第61屆--民國110年

本研究主要用動態模擬實驗了解海漂垃圾移動路線和分布情形，並與調查資料比對，深入了解臺灣出現大量海垃圾的地點和成因。研究結果發現，溫度、鹽度和風是造成洋流流動的因素。臺灣周邊的洋流會使垃圾在洋流會合處呈現帶狀分布。海漂垃圾會受海底地形影響，水深較淺的西部大陸棚會使垃圾移動速度變慢，堆積情形明顯。且季風對海漂垃圾的影響甚鉅，不同季節會使垃圾堆積於西部和北部，尤其秋冬時更明顯。出海口的海漂垃圾也受季風擴大堆積範圍，且颱風季節影響最大。與調查資料比對後發現，北部海岸、西南海岸為海廢熱區，花東海岸較為乾淨。未來希望再做細部模擬，得到更多海漂垃圾移動和堆積的相關資訊，以利未來進行海漂垃圾的攔截或清運。

國慶煙火在天空綻放時，顏色斑斕炫爛，不禁在想，火藥裡頭究竟加了哪些物質造成這些五顏六色的絢麗光芒？於是開始搜尋資料，發現這些多彩的色光，是因為電子在不同的軌域中躍遷時放出來的光芒，稱為焰色反應。於是我們開始動手作實驗，發現在酒精膏上填充不同的金屬離子會出現不一樣顏色的火焰，而且在火焰的外部加入電場，竟然能使火焰產生偏折的現象！這個現象更引起了我們的好奇，火焰中是否含有帶電離子，以致於被電場吸引？又添加不同價數的離子，是否會因為價數的不同而造成偏折角度的差異？於是我們經過了反覆實驗後觀察到失去電子的正電離子，確實會因為電場的影響造成不同角度的偏折，且正電離子本身的價數越大，造成的偏折角度越小。

從小我們就很喜歡玩史萊姆，又黏又Q的史萊姆除了可以當玩具紓壓之外，還可以有什麼其他生活應用呢？查了相關文獻和資料之後，我們找出史萊姆的原料：聚乙烯醇與硼砂水，同時，測試史萊姆的黏性、作為冰敷袋的效果，以及清潔鍵盤的效果等實驗。在黏性實驗中，五種聚乙烯醇的表現皆有所差異。在冰敷袋實驗方面，史萊姆做成的冰敷袋可以增加受傷部位冰敷的時間，且沒有漏水的問題。在清潔鍵盤上，大部分史萊姆可以達到清潔鍵盤表面與隙縫，而且沒有殘膠的效果。

傳統井字棋在兩人不犯錯的情況下遊戲會平手；另外2款傳統井字棋的延伸版：奇雞連連與棋蹟連連，有人研究過，當玩家都擁有全部種類的棋子時，遊戲是不公平的。 因此，傳統井字棋是公平，但變化少；而兩款井字棋延伸版變化多，但先手必勝；因此，我們想研究的是四人版的井字棋Otrio，且玩家都分別有大中小棋可以連線。 為了研究是否公平，我們設計了動態棋譜，根據場上狀況自動評估得分，玩家可依據下棋，評估的標準是連線數量與阻擋機會，而我們透過這方式研究，可以節省掉製作全部可能樹狀圖的任務，以更有效的方式研究是否公平，而目前為止，我們發現兩人遊戲是先手必勝，但在三人與四人遊戲中，先手玩家沒有絕對優勢會必勝，所以遊戲具可玩價值。

我們在便利商店看到一款「自熱火鍋」，發現裡面的自熱包，只要透過加水，在不用明火的狀況下便能夠將食材加熱甚至煮沸，於是我們便想要探索其中的原理。我們首先針對這個實驗設計了可以標準化測定、且可避免外界熱干擾，同時也能方便觀察偵測的「絕熱箱實驗盒」，接著進行自熱包的相關實驗。在其中發現自熱包中不只有只有生石灰的成分，還包含了鋁粉。藉由進一步的實驗分析，我們找出自熱包可以達到最佳加熱效益所需添加的最佳水量與自熱包的質量比。另外透過分析自熱包的加熱溫度曲線，找出其中成分的最佳配方，也探討如何透過改變包材，改變自熱包的發熱反應開始時間、有效工作時間，並探討如何避免氫氣的產生和爆炸的風險。

百香果為埔里重要農產之一，果肉製為加工品剩餘果皮被丟棄。本次實驗以百香果皮為材料，探討其製造酒精的可行性，我們發現百香果皮含水率高達80%，富含果膠不易乾燥而造成環境汙染，我們將乾燥百香果皮經泡水、加熱及添加酸、鹼、果膠酶、纖維素酶處理後，測量還原糖含量及經發酵蒸餾後測其酒精濃度，結果發現經添加酸鹼及酵素處理後還原糖含量均有明顯提升，經加熱處理後的酒精濃度較高，接著我們將百香果皮發酵時做降酸的處理，發現經加熱再添加果膠酶及纖維素酶後，發酵蒸餾測得酒精濃度可達8%，我們將其進行三次蒸餾，酒精濃度可高達75%具防疫消毒作用，發酵後的剩餘殘渣，可作為肥料及製成生物炭，改善環境並提供農產品附加價值。

自2019冠狀病毒在全球大爆發後，「戴口罩、勤洗手」成為個人防疫的重點。因此，讓我們對洗手產品產生了興趣，本研究將探討如何自製環保洗手皂球。 我們先用市售洗手產品訂定檢測洗手液的方法，並以椰子油做基礎皂基再添加橄欖油、蓖麻油與棕櫚油做出不同比例的液態皂基，實驗結果中顯示：添加橄欖油比例越高時，起泡力與去油力都會增加，但皂基會變濕軟且較難溶解。添加蓖麻油皂基Trace速度快，皂基不會因為添加量過多而變濕軟。添加棕櫚油可增加皂基硬度，且添加量越多去油力越好。最後抗菌皂球製作中發現利用薄荷萃取液以6%海藻酸鈉溶解含棕櫚油皂基與3%乳酸鈣水溶液作用3分鐘所產生的皂球能成功包覆皂液、形狀結構完整、抗菌力佳，最適合用來洗手。

醫療級紅外線額溫槍有較準確、可回廠專業校正兩個特點。使用現成的器材及一部份回收材料，也可以減少電子垃圾產生。主機利用自製零件配合簡單機械和感測器，以伺服機代替人的手指按下開機鍵和測量鍵，測量完會自動展示量出來的溫度，進而達到非接觸測量的目的。這樣除了減少門口防疫站老師較近距離接觸陌生訪客的感染風險，班級教室更可以減少每日群聚測量的風險。在重做歷程中，也一併學會了更多的 3D 列印技巧並設計實驗，收集數據，來探討和改進研究過程中發現的問題。

水溝清理機器人加裝導輪後約為29.5公分。清理模組採用「撈取式」來設計卡榫式鍊條、帶動棘輪和挖取鍊條，配合1：6的減速齒輪，能增加扭力。傾斜角60度搭配5個挖取鍊條，有最佳的撈取效果。車架採用三角形結構，車輪改成「棘狀後輪」，馬達加裝1：10的減速齒輪，穩定性高，能在泥濘的地面前進。採用NCUE BRAIN GO智能模組連接前後兩個超音波感測器，可判斷陰井位置，自主在兩個陰井間來回清理。前進動態為前進4秒倒退2秒，能有效脫離汙泥障礙。一邊前進一邊捕撈有最佳的捕捉孑孓效果，如果放置定點，捕捉效果較差。

長腳蜂屬於胡蜂科，長腳蜂亞科，本研究發現長腳蜂築巢高度與當年雨量有關：雨量多，蜂巢高度較高。築巢的位置有遮陰、照度較低。長腳蜂的警戒距離很短，不會主動攻擊人。對長腳蜂噴水可以暫停牠的動作是保護彼此可行的做法。 長腳蜂的主要行為：飛行、捕食、餵食、築巢、覓食、用口器排水等。一天中活動有2個高峰期，分別是上午7:00~9:00與下午17:00~19:00。長腳蜂回巢後的工作與其是否為主要繁殖期有關：繁殖極盛期時，長腳蜂上午餵食的工作次數頻繁；繁殖期進入尾聲，長腳蜂回巢後多在休息或探查巢室。此外，長腳蜂飛行路線同一天有共通性，受風速的影響很大。我們也可以從繭蓋數量的消長看出蜂巢生命力是否旺盛。