第61屆--民國110年

本實驗使用了有機鹼、無機鹼和生物鹼以及月桂醯谷氨酸來行皂化反應，藉此製作出三種不同的肥皂。這三種肥皂皆以五種比例來製作，分別為酸鹼莫耳數比1:0.9、1:1.2、1:1.6、1:1.85、1:2.1，並進行肥皂性質的測試，分別為pH值、乳化穩定性、起泡性以及表面張力。由於咖啡因皂性質表現不佳，因此由酸鹼莫耳比1:1.85改良了鹼的反應物，製成由三乙醇胺與咖啡因做為鹼的混合皂，再進行肥皂各項性質的測試，並與市售肥皂進行比較。

1821年，德國物理學家Thomas Seebeck發現，當Seebeck用銅線和鉍線在兩端連接形成一個迴路，在其兩端產生電壓電路。如果兩個連結處保持在不同的溫度下形成電路，則熱能轉化為電能。也從自動攪拌杯商品引發想法並分析其優缺點來設計研究。其實驗結果可歸納如下： 1.致冷片型號TEC1-12706價格便宜也較易溫差發電產生。 2.馬達以微型空心杯能在弱電壓啟動產生高轉速。 3.散熱裝置以面積大且伏貼致冷片有效延長發電效能。 4.攪拌子較短且有補償環裝置較能運轉。 使用步驟：易熱傳導容器盛裝高溫80℃以上熱水量或低溫10℃以下冰水量，放入攪拌子於容器中，靜置致冷片上，再放入溶質(如：牛奶粉、即溶咖啡等)。

本研究探討手持式紅外線溫度計做為低雲雲底實際高度測量的可能性，並探討其中可能影響紅外線溫度計測量之因素。我們發現：若直接以紅外線溫度計測得之雲底溫度換算高度，其與實際高度相差甚多。我們模擬測量雲底時的情形，探討比雲底高溫之空氣對於紅外線溫度計的影響。對大氣吸收與放射紅外線設計了兩種實驗加以了解。我們認為：當我們使用手持式紅外線溫度計測量雲底溫度時，雲底所發散的紅外線大部分被靠近雲底之大氣吸收，實際測量時雲底溫度高估之結果，應為紅外線溫度計視線範圍內靠近地表之大氣輻射紅外線總量綜合之結果，難以測量到雲底所發散的紅外線。

我們設計一AIoTs物聯網相變實驗系統，觀察與分析多體粒子的彈跳運動行為，並以二分法來觀察系統在不同驅動電壓下的粒子數失衡參數α與有序參量β；在改變頻率實驗中，觀察到低驅動電壓下的粒子集體行為(collecting behavior)、臨近相變臨界點之粒子漸近行為(Approaching behavior)、與遠離相變臨界點之粒子漲落行為(Fluctuation behavior)皆與頻率有關，且臨界電壓隨頻率增加，呈現指數遞減，約在6 Hz後即趨於常數3.6 eV，而高驅動電壓下之粒子漲落行為仍依然存在，而量子電腦計算結果說明，利用26-Qubits成功描述20個自旋粒子在控制旋轉閘(Controlled Rotate Y-gate)運算下的相變行為，並能完美擬合相變區間之漸進行為(Approaching behavior)。藉由本次科展所提出之實驗模型，可以在未來為凝體物理系統與相變實驗提供更豐富的研究課題與更廣闊的研究前景。

近年重金屬汙染問題日益頻繁，許多重金屬檢測方法問世，但大多繁瑣且成本高昂，發展快速且簡便的檢測方法刻不容緩。本研究利用單寧酸與特定金屬離子反應後有顏色變化的特性搭配比色法，同時探討單寧酸與Fe2+、Au3+、Ag+間的配位關係，並藉其開發出簡易、快速且方便檢測環境水樣中金屬離子(Fe2+、Au3+、Ag+)的方法。優化條件下，本方法針對Fe2+、Au3+、Ag+線性偵測範圍分別為0.67-100 μM，0.75-100μM及0.37-100μM，涵蓋環保署水質監測網的監測標準。且本方法於真實水樣(溫泉水、生態池水)中檢測的添加回收率在85%~120%間，符合分析化學領域要求。可見單寧酸作為化學探針為一可信度高、簡便且可用於實際水樣中的檢測方法。期望能推廣至大學以下機構，定期把關環境水樣。

本研究針對製作水膠囊的方法做測試，突破Ooho的作法，建立最佳雙層膜水膠囊的製作模式，並歸納出製作雙層膜水膠囊的理想濃度為0.5~3.0%的海藻酸鈉水溶液與0.8%、1.0%的氯化鈣水溶液組合。如果浸泡在0.2%氯化鈣水溶液中並冷藏來保存10天，水分的流失率只有6.8%，且不易破裂。至於耐力測試，以1.0%的海藻酸鈉水溶液所製造出的雙層膜水膠囊在耐重力478.2 gw、耐拉力212 gw及耐摔力16.8 cm測試中表現最佳。囊膜分解觀察結果，囊膜面積經過30天，在空氣中可分解至僅剩3.7%，既不占空間又環保。至於水質測試，雙層膜水膠囊水的pH值、總硬度、TDS測試都符合飲用水質標準，大眾可以安心食用。最後飲料膠囊的成功開發，更可以提高大眾接受度，達到環保減塑目標。

本研究秉持綠色化學之精神自製反應槽，並探討電解硫酸鋅溶液之研究。實驗就電極距離(1.0 ~ 2.0 cm)、施加電壓(9 ~ 21V)、溶液濃度(1x10-3 M~1x10-2 M)、不同正極材料和不同金屬溶液(分別包含Zn2＋、Sn2＋、Ag＋、Co2＋)進行討論。 當電解硫酸鋅溶液且鋅為正極時，電極距離之倒數和鋅金屬生長速率呈正比。當施加較大電壓時，鋅金屬生長速率有越快的趨勢，電解溶液濃度和在45秒內析出鋅金屬量成正比，也和鋅金屬生長速率成正比。 當電解硫酸鋅溶液且銅為正極時，除鋅金屬析出外也發現銅金屬析出，溶液濃度越高則銅金屬生長位置距離負極越遠。當電解1x10-2 M不同金屬離子溶液時，金屬生長速率快慢為銀>錫>鈷>鋅，而銅金屬生長距負極距離為鋅>鈷>錫>銀。

透過紡織品形成空氣層，達到減緩人體熱能散失是禦寒保暖的策略之一。市售發熱衣為本校學童內搭衣主流，以聚酯纖維、聚丙烯腈、嫘縈及彈性纖維為主材質。其中以聚酯纖維為主要材質的發熱衣較容易達到比純棉內衣更好的保暖效果。在流汗及微風(蒲福風級表)的情境中，發熱衣蓄熱保暖的效果均劣於純棉內衣。而市售發熱衣所標榜發熱技術，其效果甚微。穿著發熱衣時仍需配合當日天氣與活動搭配防風或排汗衣物，才能達到保暖蓄熱的最佳效果。

本文旨在探討兩圓重疊區域內之內接三角形的最大面積，我們從等半徑之兩圓到相異半徑之兩圓，從特殊化(兩圓互過另一圓之圓心)到一般化(不限定是否通過圓心)分別進行分析。隨著兩圓半徑、連心線長等變數的不同，我們觀察到內接最大面積三角形的形狀變化，及其面積的計算方式，最後我們推導出一般化的結果。

工廠所排放至河川中的工業廢水會對我們身體健康造成危害。本研究是提出一款具備自動替換濾心功能並結合IoT概念的濾水裝置，本設備是從化學、硬體與軟體三個面向進行整合。首先我們以具備高孔洞性的海藻酸鈉晶球，固化可用於吸附重金屬離子的吸附劑-幾丁聚醣[1]，製作出一款適配於我們濾水裝置的濾心，能在軟硬體兼備下藉EDTA脫附而達到自動替換濾心的功能。本設備崁入具高度自動化的程式，能在無人操作情況下，實現自動監測及水質分析，此外，以簡單可視化的網頁的方式呈現給使用者瀏覽。本設備的硬體則是與軟體搭配而成的高客製化成品，相較於目前市面上的現成硬體，擁有更小的體積及更低廉的價格，且能針對本研究的需求，作到最佳化的設計。