第61屆--民國110年

科學報導提出蒼蠅的視覺會被斑馬條紋擾亂，生活中也發現打蒼蠅時蒼蠅總會先一步飛走，我很好奇蒼蠅用複眼看到的世界，於是動手製作透明複眼模，但每顆複眼小眼太大顆且相連處有空隙，無法模擬複眼看到影像，所以改用投影機專用複眼鏡片來實驗。首先模擬蒼蠅複眼看到的斑馬影像，並計算斑馬外觀所佔整體複眼影像中的複眼顆粒數量比例，發現蒼蠅飛近斑馬影像越來越大時，複眼看到斑馬外觀所佔的比例越來越低，此導致斑馬條紋會擾亂整體複眼的影像。而透過複眼鏡片觀察節拍器上手掌的前後和左右運動，結果發現在動態成像中複眼比人眼靈敏，而兩個複眼鏡片疊加形成的莫列條紋，在轉動20度與40度疊加時靈敏度最高。複眼真是大自然演化的精心傑作。

本研究以滴落時間作為探討不同「醣」的黏性差異，並與黏度計結果比較分析其效度。首先收集並檢測不同種類的單醣、雙醣和代糖是否適合進行黏性測試。除半乳糖、乳糖、水合麥芽糖、阿斯巴甜和糖精之外，其餘11種醣類均適合。接著分別進行醣類黏性探討；分析莫耳分率與黏性之關係；以不同濃度純蔗糖探討黏性；並以黏度計確認本實驗的可行性。研究結果發現：黏性以麥芽糖醇最大，而木糖醇最小，推測羥基的多寡可能是影響黏性的主要因素；混糖實驗發現純蔗糖比例越高、黏性越好，莫耳分率和黏性之間的相關係數高；純蔗糖濃度與黏性有高度正相關；最後，本實驗方法與黏度計比較具有效度。文末進行相關結果討論，並說明未來本研究結果在傳統小吃的運用。

風力發電是我們在澎湖常看見的再生能源，但風扇旋轉時帶來的噪音，卻限制了它的應用；要減少風扇的噪音，其中之一個要素是減少阻力，在本篇實驗中，我們從改變風扇表面結構，來從事減少噪音的研究。我們把高爾夫球表面的小凹，和鯊魚皮表面密密麻麻、交互排列的縱向凹槽，應用在風扇的空氣阻力上，發現絲襪和透氣衣在顯微鏡下的結構，類似高爾夫球表面的小凹；而白膠和皺紋紙，它們結構的共同特色，是在風扇表面形成規律排列的平行橫條紋，類似鯊魚皮的縱向凹槽，都可以達成降低阻力，從而減少風扇噪音，又不減少風扇功率的目的，另外，或許今後在設計風力發電或一般風扇時，可以考慮在表面蝕刻規律凹槽或刻紋，以減少噪音。

新冠肺炎疫情猛然爆發，全球各地都陷入恐慌，在關注疫情同時，我們也注意到國內醫護人力嚴重不足的警訊，所以我們嘗試利用本次的實驗作品，期許能以科技的便利，增進護理工作的效能，進而降低護理人員的工作負擔並提升醫療品質。 以往注射點滴時，護理師需親自監控或委請病患家屬幫忙留意點滴液位，於是我們嘗試使用樹莓派連接攝像頭來讀取點滴液位並顯示在樹莓派和網頁上，當液位低於我們所設定的數值時，LED燈和蜂鳴器會發出警示，同時IFTTT會發送簡訊通知護理師，達成以科技功能提升護理人力效率，並改善人力不足的問題。

根據科學家的推算，太陽生成已經六十五億年了，地球的生成也已經四十六億年了，在這漫漫的時間長河中，太陽對地球的影響自然是不言可喻。古代的人類早早的就發現了太陽對地球的重要性，所以全世界古老的文明中，太陽都佔據了最重要神祗的位置。在那個沒有時間概念的年代 太陽日復一日從東邊升起西邊落下，這簡單而自然的規律也建立的人類社會發展最根本的基石，而在太陽日復一日東升西落的規律中，遠古的人類也建立了最基本的時間概念。 自然科學五年級的課程中介紹了太陽跟影子之間的關係，在課程中也提到了利用太陽來觀測時間的方法，但是因為課程進度的關係並沒有太深入的研究，所以我們希望通過這次的科展研究，以最基礎的方式來了解古人如何通過太陽規律的升落，建立了最基本的時間概念。

本實驗研究豌豆葉捲鬚的向觸性表現，其「纏繞」行為會受到「接觸」物體和「光源」的影響。我們觀察葉捲鬚會自發性在空中環繞，似乎在搜尋攀附物，當葉捲鬚的「前端」部位直接碰觸竿子在60分鐘內即「抓竿」，相較其他部位觸竿或者未直接碰觸竿子相比，快速纏繞生長。我們也發現莖條在側光源和竿子反向環境中會向光彎曲生長，導致捲鬚前端能「向觸纏繞」比例低，且纏繞圈數只有1-2圈。同樣在黑暗的環境中，纏繞的速度、圈數顯著降低。我們推測葉捲鬚的前端具「感應」能力，表現向觸纏繞，但光線給予「啟動」功能，當葉片被鋁箔包住無法感受光線，會導致纏繞比例顯著降低，我們期此實驗對攀附植物的向觸性學理提供基礎研究與未來在農業利用的參考！

紅茶，是日常生活中常見而且是我們愛喝的飲料之一，偶然發現紅茶表面漂浮著一層酷似油的白色物質，覺得很好奇。後來拜訪茶葉專家、查詢資料也設計實驗，展開一系列有關紅茶乳化的探究與實驗，得到相關研究結果及建議如下： 1.會產生乳化現象的紅茶其實含有較豐富的成份，有機紅茶是不錯的選擇。 2.運用100℃或40℃之RO水以1:50或1:75的比例泡茶。 3.建議泡茶時可以多次拉動茶包，使茶葉在水中跳躍，釋出茶中物質。 4.維持茶溫或是讓茶溫急速降低，較不容易產生乳化現象。 5.從電解實驗得知：負極的茶水區比較有反應，我們推論茶葉中的兒茶素趨於和金屬離子產生反應，所以我們推論喝茶能有助於人體排毒(茶中的兒茶素能吸附人體中的不需要的金屬離子)。

MPT-Cy2是一種容易與自由基發生反應的化合物，並產生如顏色及吸收光譜改變等變化。故本研究嘗試利用此特性，探討將MPT-Cy2作為活性氧類(ROS)指示劑的可能性。 實驗第一部份成功由硫化二苯胺合成出MPT-Cy2，並由電噴灑游離質譜儀(ESI-MS)與X光單晶繞射儀(X-ray)證實其結構無誤。 第二部份的實驗首先利用過氧化氫與亞鐵離子進行芬頓反應(Fenton Reaction)，作為氫氧自由基的來源，再探討MPT-Cy2與氫氧自由基反應之特性。實驗結果顯示，在電子順磁共振光譜儀(EPR)與紫外光可見光光譜儀(UV-Vis)的光譜圖上，皆可證實MPT-Cy2確能與氫氧自由基產生結合反應。其中MPT-Cy2與過氧化氫之莫耳數比例為1 : 10000時反應速率最快，且結合反應能持續至830分鐘，未來可望作為活性氧類(ROS)指示劑。

本研究起始於參觀風力發電機後的突發異想，想要藉由仿生學的靈感設計出可以因應颱風損害的摺翅風力發電機，進而找出理想的摺翅風力發電機原型。實驗選定了瓢蟲和隱翅蟲兩種昆蟲翅膀進行模擬，利用可摺疊的昆蟲翅膀作為扇葉，配上不同砝碼，探討了不同風速、不同尺寸、開、闔翅膀對轉動及發電效率有何影響，研究詳細記錄了摺翅風扇的表現並探討各項變因對轉動效應的影響，最後討論出理想的摺翅風力發電扇葉。本研究認為摺翅風力發電機是相當可行的做法，希望未來能實際應用於風機發電，並推廣仿生學在科學科技的妙用。

在日常生活中，人們常常為了便利大量使用塑膠製成的產品，如果事後處理不當，將會對地球造成極大的負擔。於是我們想利用海藻酸鈉與氯化鈣產生交聯作用形成的一層薄膜，包裹著洗衣精製成洗衣球，薄膜可取代一般市售洗衣精所使用的塑膠外包裝，並且找到了會影響晶球的幾個變因， 例如海藻酸鈉溶液之濃度為 2.5%時做出的球，膜厚度會最厚，並且比較了氯化鈣及硫酸鈣對晶球之影響，得到了由氯化鈣做出之球的效果會優於硫酸鈣，還有將球浸泡至不同濃度之電解質溶液中，得知了隨著電解質濃度愈高，膜的厚度就愈厚且浸泡時間愈長，膜的厚度也愈厚，最後還將晶球浸泡至 pH 值 1~13 之溶液中，得到了浸泡在 pH3 之溶液中，球的形狀最漂亮且膜也厚不易破。