第61屆--民國110年

「成癮」這兩個字，容易讓人聯想到酗酒、吸毒、抽菸等負面行為，但其實我們的生活中處處可見成癮物質的存在：早晨的一杯咖啡、偶爾小酌的烈酒、甚至連咬一口的巧克力等都含有成癮物質。水蚤因為易於飼養且全身幾乎透明，牠的心臟在顯微鏡下容易觀察，是作為生物實驗重要的材料也是環境毒性測試的指標生物。我們依生活中的觀察與體驗，假設實驗中所有成癮物質皆會使水蚤的心跳加快，但實驗結果證實並非如此，除了感冒液會讓水蚤心跳加快外，其餘酒精、菸草液、咖啡、茶葉皆會讓水蚤心跳速度變慢，表示這些易成癮物質如果劑量過高或長期服用會對生理產生不良影響而導致水蚤心跳變慢甚至死亡，此現象不容忽視值得關注和進一步研究其機轉。

本實驗分別以50、70、90度三種偏斜角度的12片導流板圍成一圈做為實驗裝置，若導流板偏斜角度、氣流旋轉半徑、燃燒面積越大或是氣流流入速率變快，火焰高度會越高。火苗以下流入的氣流會促使火焰升高，愈低處的幫助愈大，火苗上方流入的則對火焰產生抑制作用。火龍捲的火焰愈高、甲醇蒸發速率愈大，導致甲醇的液體溫度愈低，此結論和科學人的推測完全相反。導流板偏斜 70 度時，甲醇的蒸發燃燒和氧氣的供應組合會使燃燒效率達到最高，使火焰上方燃燒後甲醇蒸氣殘留量最低。對水的加熱結果說明：火龍捲裝置比起對照組，使火焰較穩定、直立，且燃燒較完全，在有開風扇的情況下，也不易被風吹斜，因此能有效加熱，其中尤其是 90 度的表現最好。

非洲大蝸牛屬外來種蝸牛，是台灣農地常見的入侵外來種。本研究企圖透過飼養非洲大蝸牛了解牠的生活史，了解如何塗抹大蝸牛黏液使植物避免被攝食的效果最好，以做為防治大蝸牛的參考。結果發現，將大蝸牛黏液塗抹在植物上，確實會讓植物避免被攝食。且誘發出的大蝸牛黏液與直接塗抹的黏液有一樣的效果。將黏液塗抹在萵苣與小白菜也都能產生避免被攝食的效果。在不同塗抹位置與方式上，大蝸牛黏液塗抹在葉片傷口處可避免讓大蝸牛被攝食的效果最好。而大蝸牛黏液塗抹在葉片表面也可避免被紋白蝶幼蟲攝食。從實驗結果水溶實驗推測出，這種讓動物產生嫌惡感的物質，不是水溶性的，應是脂氧合酶所產生的脂溶性物質。

數位二維條碼的使用日益普及，然而使用手機掃瞄時，常受限於掃瞄距離及拍攝角度，使用上不夠便利。在不增加拍攝限制且增加二維條碼儲存容量的前提下，本研究嘗試設計一款8色10×10模組的彩色二維碼，命名為Colour Matrix。其四個頂角的模組具特定顏色，用來作為定位的特徵，其他模組用於儲存資料。此研究也成功在樹莓派平台上開發專屬的顏色辨識及編碼與解碼應用程式。相較於常用的二維條碼QR Code，Colour Matrix的拍攝傾角限制較小但拍攝距離較短。升級拍攝鏡頭後的實驗則發現鏡頭解像力明顯影響Colour Matrix辨識率，以及研究中所使用的邊緣偵測方法具有極限，有待進一步深入探討。

本研究由探討三頂點在格子點上的任意三角形鉛直格線長總和與水平格線長總和關係出發，藉由各種計算法計算、觀察、推論、檢驗、修正、再檢驗、論證、推廣和應用的探究過程，發現格子點上任意三角形鉛直格線長總和、水平格線長總和與面積的關係為：面積=鉛直和1 +邊在鉛直格線長x0.5=水平和2+邊在水平格線長x0.5，並將此關係式推廣到簡單多邊形 ，然後應用於地圖上求面積。

渦蟲本身具有負趨光性，是由於牠的感光眼能夠感應光線而作出的反應。而本實驗透過研究渦蟲在紅、黃、藍三種色光中的趨向性(相較於白光，渦蟲是否偏好紅、黃、藍光)，並且從渦蟲的細胞修復、記憶性等方面著手實驗，觀察不同色光對渦蟲這二個方面是否有影響。根據研究結果，相較於白光，渦蟲對紅光較具趨向性，且在細胞修復、記憶性此二個方面，紅光之結果皆較佳，黃光次之，藍光則明顯不利於渦蟲。未來我們可再更深入研究渦蟲的神經系統，進而推論為何不同色光對渦蟲會有此影響，在醫療的色光應用上也能有更進一步的發展。

本實驗為探討造成吹氣與呵氣溫度差異的主要因素。不論是呵氣還是吹氣，氣體同樣由體內排出，但天冷時我們會選擇呵氣在掌心，感受相比吹氣更溫暖。根據前人研究，溫度差主要來自於「氣體絕熱膨脹造成的溫度下降」和「白努利定律造成的氣流捲入」。本研究模擬人類呼吸系統，依照人體生理控制氣流的總量、流速、氣壓差、溫度和濕度。實驗結果顯示，絕熱膨脹效應和氣流捲入效應並非是影響溫度差異最大的原因。在本實驗中，絕熱膨脹混和白努利定律造成的影響，至多使吹氣與呵氣相差0.7℃，再加上水氣造成的效應可使吹氣與呵氣相差1.7℃。因此，我們推論水氣是造成吹氣與呵氣溫差的最主要原因。

反泡泡是由一層空氣包裹著液體的泡泡，存在於液體之中，由於有不同於一般空氣泡泡的結構與運動行為，反泡泡的現象吸引了不少人對它進行研究，然而卻鮮少有人對反泡泡的空氣層厚度進行準確的測量。在這個研究中，我們提出一種測量方式，利用影像追蹤軟體Tracker對反泡泡在水中的運動軌跡進行記錄，並根據阿基米德原理，獲得空氣層在反泡泡中佔據的體積百分比。另一方面，由影片分析比較反泡泡破滅前後的影像，也可以測量估計空氣層包裹的液體大小與空氣層的體積百分比。比較兩種方法，我們得到相當一致的結果，說明反泡泡的空氣層厚度應在10-4-10-3cm的數量級，這與單一照片的測量結果有極大的差距，說明光的折射與反射效應對空氣層厚度的誤判有很大的影響。

本研究利用植物菌質體找出菟絲子蔓延與攀附之調控機制。首先，觀察發現感染植物菌質體之平原菟絲子(C. campestris Yunck.)會產生多分支及莖短化的病徵。接著，測定感病之菟絲子體內植物菌質體SP1蛋白的表現量。本研究利用MEGA-X軟體，依照保留性高的TCP domain序列進行親緣演化分析，找出分別屬於TB1/CYC和CIN群的菟絲子TCP1與TCP2轉錄因子；利用RT-PCR確認平原菟絲子TCP1與TCP2基因表現；以pBA-N-SFP載體進行分子選殖，透過農桿菌浸潤法短暫表現菟絲子TCP1 與TCP2轉錄因子(CaTCP1、CaTCP2)及植物菌質體SP1蛋白。最後，利用西方墨點法確認植物菌質體SP1蛋白能降解CaTCP1及CaTCP2。因此，本研究推測感病菟絲子產生多分支及莖短化的機制，為植物菌質體分泌的SP1蛋白降解平原菟絲子TCP轉錄因子所致。

各式各樣的投石器是最原始的武器之一，傳說阿基米德為了防止羅馬入侵，發明了最早的投石器，而唐宋明時代也為戰爭發展出類似的武器。 阿基米德的投石器，至今仍被人們時常提起，而有趣的投石器是許多小孩的夢想玩具，但當時的投石器到底長什麼樣子，已經沒有人知道，據科學家猜測，應是利用重力與槓桿原理的方式所製作，但要怎麼才能做出好的投石器並精準的命中目標呢?讓我們一起探究其中所蘊含的物理原理，動手設計、實驗，創造出最獨特又精準的投石器，一起來找尋「投石器」的特異之處和它的趣味所在吧！