第61屆--民國110年

本島地震頻繁，校園建築物常因地震後會有裂紋，雖無安全之虞，但實在不美觀，我們就想可以自己來動手修補嗎？本組自製複合材料，取自榨取沙拉油後的廢棄黃豆餅，以加酸變性測試，發現在pH3以及100℃下，得到最多的變性蛋白質，另用影響生態的外來種植物小花蔓澤蘭，其莖部作為複合材料的纖維；本組發現，將莖部纖維製成粉末，以60 mesh過篩，含20%纖維的複合材料，有最大的拉力，含20%粉末纖維的複合材料作為填縫劑使用，其拉力測試為市售批土的5倍；本材質無須加熱即可以使用，多為廢物利用，自然分解容易，成本極低，各種組合材料可適用各類用途，沒有塑膠微粒與有毒化學品的問題，為綠色環保盡一點心力，值得大力推廣。

本研究觀察探討澎湖地區銀合歡的外觀特性及引進歷史，藉實驗了解何種酸鹼值的土壤最適合銀合歡種子生長；長在銀合歡附近的雜草，他們的葉子對銀合歡種子是否具有相剋作用；利用實驗找出對銀合歡種子具相剋作用的植物，盼能有效抑制銀合歡種子生長。 觀察研究顯示澎湖地區的銀合歡多屬夏威夷型銀合歡，是豆科含羞亞科落葉灌木。根為軸根系；莖為直立莖；葉子對生，二回偶數羽狀複葉；多具有褐色腺體一枚；花屬頭狀花序；果實為莢果，內含種子。澎湖引進銀合歡作為牲畜的飼料與薪材，至今最少百年。 實驗研究發現銀合歡的種子喜歡在中性偏酸含沙量低的土壤生長，三裂葉薯的葉子透過淋溶作用會對銀合歡種子產生相剋作用，讓銀合歡的種子無法萌芽。

傳統的過濾器(如濾網、濾紙)是留下較大的物體而讓較小的顆粒通過孔隙，但液體薄膜(如皂膜)卻是相反的過濾機制，它允許大顆粒通過而保留住小顆粒且液膜在顆粒穿透後會有自我修復的特性。本研究以保麗龍球對皂膜的穿透實驗來探討球體大小、皂膜半徑、球體掉落距離、皂膜調配比例等因素對皂膜過濾機制的影響，並確認皂膜對顆粒分離｢通過與保留」的選擇，取決於球體落下能量與液膜拉伸的表面能之轉換有著密切關係。

本研究從校園生活中觀察到的現象出發，利用波達計數法、轉移矩陣作為工具，分析高中生下課時間從事的活動比例與場地利用情形。本研究實施兩次預試，分別進行問卷選項增刪、模型建立檢測，並對志願序及距離進行加權，使施測空間與時間等價。正式研究針對本校412位學生進行調查，結果顯示：學生下課時最常從事的活動分別為使用手機、聊天、睡覺；而最常使用的場地則為自己班教室與廁所；許多原本基於美意而設的公共空間並未被善用，場地不敷使用及分配不均的情況明顯。有基於此，研究者分別就重塑公共空間、新增公共設備、廣納師生需求三方面提出具體建議，期待校方未來在增設或重劃場地時，能使學生從事的活動與場地互相配合，發揮更大效益。

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。

我們研究《科學研習月刊》上一個有趣的數學遊戲「正七邊形的頂點中有五個紅點，兩個黑點，用紅點當頂點可以連成多少個等腰三角形？」。 目前研究此題目的其他科展作品，採取直接計算所有頂點皆為紅點的等腰三角形個數，當黑點增加時，分類情形複雜而難有一致規律，所以探討到最多的黑點個數僅為4個。 有別於其他作品，我們提出不同的策略，先計算等腰三角形頂點包含黑點的情形，再利用排容原理扣除，得出一般化的結果：在正N邊形中，給定任意B個黑點（B=0,1,2,…），給出計數等腰三角形的個數一般化策略與公式。除此之外，利用本研究提出的方法，進一步延伸探討正多邊形內的等腰梯形個數，給出計數等腰梯形個數的一般化策略與公式。

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。

研究發現更換較低色溫光源能減少藍光；日常生活中減少藍光的方法很多，但願意使用的人少，主要是因為減少藍光會讓視覺感到偏黃，或是光線昏暗，會有色差不舒服，所以大部份的人不愛使用。使用4000K色溫光源實驗時，「色彩恆常性」會讓人覺得教室的觸控電子白板螢幕變藍，此時順勢調黃(減藍)電子白板的螢幕，就可讓照明光源與螢幕的藍光同時降低，並以相機的「自動白平衡」功能模擬「視錯覺–色彩恆常性」，測試在較低色溫光源下，可將螢幕調黃多少而不被察覺；測量發現在4000K光源、不察覺螢幕變黃的前提下，調黃螢幕可降低27.0%藍光，由此可進一步找出防藍光APP使螢幕減少藍光又不影響色覺的解方。

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。

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。