第61屆--民國110年

本研究以生石花屬(Lithops)為主題，依據生石花特殊之葉窗構造及單寧酸(Tannin)分布重新定義品種，並探討其葉窗特殊透光、蛻皮與擬態機制，結果發現單寧酸(Tannin)聚集於其特殊葉窗形成點狀分布(單寧點)，其作用有保護植株避免受強光傷害的效果，若突發強光，會導致單寧點擴散並融入葉窗表面，阻擋紫外線入侵。葉窗主要是調控不同輻射波長的進光量， 藉由儲水薄壁組織(water storage parenchyma)折射光線，導入葉綠體聚集。蛻皮方式為老葉在新葉成長過程，其細胞完全脫水萎縮，將養分與水分提供給新葉，並騰出空間讓新葉成長， 蛻皮時水分介入的時機，會改變蛻皮結果，甚至導致蛻皮失敗植株死亡。生石花擬態行為， 實驗證明非單寧酸作用，而為葉綠素受光產生量的變化所致。

本作品主要研究多邊形與其重複疊作鏡射多邊形之退化關係。經過探討，我們發現多邊形的退化點必在多邊形各邊、各邊的延長線、外接圓、棒圓、近棒圓、遠棒圓上。同時，我們也找出了多邊形退化樣貌規則，和次數疊加性質及提早退化性質，並藉此製造任意N邊形的任意退化點及最終退化圖形。

此研究主要在探討多邊形依序以各頂點為縮放中心，將各邊以相同或不同倍率縮放後連接各端點，形成新圖形，探討新圖形與原圖形間形狀、面積及縮放倍率等關係。從基本的正多邊形做起，到一般多邊形及N角星形，並將推得的結果應用在較複雜或變化的圖形中。

本文由六個結合tan-1的等式及其所搭配的無字證明圖形出發，結合多邊形的性質發展出新的圖形，並以向量以及三角函數佐以證明tan-1與多邊形的全新等式，並且討論四邊形中四個角的不同狀況以得出不同定理。本文最大的價值在於:我們將國中學過的鏢形三內角相加等於一外角的特性加以運用到四邊形，並結合高中所學的三角函數以及反三角函數和利用了方格紙將圖形座標化後以內積公式去求出各個條件下四邊形的一般式，因此我們能夠利用此一般式快速地利用座標來去算出不同四邊形的關係式。而本文最大的特色在於，我們將大部分國中及高中所學知識融會貫通後，將其運用在我們報告中，且在本文中我們利用了假設各點並小心的驗算列出了各圖形在各個條件下的一般式。

雌蝶選擇將多數的卵，產在幼嫩的阿勃勒葉片上，但能夠利用很多巧妙的方法來避免卵被天敵發現：(1)將卵以直立方式產在葉表面；(2)將多數的卵產在葉背上；(3)葉子越長，但卵和卵間的距離較遠；(4)將卵分散在寬大羽狀複葉各個側枝的複葉上，好讓天敵不容易發現。 遷粉蝶選擇產卵的嫩葉，能夠讓幼蟲壽命更長、存活更多和長得越大。第一次蛻皮後的小齡幼蟲，改餵熟葉或老葉，存活率下降最快；第二次蛻皮後的大齡幼蟲，改餵熟葉可以比較快發育到蛹期、存活率也比對照組慢下降；但若改餵老葉，多無法發育到蛹期就提早死亡；第三次蛻皮後末齡幼蟲，改餵熟葉或老葉，可以比較快發育到蛹期、存活率也比對照組和第二次蛻皮後就改餵的組別還慢下降。

近年來國際各國紛紛提出新興能源與綠能相關之研究，而為了因應再生能源發電量不穩定，必須搭配儲能設備使電力輸出穩定，進而發展出許多儲能產品，在儲能系統中又因為電動車備受注目，使得電池設備最具話題性。本研究主要為探討葉綠素電池於不同操作變因下對電池性能之影響，藉以尋找最佳數據資料組合的條件並硏發性能最佳之葉綠素電池。因葉綠素電池可藉由酒精從植物葉片中萃取葉綠素溶液，不僅可以避免過多之能源消耗以及環境污染，同時期望將來能成為具有高安全及低成本的新能源系統。

本研究主要探討短延時強降雨下，坡地崩塌現象及尋求防治崩塌的解決策略。 首先，探討降雨對於坡地崩塌的影響，發現當雨滴粒徑越大、雨滴速度越大(亦即降雨強度越大)，坡面崩塌體積越大，崩塌時間則越短。 其次，就坡地角度與組成之砂石粒徑進行探討，發現在短延時強降雨情況下，坡地角度變大時，崩塌體積較大、崩塌時間變短；而砂石粒徑越大時崩塌現象較不易發生，至於分層混合粒徑時趨於粒徑越大砂石越在上方現象，但當砂石間縫隙充滿水後，均極易因細微的擾動而造成大規模崩塌與滑動，其中粒徑越大砂石崩塌現象越明顯。 最後，探討在坡面植樹及加裝立柱均有助於減緩崩塌現象，在立柱加裝收集器進行雨水收集與排水，更能有效減少崩塌及裸露現象。

上學期我們參加學校「水上足球機器人比賽」，比賽成敗的關鍵是機器人移動速度。相同動力下，船底的形狀會影響機器人前進的速度，我們裁切保麗龍板並加上動力讓保麗龍船能在壓克力水槽內移動，之後改良用珍珠板，讓船沿著軌道直線前進，配合資訊課程式語言(micro:bit)，自製測量珍珠板船移動速度的器具。 實驗發現：軌道的形式會影響珍珠板船的移動速度，因而改變研究方法，讓船不動，水流動來測阻力：用抽水馬達製造水流，船頭挷細線，透過滑輪改變拉力方向，一端垂吊重物，水流動時重物減少的重量即阻力。我們製作許多不同長度的船板，測量不同長度受到的阻力，並增加載重及改變水流強弱，試著研究船的長度、寬度、載重、水流快慢和阻力之間的關係。

塑膠對環境危害甚深，雖已有研究證實部分昆蟲可降解塑膠類的聚苯乙烯（PS），但關於聚丙烯（PP）的生物降解研究很少，也沒有進一步透過腸道菌相分析，鑑定出負責降解的菌種。因此我們希望利用麵包蟲進行生物降解PP，透過16S rRNA定序分析，找出可降解PP的潛力菌種，來解決塑膠垃圾對環境造成的傷害。 我們的實驗結果顯示，麵包蟲能攝食PP並生長，且加入濕料及利用糞便移植腸道菌相能增加麵包蟲對PP的消耗量，證明麵包蟲能攝食PP與腸道菌相有關。利用次世代基因定序分析腸道菌相，發現麵包蟲攝食PP後，腸道菌相有極為顯著的變化，其中腸道菌Pseudomonas stutzeri顯著增多，經實驗證實此菌確實可降解PP，且在中性環境的降解效果較佳。

本研究探討不同的溫降對史特林引擎做功的差異，結果發現以1300毫升的熱水，從95℃降到91℃、90℃降到87℃、85℃降到83℃時，史特林引擎分別做了 39.65、7.57、1.49焦耳的功。假設實驗室的數據能夠複製到實際大型的水體，則以宜蘭的仁澤溫泉每日抽取溫泉約20公噸來估算，若在其自然冷卻的過程中可以透過史特林引擎發電，當溫度從140℃降到90℃時，預計可發電23.2度，等於減少11.81公斤的二氧化碳排放量。本研究結果希望能讓讀者多了解利用熱質自然冷卻來產生電力，有助於改善我們的環境。