第61屆--民國110年

藉由實驗將科學知識與原住民傳統手工藝技術相結合。植物染布的歷史悠久，製作方式十分天然環保，本研究選用原住民用於染布的傳統植物「薯榔」做為染劑來研究。 本實驗發現以生豆漿為助染劑，清洗後布掉色不明顯，表示助染劑確實能幫助布料上色，而且使用溫度越高的薯榔染劑，染出的布顏色越深。再來使用媒染劑確實能使染布固色，使用不同pH值的媒染劑，布料會呈現不同顏色，例如鹼性澄清石灰水使布料近褐色、酸性醋使布料近黃色。布料浸泡染劑與媒染劑的順序以兩者分開先後使用較佳(先薯榔染劑，後媒染劑)。若染布髒了，以洗衣精當作清潔劑為佳，因為染布能維持原本色澤。最後，染布的晾乾方式以陰乾為佳，才能讓布維持原色而不易褪色。

小時候因為藥苦，想用飲料蓋過，又聽說「藥苦可以配果汁」，但真的可以這麼做嗎？本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物，透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係；此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品，分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現：傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下，這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力！因此，根據我們的結果，多飲用冬瓜茶，不僅能使胃中的pH值提高，也能提醒國人重視這個古老的傳統食品！另外台灣人泡茶文化風行，若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

生質能源製程中，常將植物細胞壁中的纖維素進行水解，此反應在高溫環境中進行較具商業優勢，故開發耐高溫的纖維素酶具重要性。發現自嗜熱菌的纖維素內切酶GsCelA在高溫中具高活性。初步研究發現GsCelA蛋白質序列N端後第315和第316個胺基酸間會發生自我斷裂現象，導致酵素活性及熱穩定性提升。本實驗在GsCelA的N端及C端分別製造定點突變，探討GsCelA自我斷裂性質。實驗結果顯示突變GsCelA自我斷裂速率較低，而EDTA可抑制自我斷裂現象；已斷裂GsCelA可催化自我斷裂發生，而N端突變GsCelA不具此性質；部分實驗可觀察到已斷裂GsCelA具兩種分子量相異之形式。未來我們將設計實驗探討兩種已斷裂GsCelA間的關聯及自我斷裂機制如何用於改良纖維素酶應用價值。

從YouTube上《【Fun科學】反重力懸浮術》引發研究動機，加上所學的知識，利用冰棒棍、縫衣細線、熱熔膠為材料，探討正多邊形「互」字型反重力懸浮裝置平衡的規律。 從實驗得知： (一)裝置要達到平衡，外側平衡線的點與中心軸線延長的點連線必須形成一個面，最小的面是三角形；而與上架中心軸同側的2條外側平衡線，形成的三角形，裝置不會平衡。 (二)裝置平衡時，中心軸線延長點一定在正多邊形上架/下架的重心點。 (三)裝置的中心軸L夾角110°的兩邊長度不會影響裝置平衡。 (四)正多邊形「互」字型反重力懸浮裝置平衡時，2條外側平衡線與中心軸線延長的點形成一個「有規律」等腰三角形的面，公式為360°÷正多邊形邊長數=等腰三角形的頂角=正多邊形重心角。

本組的研究是關於浮空投影，藉由不同形體、不同比例的投影器實驗，得出透明膠片製成下底邊長1cm、上底邊長6cm、高 4cm 的梯形所組成的四面柱投影器為最佳比例。進而實驗改變投影器顏色、材質以及不同內容物和重疊擺放的效果。實驗顯示：以透明光碟盒及透明膠片為投影器，投影效果佳。投影器盛裝透明碳酸飲料，不影響成像效果，且透明碳酸飲料有氣泡，投影效果較為絢麗，進一步可應用於飲料吧牆及飲料瓶投影。利用環氧樹脂製成立體投影器，投影效果佳可做成的模型基座，應用於生活。再將投影器具製成治具，成本低廉又方便教學及推廣。最後因應現在疫情，浮空投影可提醒家人小心防疫；或是讓顧客在購買東西時透過浮空投影廣告，減少接觸進而防疫。

本研究旨在解決以往無法將影片色彩化的問題，設計方法分為兩大部分：首先，我們在基礎的生成對抗網路上加進了多個模組如：殘差模組以及特徵提取模組，我們實作多種不同組合的生成對抗網路，並比較其成效。其中，我們利用COCO dataset來訓練我們的的基礎模型。本研究以風景影片為主，因為風景影片的震盪和變化較小。在進入第二階段前，我們利用Kaggle風景圖片資料庫來微調最優的模型。而在第二部分，我們發現生成出的影片會有色彩不連續性的問題，於是我們提出了三套方案來提高影片整體品質來抵銷模型在前饋過程中所產生的不確定性以及隨機性。分別為H.264編碼技術，ORB預測個別幀，以及HSV提高色相穩定度。

本實驗研究-小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子殼是否有隔熱和隔音的效果。 以白膠和糯米為黏著劑製成各種殼板，測量其在不同厚度時，在室外陽光和室內燈光下的隔熱效果，以及不同波型和頻率下的隔音效果。實驗顯示： 一、五種殼板都有隔熱降溫的效果，效果最好可達到15℃(白膠底)和13.2℃(糯米底) ，平均花生殼版的隔熱效果最好。 二、氣溫越高，殼板的隔熱效果越好。 三、殼板的密度對隔熱效果影響不大，但對隔音有一些影響。 四、隔板增厚之後，隔熱不一定變好，但咖啡渣、小麥隔熱效果可增加4℃之多。 五、殼板都有隔音效果，0.5公分隔音效果最好的是咖啡渣，1公分效果最好的是龍眼殼。 六、殼板增厚後隔音效果都變好，只有咖啡變差。

本研究主要目的為探討鄒族手持趕鳥器之力學、聲學及實際效能。我們發現鄒族趕鳥器為省時費力機械，手持位置須遠離支點，製作最佳材料為桂竹>綠竹>麻竹，一節竹子長度越長可以打擊出較大響度聲響，寬度為6.5cm為最佳製作趕鳥器的寬度，竹節個數以二個為最佳的製作個數，新鮮的竹節製作出器響度和頻率較高的趕鳥器，但竹子放置乾燥後聲音會變清脆，反而可以出現除了基頻以外多個明顯的泛音，也非常適合作為打擊樂器素材，我們實際將音頻錄製後，置於小米飼料旁，發現響度高的鄒族趕鳥器音頻前四天可以有效降低鳥害，但鳥仍有耐受性，故每一支趕鳥器均有其價值，值得保存此珍貴祖先手工智慧。

本研究推廣於近年的兩篇研究，Sejfried 與 Shelomovskii 的三角形及其內切圓的幾何構圖研究[1]，以及沈執中與陳彥睿提出的三角形與四邊形及其內切圓的幾何構圖研究[3]。 相較他們的研究，本研究是新的方向，我們的對象不同，使用方法也不同。我們不使用空間射影模型，因為射影只能處理共點、共線，卻喪失了角度、長度、形狀等幾何定性與定量性質。本研究討論了給定任意圓內接三角形，如何在其三邊的延長線上分別取一點，使得這兩兩點的連線（共三條直線）都與圓相切呢？同樣的，推廣到給定任意圓內接四邊形的外切四邊形構圖。值得一提的是，在任意三角形中，我們進一步發現外切三角形的樣態與原三角形的兩邊比值有關，臨界點是漂亮的黃金比例！

虹吸鐘裝置常被運用於魚菜共生系統中，本研究將它結合發電模組，發展新型態小型水力發電的雛形，以下是本研究主要的發現：(1)虹吸鐘裝置之循環可概分為注水、排氣、虹吸及注氣四個階段。(2)適當的注水速度、略大的虹吸鐘與虹吸管的間隙以及方向垂直的2公分內徑虹吸管較易產生穩定的虹吸現象。(3)加裝注氣管能有效解決注氣階段無法停止的問題。(4)空氣室高度愈高、虹吸裝置高度愈低、虹吸管愈長可增強虹吸階現象排水沖力。(5)使用5片扇葉以及適度彎曲的水輪有利提升發電效益。(6)使用虹吸鐘產生虹吸現象，可推動較大發電設備，提升發電成效，最後我們建議可以運用虹吸鐘發電於如下圖之降雨或小溝渠等小水源之情境中，增加能源取得方式的多樣性。