第60屆--民國109年

我們在河內塔研究是改變柱數M與盤數N的關係，討論最小步數Q合理範圍。其中，對於任意N盤，改變M柱會使Q在最小值2×N-1到最大值2N-1範圍內變化。 透過研究分析將最佳操作技巧分為讓位法、換位法、原始降柱法與複合降柱法共4類。讓位法：2×N-1與換位法：2N-1，而降柱法則透過分盤降柱概念，將題目簡化拆解，並反覆運用前2者概念完成調節柱暫存的降柱移動，配對出最少步數Q。 將N盤如何切分進行降柱有最佳選擇，且題數間差距與相同差距使用次數也有規律，因此，可建立差距表並累加差距使用重複次數破解任意M柱N盤河內塔的最少步數Q。

廚餘的流向是近年來熱烈探討的議題，昆蟲界的黑水虻更是消化廚餘的好幫手，於是我們先瞭解黑水虻的生物特性，研究黑水虻幼蟲的生態行為及設計飼養環境。本實驗的研究結果，得知在家是可以飼養黑水虻來處理廚餘，廚餘的濕度要控制在潮濕不要滴水，幼蟲消化廚餘是以四齡蟲的消化速率最快，在六齡蟲顏色轉咖啡色時，就要準備引道讓預蛹期的黑水虻幼蟲到乾燥的地方。幼蟲及廚餘所散發的腐臭味道可以加入肥料水及活性碳來降低臭味。黑水虻蟲糞也可當成花卉及果實類肥料。成蟲可餵食蜂蜜水增加產卵的數量。更設計經濟循環通路讓家戶可以循環飼養。整個實驗期間，也讓我們瞭解黑水虻對人類的生活環境並沒有產生衝擊性的影響，是經濟價值很高的友善昆蟲。

本研究利用尼羅紅染料(Nile red)為親脂性的特色加入有機溶劑製作成尼羅紅螢光染劑，將瓶裝水染色，使用濾紙二次過濾後，以UV光照射觀測，找出實際塑膠微粒子，再利用拉曼光譜可以明確辨識分子的特性對塑膠微粒進行光學分析，做二次塑膠成分鑑定。我們檢測部分市售的礦泉水，利用精細設計的過濾步驟濾出塑膠微粒子檢體，再利用本研究方法確定所找出塑膠微粒子的成分，比對各種塑膠成分，找出瓶裝水中塑膠微粒的可能材質，進而推測其可能來源。 本研究使用的檢測方式已可有效的標記出瓶裝水裡的塑膠微粒子，在顯微尺度下找到，並取得部分檢體的拉曼光譜分析其材質。

一次性口罩的材質都是不織布，原料是聚丙烯或是聚乙烯，是一種半結晶的熱塑性塑膠，使用完就丟，並不環保。希望可以藉由這次實驗做出環保又能預防PM2.5的口罩。

本研究以藍色樹形玫瑰為主軸，研究嫁接對玫瑰生長、病蟲害之影響，分析其中問題所在，加以改進創新，也探討環境的酸鹼值對花色的影響。本研究發現樹玫瑰嫁接後外觀看起來安然無恙，卻在幾天後枯萎而死，經透過顯微鏡觀察切片，發現砧木與嫁接玫瑰形成層癒合速度不同而導致維管束喪失功能，無法輸送水分而死亡。本研究使用自創的嫁接方式—環狀剝皮法，搭配修剪技術及天然農藥，大大提升了實驗樹玫瑰的存活率。

我們以小扁頭蟋蟀、台灣大蟋蟀、烏頭眉紋蟋蟀、家蟋蟀與黃斑黑蟋蟀等五種蟋蟀成蟲為研究對象，利用壓克力觀察箱與GoPro7攝影機，以120fps高速攝影蟋蟀的垂直跳躍與水平跳躍，總計完成804部影片上傳至youtube的影片編輯器，以0.25倍慢速播放紀錄分析，找出跳得最高、跳得最遠與最會跳的蟋蟀。 最後總計完成109隻蟋蟀外型特徵、垂直跳躍高度與水平跳躍距離的分析，結果顯示：1.家蟋蟀的後腿/體長比最大，是「長腿王」；2.家蟋蟀的垂直跳躍高度（體長數）最高，是「跳高王」；3.家蟋蟀的水平跳躍距離（體長數）也最遠，是「跳遠王」；4.接受刺激後的跳躍率，眉紋蟋蟀是垂直跳躍的「跳跳王」，小扁頭蟋蟀則是水平跳躍的「跳跳王」。

本研究主要在探討晶體成長的各因素及其應用，我們先找出適合結晶的條件，然後進行四種礬的晶體培養，以及「包心結晶」探討，接著在雙、三溶質結晶的實驗，發現明礬與紫礬獨特的融合結晶現象，也利用顯微鏡結合縮時攝影機做微小晶體的動態觀察，以顯微測量技術計算晶體成長速率及使用軟體量取晶面角，我們做出了以下特色 : 一、培養出比前人所做更大的結晶。 二、培養出明礬與紫礬的融合結晶。 三、培養出大型及極微小的五層包心結晶，並找到最適合的包心結晶條件及修正晶形。 四、將縮時結合顯微攝影，對微小的結晶進行動態拍攝，計算出結晶速率，以及使用顯微測微技術運用在晶體測量上，增加測量準確度。

本研究以多面體的「邊」為思考主軸，探討各種多邊形如何利用最短的銅線長度才能串成立體模型及是否可能一筆畫描繪完成，並實際製作多邊形模型浸入泡泡水來討泡膜形狀，研究結果發現只有六面體和正八面體可以一筆畫描繪完成，而串成各多邊形立體模型最短的銅線長度只有角錐和角柱二種立體模型具有規律性並與最少邊重複次數的路徑有關係，而且由邊長推導出N角柱(或角錐)的最短步行長度等於以奇頂點數推導出N角柱(或角錐)的最短步行長度，我們也利用歐拉定理來證明我們的最短步行長度是正確的。

海洋裡塑膠微粒汙染嚴重，海灘上的塑膠垃圾會分解成塑膠微粒進入海洋。目前的汙水處理廠無法過濾塑膠微粒，處理塑膠微粒變成很大的挑戰。 本研究結合塑膠和磁粉的疏水性來吸油，再用磁鐵去除水中的塑膠微粒。測試5種變項並以光譜儀分析塑膠清除率，研究發現廢機油較黏稠、細磁粉被油包覆的表面積大、塑膠粒徑越小黏附效果越好，越易清除。磁力4900 (μT)可清除4克塑膠。研究發現不同塑膠粒徑最佳清除條件，半小時內清除塑膠大粒徑1.5 mm最佳。研究測試6大塑膠，以及衣物纖維的清除效果，清除率達97%。相較於汙水處理廠的過濾方式，更有效清除塑膠。並設計自動清除機，以及重複利用磁粉的方式，未來可以應用在廢水處理廠。

本研究主要探討如何增加太陽能電池的效能，我們研究如何讓陽光同時照射上下兩片太陽能板並且能夠自動轉向太陽的裝置。一般的太陽能電池為單面受光，我們設計了雙面受光的太陽能板，上下兩面太陽能板皆能照射到光，如此可以節省成本及增加效能。 為要達到最佳的光電轉換的效能，實驗透過兩組光敏二極體測量四個方位的光照值，透過程式的計算並命令伺服馬達轉到目標角度，使太陽能電池板面始終保持垂直面對太陽的狀況。 由實驗結果得知，太陽能電池藉著自動轉向機構確實比固定角度的機構更能得到好的光電轉換效能，並且藉著鏡面的反射，背面的太陽能板亦能得到太陽光的照射，因此，實驗結果達到我們預期的效果。