第59屆--民國108年

本研究使用巴克球(C60)或巴克球衍生物(PC61BM)作為主催化劑，發光基團(DTBT)作為副催化劑，兩者混摻成複合催化劑並進行各種變因調控，製成催化效果最佳的有機光觸媒，應用於還原二氧化碳生成有用的燃料，達到開發再生能源與減緩溫室效應的目的，另外也可以應用於殺菌與分解汙染物。 利用氣相層析儀進行二氧化碳還原產物的定性及定量分析，複合催化劑光催化二氧化碳還原產物以一氧化碳為主、甲烷為輔，主、副催化劑混摻的催化效率遠優於單一催化劑，複合催化劑的主催化劑選用PC61BM優於選用C60，DTBT與PC61BM混摻莫耳比為1：1時一氧化碳的產率最佳，而莫耳比為2：1時甲烷產率較佳，若在反應瓶中添加氫氣或增加水量，皆有助於提高甲烷的產率。

本研究針對銨明礬結晶進行討論，並探究最佳的銨明礬結晶條件。先嘗試使用不同的懸吊線來吊晶種，再加入糖、鹽、酸、鹼探究銨明礬結晶品質，之後採用不同的降溫方式觀察銨明礬的結晶成效。實驗發現銨明礬水溶液加入適量的氫氧化鈉，一開始會觀察到水溶液有混濁的現象，但過了一至二天後會出現晶型完整且透度極高的優質結晶。溫度也會影響銨明礬的結晶品質，60℃飽和水溶液緩慢冷卻會得到品質良好的銨明礬結晶。同時，我們利用自製的簡易光照盒觀察結晶的品質。

大和藻蝦（Caridina multidentate） 因清除附著於水草葉面以及水草缸壁藻類的能力強大，節省消費者清除時間與勞力，因此受國內外消費者喜愛，並且在外銷的觀賞蝦出口量佔有極大比例。目前尚未有成功大量育成的消息，原因在於蝦苗生態習性皆不清楚。本研究目的在於找出一條成功育苗的途徑與方法，我們以蝦苗的體型來推斷其合適餌料及生長鹽度的改變。本實驗將蝦苗飼養於室外溫度約28~30℃環境中，以擬球藻做為投餵的餌料，飼養鹽度逐漸提升至25‰後即停止。待成功將蝦苗育成至稚蝦後，再將鹽度逐漸下降至為淡水，以利稚蝦成長。此次的成果有助於將此蝦的育苗模式S.O.P.化，希望將來透過最簡單、簡便的方式來育成蝦苗，達到稚蝦穩定生產及增加外銷產值。

本研究的內容關於：在一個三維的立方格子點(請見名詞定義)，在其中連接格線，使得從每一面透視，行與列都被填滿格線，我們稱為錯視全滿。 我們想要找到達成錯視全滿的方法、方法數與旋轉下的相異方法數…… 對所有 n 立方格子點，我們得出以下的結果： (一)達成錯視全滿至少需 3n 條格線，且必有 3n 格線達成的情況。 (二)收集 n 錯視點集合中所有點的骨架，必達成錯視全滿。稱為錯視解。 (三)用 Burnside 定理製作程式，計算「旋轉下相異錯視解數」。 (四)使用 Burnside，計算「旋轉下相異錯視解數」的一般式、遞迴式。

本研究測得愛玉子：水=1：100是製作愛玉凍的最適比例，我們成功拍攝愛玉子加水膨潤後之顯微影像，在愛玉子表面形成一層相當明顯的黏膜，這層黏膜是愛玉凍凝膠之關鍵。藉由電動打蛋器搭配不銹鋼網之測試、調理機搭配木製刀片、調整調理機較低轉速之測試，證明適度的攪打可使愛玉子黏膜釋出，而愛玉子完整未破裂，這是愛玉凍成功凝膠之關鍵。可調轉速之調理機價格昂貴，因而本實驗自行設計組裝精簡便宜的轉速控制器，搭配普通果汁機減速攪打愛玉子，當轉速處於3000~4000rpm範圍時，愛玉凍之凝膠高度、硬度、顯微影像、消費者喜好程度，皆與手工搓洗愛玉凍相似，足以媲美手工搓洗愛玉凍之品質。

我們用簡潔的方法、巧妙借用益智遊戲的規則，解決一道月刊數學題目的一般化情形，得到豐富的成果。 「有9位足球隊員，身高兩兩不同，排成 3×3 的隊形，命橫列最高的2人舉手、縱行最高的2人舉手，兩次都有舉手的人去收拾場地。」 本作品探討上述題目隊形的一般化：隊員們分別排成任意長方形和長方體，得到下列結論： 一、將身高由低到高編號為：1、2、3、…，得到「必定收場地」的人之編號與「必不用收場地」的人之編號； 二、承一，若編號x不在必收或必不收之中，則可排出使x號學生收場地或不收場地的隊形； 三、收場地人數的最大值與最小值； 四、若人數p介於收場地人數最大值與最小值之間，均可排出恰為p人收場地的隊形。

本報告研究不同洪水量對橋墩沖刷的影響，以高雄甲仙區之寶隆大橋為研究主體，並使用縮小模型搭配沖刷水槽，以模擬實際河流對橋墩沖刷之影響，再搭配消波塊探討對橋墩的保護效果，最後利用Surfer繪圖軟體繪製沖刷前後之地形變化，進行圖形之對比與分析，即可完整呈現不同洪水量與各類型消波塊配置之沖刷差異。 由實驗結果歸納發現，水位及流速越大對橋墩造成的沖刷越強，對橋樑的破壞也最嚴重；另外消波塊的型態與排列方式可以有效減緩流速並降低沖刷，達到一定的保護效果，值得未來做更進一步的研究與討論。

本研究利用回收寶特瓶、廢棄CD及重複使用的鐵條設計好玩的水火箭車，藉由高壓氣體將水推出瓶外，形成水火箭車行駛的的動力，從實驗中找出空氣與水的比例、打氣壓力、輪胎寬度、大小與胎紋(摩擦力)……等對車子行駛的影響，探究能讓車子行駛最平穩、快速的最佳條件。研究結果發現：水量在350cc、空氣壓力120psi，水火箭車具有較大的動能；輪胎CD片數愈多、輪胎直徑愈大及止滑膠帶材質(摩擦力愈大)，皆會影響車子行駛的路徑及穩定性。 為了符合水火箭車創意設計競賽，從最佳行駛條件中去設計多款節能環保的創意水火箭車，經過不斷創作與改良，終於創作出一款符合競賽規則、節能環保的水動力概念車，也激發了另一個研究靈感，是這次科展最大的收穫。

在此科展實驗中，我們設計一對耦合的蠟燭火焰振盪器來觀察之間的相對距離改變與耦合相變的關係，並用iphone慢速攝影與Tracker分享軟體來分析同步振盪與振幅死亡的區域，即期導致相位翻轉分叉變化的實驗條件；實驗結果顯示相變區域發生於雙振盪器距離d=0.8~1.2公分間，且在d=0.8公分處觀察到同步振盪(IP)、振幅死亡(AD)、反向振盪(AP)和相位分叉振盪(PFB)的混合狀態，我們成功的利用簡易雙振盪器實驗來解釋此非線性物理特性，而進一步瞭解振幅死亡和相位翻轉分叉之間的這種轉換現象，在未來，此成果將有助於我們避免其他的不適現象發生，例如神經元和腦細胞中的振幅死亡、捕食者系統中的振盪狀態、振盪傳播、或傳染性疾病傳遞等現象。

本研究自行開發的水耕蔬菜養殖機，自動監控植物生長環境，透過自動加換水與營養液等方式做出相對回應，讓使用者只需負責採收與觀察。為達成此目的，我們使用Arduino UNO板作為控制面板，在室溫下以影響水質主要的三個變因做為監測對象：導電度計(EC)、酸鹼值計(pH)、溶氧量計(DO)，並自製水位計，自動控制植物最佳生長環境。本研究水耕蔬菜較市售蔬菜小，但硝酸鹽含量低，較無病蟲災害，機器自動種植能使蔬菜生長更為迅速且無須施用農藥。此外，我們調整機台空間配置，並美化機器整體外觀，使機器可架設在一般室內空間。最後，我們估算自製水耕蔬菜機的成本，期望在實際應用上能擴大規模，使單次種植棵數增加，降低成本、節省人力資源。