第59屆--民國108年

全球每年生產塑膠製品約1.4億公噸，而塑膠製品需要大約四百年的時間才能被自然分解，在海洋形成塑膠濃湯的情形，近年來環保意識抬頭，我們關心這個議題，因此本研究想了解如何利用生活中唾手可得的素材製造環保塑膠，從廢物中尋找可行的機會，從打魚丸刮除魚肉後所剩下的魚骨為材料，探討何種魚骨較適合製作生物塑膠，並探討加入魚骨後製成的生物塑膠的抗菌性為何；以何種材料作為魚骨黏合劑有較強硬度，如何增加魚骨塑膠耐重性，製成的魚骨塑膠耐熱性、耐酸性範圍以及魚骨塑膠的防刮性為何，進而瞭解魚骨是否有再利用價值，形成具有良好物性及化性的生物塑膠。

本作品研究空氣冷淬效應於氮氣常壓噴射電漿碳布改質之影響，改質碳布並應用於聚苯胺-奈米碳管複材超級電容。操作常壓噴射電漿處理碳布時的氣體通過石英管內外流速差造成壓力差(白努力定律)將環境中空氣引入噴射電漿下游同步和氮氣電漿高反應性粒子及碳纖維進行反應。由XPS分析結果，無論有無空氣冷淬，常壓電漿處理有效可改質碳布碳纖維，在碳纖維表面產生含氧官能基且有滲氮效果，改善碳布親水性。無處理碳布具有高水接觸角，電漿處理後水珠完全滲入碳布。引入環境空氣處理的碳布具有較高量含氧官能基，即空氣中氧氣有效參與反應。高親水性的碳布電極可增加和電解液接觸面積，降低介面阻抗，增加電容值。常壓電漿處理可有效增加電容值。

好奇著生蕨類到較原始蕨類的孢子囊開啟，在周遭環境找到十二種進行研究。結果顯示，擬蕨和厚囊蕨類孢子囊厚且無柄，孢子直接掉落；原始薄囊蕨海金沙頂生環帶開啟未彈射，芒萁與鬼桫欏斜生環帶具短柄與無柄，五種較進化薄囊蕨垂直環帶具長柄和唇細胞，開啟並彈射；孢子受保護減少。環帶構造和水與空氣移動影響開啟角度、機制和射程，伏石蕨平均開啟角度最大，杯狀蓋骨碎補平均每秒開啟最快；海金沙和芒萁為第一類型槓桿，鬼桫欏、伏石蕨為第三類型，鹿角蕨、毛蕨、台灣山蘇花和杯狀蓋骨碎補為第一、三類型；開啟角度與射程成反比，推測與生長方式有關。擬蕨、厚囊蕨和原始薄囊蕨多為地生，較進化薄囊蕨多為著生；最後，分析演化過程並繪圖。

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。

現階段與非牛頓流體相關之科展研究，大多無法際應用，主因有以下三項： 一、在流體濃度極限的探究上還未有較全面的測試。 二、流體調製費時費工且容易受多項因素影響結果，如：溫度、濕度、保存。 三、成品目標過大，不容易實體化，結果較無說服力。 為了製作可貼近日常生活應用的非牛頓流體，使其在呈現為膨性流體(剪切增稠流、脹流性)時我們做出以下測試及應用： 一、測試出了市面上容易取得之安全食用材料中，哪些適合製成膨性流體。 二、同材料能保持膨性流體之濃度的最大與最小極限，其值介於0.52~0.63之間。 三、比較出玉米粉最適合製作以膨性流體為主的日常生活防護品之原因。 四、運用生活中容易取得之材料製作出手機保護套，其防摔高度可達四層樓以上。

康軒版自然課本第七冊第三單元「大地的奧秘」有觀察土壤課程，想了解食農土壤性質，便研究這主題。 A、C與D區是「砂質壤土」，是「壤質土壤 (中質地)」；B區「壤質砂土」，是「砂質土壤 (粗質地)」，B土質比較觸感粗糙。密度與土質組成對植物根部生長關係，B、C、D區「理想總體密度」，A介於「理想總體密度」與「開始影響根系生長的總體密度」之間。 含水量D區最大、C最小，土壤呼吸量B區最大、D最小，D區土地最貧瘠，因高含水量、低密度及最小呼吸量，B土地最肥沃，因土質濕潤、密度適中、呼吸量適可。 A、B、C區pH微鹼性，D區中性，全區pH 7.1-7.8，適合種玉米、胡蘿蔔、白菜、蔥、芋頭、大蒜及韭菜進行食農教育。

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。

我們常在榕樹的四周看到掉落許多果實，但很少看到有小榕樹在榕樹四周長出來，卻經常看到校園的牆角、樹縫中長出榕樹苗，因此懷疑是鳥類啄食榕果造成，所以本實驗主要探討『鳥類啄食』在榕屬植物種子發芽的過程中所扮演的角色。 實驗會採集榕屬植物周圍鳥類糞便，收集其中榕屬植物種子種植；再採集成熟榕果，取出其中種子，模擬鳥類消化的過程來處理種子再種植，比較兩者種子發芽情形，探討鳥類消化的過程中，是否有哪個階段會對榕屬植物的種子發芽產生影響。從其中5種有發芽的種子觀察推論，『鳥類啄食』在榕屬植物種子發芽的過程中，主要作用是將種子從果實中分離出來，讓種子可以直接和土壤接觸以利發芽，並隨著鳥類的移動將種子散布到遠處。

網路科技時代，人們使用網路社群平臺互動的機會增加，對其內涵的探究與了解也顯得日益重要。本研究整合過去研究提出的網路社群平臺使用經驗評價因素，以「社交拓展程度」、「容易操作程度」、「自我展現程度」、「正向感受程度」、「訊息獲得程度」五個因素為基礎，輔以功能比較，來探討時下流行且具代表性的Instagram和TikTok網路社群平臺，試圖從同類型網路社群平臺的比較中釐清並推測評價較高之網路社群平臺應具備的特色，做為未來網路社群平臺相關研究和開發創新的參考。本研究雖受收集之樣本群體侷限而不利於用以推論解釋一般大眾群體情況，但結果仍具參考價值。

我們發現有些水溶液結冰後會推擠溶質到中央匯聚成顏色較深的區域，但有些溶液卻不會，到底是什麼原因造成此現象的差異？於是我們操縱各種變因來觀察它們對溶液結冰時溶質匯聚表現的影響。 實驗發現並非所有的濃度都會匯聚；不同溶質的匯聚情形也不同；溶劑所含雜質越多匯聚效果越差，且結冰後氣泡分布也各有特色；上下等寬的容器呈角錐狀匯聚，下窄上寬的容器則為柱狀匯聚；先結冰的地方會推擠溶質到後結冰的地方且結冰速率越慢匯聚程度越好；最後我們利用保麗龍包覆+重力方向來控制結冰順序使冰晶推擠力達到加倍的效果，再透過自製離子濃度檢測器發現冰塊中溶質匯聚區的濃度並非均勻一致，而是依結冰的順序而有低、中、高的「濃度梯度」現象。