第59屆--民國108年

在牛奶中滴入清潔劑，會觸發液體間的表面張力差，形成馬拉高尼流(Marangoni flows)。本研究使用3D列印製造流道與迷宮板，於迷宮中注入一層牛奶，並在起點滴入清潔劑，使得牛奶液面上的色素走出一條可通向迷宮終點的正確路徑。藉由攝影並以軟體Tracker分析色素的流動情形，了解其背後解謎的真相。研究發現：液體種類、流道狀態、終點的面積、流道的岔路與彎道數、溫度差異，皆會對色素流動產生影響。在無解流道、簡單幾何流道、多重路徑迷宮及唯一路徑的迷宮中，色素的流道選擇產生許多有趣的樣態。我們將其概念轉化成有趣的液動導航並與Google導航進行比較分析後，引入並修正A*演算法導入Python模擬棋盤格流道導航，嘗試呈現出流體行為的計算機思維。

本研究利用壓克力盒、沙子、小保麗龍球等簡易材料，自製多種不同排列的孔洞模式來尋找最佳的顆粒流化現象，發現影響顆粒流化有三種主因： 1.孔洞大小：直徑2mm，孔與孔之間的距離為2公分為最佳，面積越大則孔數越多， 孔數=(長/2)+1*(寬/2)+1。 2.顆粒：必須使用完全乾燥的沙子(顆粒大小為0.2~0.5mm之間)或小保麗龍球，顆粒高度5~25公分，無法使用綠豆、鹽、糖、麵粉等物品來代替。 3.氣流強度：氣壓大小需適中，太大會造成顆粒激烈翻騰或噴發，太小顆粒會不動或只微微震動。 最後利用分層彩沙與彩色小保麗龍球來探討流化軌跡與流化程度，藉由色層的移動，成功觀察顆粒流化軌跡的變化。

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。

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。

本研究利用校內落葉堆肥中的紫花馬櫻丹萃取精油，為保存其精油成分我們採減壓濃縮蒸餾法，以相對低溫的條件下探討9種不同變因中，此法的最佳條件並測其抑菌能力。結果顯示(1)葉片或花瓣需要烘乾，以35°C烘乾18小時，續以35°C的水浸泡23小時，並以50°C蒸餾，以50毫升浸泡液 第一滴蒸餾液滴出後蒐集20分鐘萃取效果最佳；(2)花瓣與葉片萃取精油皆有效果；(3)以水浸泡比以油浸泡萃取效果佳。抑菌實驗結果顯示，萃取之精油對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌皆有抑菌效果。萃取的馬櫻丹精油經IR鑑定與天然羅勒和薰衣草精油圖譜極相似；GC-MS鑑定得知主要成分為冰片、莰烯、肟類，抑菌與防蟲成分。未來可將其利用在校園與社區創造特色伴手禮與生物防治產品。

本實驗探討溫室氣體對極地冰融的影響，結果一：當溫室氣體受地表輻射溫度升高之實驗時，加熱光源宜選擇中紅外光區，可以避免其他波段干擾。結果二：溫室氣體分為CO2、H2O、CH4及N2O等氣體在中紅外光區皆有高的吸收率，故皆為溫室氣體。而同核物種如N2及O2，因在紅外光區沒有吸收波段，故不屬於溫室氣體。結果三：依據分析可發現全球溫度和CO2濃度都是呈現上升的趨勢，我們預測18年後CO2濃度即會由今年的新高408ppm上升到450ppm。結果四：在汽水模仿冰融之實驗中，亦驗證推論如冰層中富含有溫室氣體（CO2、CH4等），當冰層融化時確實會釋放出大量溫室氣體而造成溫室效應加劇之可能。結果五：CO2捕獲技術以化學吸附確實可成功吸附空氣中的CO2。

本研究以力學分析影響陀螺擲準因素，並依據研究結果進行改良，製作適合小學五、六年級學生投擲的陀螺，並與其他陀螺比較。研究結果發現影響陀螺轉速、轉動時間、陀螺擲準因素有摩擦力、重心、繞繩、螺釘、重量、大小、形狀、距離高度。進行改良，設計尾凸和握手線，好握好施力。陀螺刻出三條防滑線增加靜摩擦力1.0kg。調整陀螺錐度讓陀螺翻轉正確。中心加螺管降低重心0.6cm，陀螺底部鑽孔降低重心0.3cm，轉動更穩定。改良後，自製陀螺比一般陀螺轉速快(817轉)平均得分高1.36分，失誤率減少0.36。模擬擲準比賽，自製陀螺比學校陀螺高1.5分，比表演陀螺高6.2分。新手學習2小時，自製陀螺投擲成功率0.85，比一般陀螺高0.25，自製陀螺提高學習效果有利推廣陀螺體育活動。

本研究之目的在緩解營養午餐之剩食問題，以剩餘白米飯(台梗14號)、水果(蘋果、香蕉、奇異果)製成水果米飯麵包。首先以米飯加入麵包中，實驗得出米飯添加之最佳比例為43%。再者，將水果研磨成水果粉，減少冷藏之體積，並比較添加新鮮果汁與水果粉之差異，發現蘋果米飯麵包(包括新鮮果汁或水果粉)，在密度、口感均優於香蕉和奇異果米飯麵包。此外，本研究亦採用品評分析，得知同學對蘋果米飯麵包的喜好度極佳。最後探討影響奇異果和香蕉米飯麵包成型不完全原因，得知Actinidin為香蕉米飯麵包成型不完全原因，奇異果則受Actinidin和酸鹼值影響。

本研究旨在探討倉鼠的學習能力。實驗對象為三隻同品種的倉鼠，首先了解倉鼠對不同穀物的偏好；其次探究光線強弱對其選擇路徑的影響，作為後續實驗設計的依據。其三透過不同難度的迷宮了解倉鼠能否在多次經驗中縮短穿越的時間；接著進一步在迷宮中加入○╳的簡易標示，探討倉鼠能否藉由辨識標示來縮短穿越時間。最後則透過食物與聲音建立連結，探討倉鼠在條件反射學習的習得效果。 實驗結果得知，第一：倉鼠個體間對於食物有偏好性，以紅高粱最受喜愛。其次：倉鼠喜愛光線較弱的通道。第三：倉鼠確實具有學習能力，但個體之間有所差異。第四：迷宮中的標示能協助倉鼠縮短其穿越的時間。第五，在條件反射的學習中，倉鼠能獲得對聲音的穿越迷宮反應。