第60屆--民國109年

近來暴雨頻傳，預報困難度提高，即時短期降水成為熱門的議題。 本研究意欲以深度學習的類神經網路，經過大量雷達影像訓練後，以高命中率預測短期雷達回波演變，並透過回波值Z和時雨量R公式轉換，進行雨量預報。 以中彰投、海拔低於700公尺的地區為對象，先求出各降雨型態（梅雨、颱風等）在Z—R關係式的a、b值，且以回波預測各類型的雨量，並且找出各降雨類型的模型所對應的最佳訓練集長度及訓練型樣（Epoch）。 結果發現在預測冷鋒、颱風、梅雨即時降雨方面，卷積長短期記憶類神經網路(ConvLSTM）的雨量預測能在60分鐘內誤差小於 4毫米，其餘類型的降雨預測，誤差則小於10毫米，成功地預測雨量的變化。

本研究藉由生活中對「倒牛奶漏出」情形感到好奇，開啟了研究，並設計實驗針對不同變因進行探究。藉由觀察、實測，發現圓弧狀瓶口的瓶子容易產生回漏狀況；當瓶裝液體量較多時，傾倒角度較小就會開始流出來，也容易回漏；而越濃稠的液體，在剛超過「起始角度」時，較容易從瓶口旁出現回漏。 另外，我們也發現，小孩子要倒出大容量瓶裝液體時，因操作不易，容易使液體回漏。於是我們透過實驗、討論，設計出使液體不回漏的環狀套環，並結合自製「傾倒輔助架」，協助解決生活中遭遇的問題。 最後提出傾倒牛奶較佳的方法：(1)透過瓶口凸邊設計，改善傾倒牛奶時回漏情況。(2)使用設計製作的「傾倒輔助架」，便可適用在1800-2000ml的中大型罐裝瓶，倒牛奶就變輕鬆了。

本研究主要了解(1)五種蚜蟲寄生蜂對蚜蟲的偏好(2)寄生蜂之間的競爭關係(3)寄生蜂與蚜蟲族群的動態。不同種類的寄生蜂對蚜蟲種類有不同的偏好，細長脛蚜繭蜂偏好棉蚜和稻麥蚜。岐阜蚜繭蜂偏好馬鈴薯蚜及偽菜蚜。廣三叉蚜繭蜂偏好棉蚜。異足蚜小蜂無明顯偏好。柯曼尼蚜繭蜂偏好棉蚜。同種蚜蟲中，寄生蜂偏好高齡期個體。不同種類寄生蜂演化出不同層次的競爭力以共存於自然界中，成蟲或幼蟲都可能出現競爭現象。競爭的結果使寄生蜂傾向利用不同寄主，亦演化出不同的寄主專一性。最後以Nicholson-Bailey模型為基準模擬寄生蜂與蚜蟲的數量關係。透過模擬結果能精確估計寄生蜂數量以達到最佳防治效率。寄生蜂數量充足時，可將寄生蜂分批施放以加速防治蚜蟲。

在理化課老師介紹過巴克球，體育課踢過足球，兩者外型相同，但足球好圓，我們好奇這個多面體是否接近球體。 研究方法為選定正多面體及截角多面體，從十種多面體分別計算表面積、體積與其外接球表面積、體積的比值。 研究過程中，首先我們計算組成面正多邊形面積，其中以正五邊形及正十邊形，運用黃金比及複雜的根式計算，再計算多面體表面積。接著逐一推論多面體的外接球半徑、面心距，來計算多面體體積。最後數值分析這些多面體的覆蓋率與填充率，以數據為證，來說明巴克球確實相當接近球體。 本研究附加價值在於我們完全「沒有」使用三角函數，純粹以國中階段數學基礎進行研究。

本研究主要是在探討平面上任一點對三角形三邊所在直線投影或反射後的點所連成的第一垂足（反射）三角形之性質，我們試圖對此垂足（反射）三角形作重複的動作，造出第二垂足（反射）三角形，如此反覆地進行下去，觀察它們與原三角形之間的關係，以及起始投影點的變化，並找出其規律。內容包括： 一、第一與第二垂足（反射）三角形是特殊三角形（等腰三角形、正三角形、直角三角形、相似三角形）時，起始投影點的所在位置。 二、歸納出第n垂足（反射）三角形的循環性、互換性與相似性。 研究過程中發現許多與本研究相關的著名幾何性質，如費馬點、布洛卡點、等動力點、阿波羅尼斯圓…等，也得到許多漂亮的性質，令人讚嘆古典幾何之美。

本研究採用海藻膠糊液製作出薄膜，得知甘油、醋酸是關鍵成分，可控制糊液的流動性或軟硬度，以2%海藻膠糊液，添加2%甘油、1.5%醋酸之配方比例來製作薄膜，本研究稱之「自製新型保鮮膜」，藉由不透明度、穿刺強度、抗拉強度、拉伸長度等物性測試，驗證「自製新型保鮮膜」初步具有商品化之水準。在實際應用上，「自製新型保鮮膜」包裝功能特性、包裝視覺效果甚佳，並具備優良的冷藏保鮮效果，而且不用擔心因保鮮膜接觸油脂、蒸煮或微波加熱處理所衍生的食安問題。「自製新型保鮮膜」之水活性值遠小於0.6，因此，常溫下具有相當好的貯藏性。最後，經3週掩埋測試，證明「自製新型保鮮膜」之腐敗性甚佳，是一種對環境十分友善的環保材質。

盤緣的刻紋間距真的會影響塑膠蓋飛行距離嗎？經過我們實驗測試證明，答案是肯定的。第59屆中小學科學展覽會作品—變化多端的瓶蓋棒球，評審評語提到兩點： 1、挑選大、中、小瓶蓋後，有確認瓶蓋大小不同，刻紋間距、材質是否相同？ 2、人為發射會有許多誤差，若能設計簡易旋轉發射機會更佳。 利用設計的塑膠蓋自動發射器來測試，可以把每次塑膠蓋發射出去力道的變數影響降低。理論上物體在做水平拋射運動，初速度會決定它運動後距離的遠近。為什麼塑膠蓋會飛得這麼遠？這是因為塑膠蓋多了「空氣浮力」這個因素可以支撐它飛行。

本實驗探究油點百合的黑斑生成因子，實驗分為五個部分：第一個部分檢示黑斑葉切片，顯微鏡下觀測黑斑主要在上表皮細胞之下的單層葉肉組織，具有黑斑的細胞為紫紅色，推測為花青素；第二個部分以分光光度計檢測黑斑萃取液，比對前人的花青素光譜數據的波峰段，應為花青素的一種類別-芹菜定；第三個部分，透過UV光照射是否形成黑斑，透過UV模擬箱，皆以12.7公分的距離照射，在照射UVA、UVC後，和對照組進行比對有顯著的黑斑比例差異和葉柄生長量的差異；第四個部分以氮肥、尿素、磷肥和必達通用肥作為營養鹽，噴灑在葉面、土壤灌溉和直接浸泡於營養液的方式進行灌溉，結果顯示噴灑在葉面的各組營養鹽皆有促使黑斑生成率增加的現象。

DNA損傷導致的基因體不穩定是癌症的共同特徵，而DNA損傷反應 (DDR) 負責維持基因體完整。DDR的活化可阻滯細胞週期並啟動DNA修復，其過程受許多因素調控，包括多種轉譯後修飾如乙醯化、小泛素化等。HDAC7是組蛋白脫乙醯酶，該家族成員有多個已被證實參與DDR且在多種癌細胞中常過量表現。最近研究發現HDAC7具小泛素蛋白E3連接酶活性，但相關研究甚少，因此欲探討HDAC7在DDR所扮演的角色。 本研究使用西方墨點法、免疫螢光染色、流式細胞儀分析、細胞活力檢測系統和細胞群落形成能力實驗，發現以RNAi技術將細胞的HDAC7基因沉默後會降低DNA損傷引起的ATR-Chk1及ATM-Chk2訊號強度，使不能有效率活化檢查點，並對DNA損傷藥物較敏感。由以上結果顯示，HDAC7有潛力做為抗癌藥物研發的新目標。

現今人們追求色彩，染料汙染已不容小覷。過去人們使用活性碳處理染料汙染，卻不能重複使用，與現今重視的綠色科學相違背，為了達到吸附後又能重複利用的目的，本研究使用廢棄稻殼製作吸附劑，並結合光觸媒，能同時吸附並分解染料。 實驗發現：使用稻殼可製作出的二氧化矽吸附劑約占原稻殼的10%；採用已磨碎、pH=0.74並加熱100度2小時(使醣類水解)、500℃燃燒2小時(燒去粗纖維)可得最純白的SiO2，對於1A、2 mL亞甲藍有最好的吸附效果(吸附率約80%/5 mg，而市售矽藻土<20%，活性碳<70%)；與同樣主要是SiO2組成的矽藻土相比，稻殼氧化矽具有不易吸水的特性；此外，實驗使用自製檸檬酸鈦製作光觸媒並與稻殼氧化矽結合，發現TiO2/SiO2=1：5時具有較佳的褪色效果但復原時間長。