蘿蔔素含量最高；色差實驗：紅蘿蔔及櫻花蝦脂溶性色素能隨著10%、20%、30%比例增加而上升，於麵糊中釋放，製成蛋捲後色素亦能保留；紅蘿蔔抗氧化實驗：隨著紅蘿蔔粉比例上升，油脂氧化作用能有效減緩。營養成分：每100克蛋捲鈣含量為380mg、類胡蘿蔔素含量為21mg。28天貯存實驗，水分及水活性都無明顯上升，產品可在室溫下存放28天。最後將產品包裝、LOGO設計、商品化、市場調查，發現市場滿意度高，是值得被開發的產品。

幾丁聚醣為富含利用價值的生化材料，目前多被應用在醫學方面；它具有配位官能基，能與金屬離子進行吸附，進而改善環境中受汙染的水源。本實驗利用蝦殼自製成幾丁聚醣，按汙染比例最高的Cu2+作為本次實驗的主要代表，並以檢測幾丁聚醣加入不同的量，對Cu2+吸附之影響作探討。 本研究主要採用以下兩種方法做為吸附實驗： 1.直接沉澱法。 2.薄膜吸附法。 並且改變下述兩種變因，來觀察幾丁聚醣與硫酸銅之間的吸附效率: 1.改變加入的幾丁聚醣含量。 2.改變硫酸銅的濃度。 最後運用朗伯-比爾定律求出吸光度，推算出能吸附環境中含銅汙水的最佳比例。