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。

實驗課，使用攪拌器的攪拌子都是磁鐵，鐵磁性及非鐵磁性物質不能使用嗎？本組自製攪拌子，比較前兩者與磁鐵當攪拌子之優劣。研究過程中，非鐵磁性攪拌子由於磁吸力太小，無法運轉，故排除。唯有鐵磁性物質可行，在長度、直徑、重量與磁鐵攪拌子都相近下，觀察兩者在各條件的攪拌效果，顯示：攪拌時液面無漩渦則失速轉速與攪拌子到轉盤的間距呈線性關係。在相同條件下，磁鐵攪拌子的失速轉速永遠大於鐵磁性物質。磁性攪拌子的優點是可作業75%濃度之甘油，符合實驗室大部分所需條件且失速時不會懸浮、彈跳，相對安全，更具優勢的是內芯成本1顆不到0.4元，非常便宜。磁鐵攪拌子的優點是高濃度甘油(100%)作業無可取代，使用功能佳，不易失速。

本研究的目的是探討常見天然食材及廢棄果皮對紫外線（UV）的吸收效果，以Arduino組裝UV檢測儀檢測UVA、UVB的吸收值，並與市售UV強度計確認可信度。以水及酒精萃取食材發現常用食材都有吸收UV效果，其中柑橘類果皮和綠茶比過往科展的火龍果皮、蘆薈皮和咖啡渣效果更好。植物油中UV吸收效果最佳的是麻油，食材經油萃取後可提升吸收UV效果。防曬乳製作以水萃取綠茶3天及綠茶和水重量比1：3，搭配9種植物油萃取綠茶3天及綠茶和油重量比1：3，用油相/乳化劑/硬脂酸/水相重量比60：4：1：35，製出9種天然防曬乳，經自製UV檢測裝置評估後，發現防曬效果與市售防曬乳相近，也透過解剖顯微鏡觀察到油包水的圓球形微胞，證實此配方可成功製成防曬乳。

本研究利用水熱法合成 C-SnS2光觸媒，再藉由化學水浴沈澱法(CBP)將Ag3PO4奈米顆粒還原在 C-SnS2 表面，得到複合半導體Ag3PO4@C-SnS2。我們分別以C-SnS2和Ag3PO4@C-SnS2進行人工光合作用，將二氧化碳還原為可用能源，並探討兩者的差異。藉由電子顯微鏡、X光繞射儀、紫外-可見光光譜儀、傅立葉轉換紅外線光譜儀、X光光電子能譜儀和氣相層析儀，分析樣品的晶體結構、能隙、吸光範圍和二氧化碳還原反應的氣體產物。最後，發現複合物Ag3PO4@C-SnS2的光化學量子效率較純的C-SnS2高，也就是此複合物能有效的提升二氧化碳還原效率。

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。

本研究利用自製連通阻尼器、自製模型屋、自製地震模擬器，將連通阻尼器配置在低樓層模型屋，用手機APP軟體偵測震動加速度，檢驗減震效果。研究結果：（一）連通阻尼器最佳阻尼強度：流體濃度5~20%，強度700～1500公克力。（二）連通阻尼器最佳配置：阻尼反向、配置前後方向、傾斜角度30度、與主震動方向夾角30度、連通阻尼器配置越多。（三）建物結構與震動大小的影響：模型屋樓層重量越重、樓層越高、結構強度越差、震動加速度越大時，減震效果越佳。（四）連通阻尼器的減震效果：最大加速度平均減震百分比為32.5%，平均減震值為107.6gal；平均加速度平均減震百分比為25%，平均減震值為48.6gal。連通阻尼器減震效果佳，可作為製作速度型阻尼器的參考。

本研究對象為台南市牛山剖面六重溪層內碎屑化石密集層，透過野外調查與模擬實驗，分析六重溪層上部化石密集層，與下部油氣儲集層關係，並推論牛山地區古今的地理環境。 我們發現這些密集層的化石種類，具有相似的地質現象，因此重建碎屑化石密集層間的關係 ；並採集沙灘現生貝類與觀察碎屑分布，透過破壞實驗與水流實驗，了解貝類被破壞成碎屑 的能量，與碎屑被搬運堆積的過程。 本研究針對岩塊孔隙率測量，提出獨創的浸沒白油法，並與專業儀器測得孔隙率之砂岩比較，證明具備準確性。透過高解析度的電腦斷層掃描圖，分析砂岩中孔隙的分布情形；並推測六重溪層下部油氣儲集層，其地層條件與上部碎屑化石密集層類似，為膠結較不緻密的鈣質砂岩地層。

此作品研究是「將問題先轉換成二元一次方程式的解(其中二元一次式為3x+4y)，再者，透過推導過程研發找到『間隔標記點數模式』方法，能快速且無遺漏的畫出，判斷能否將圖形覆蓋填滿；更進一步延伸到N×N方陣或M'×N'矩形，只有總格數為3的倍數，可完全被L型填滿，若一定都要用到I型或田型，則分別最少需3塊；當總格數為非3的倍數，則I型或田型分別最少為1塊或2塊，需視總格數推知。對I型與田型拼片數同但結構不同，部分巧拼是無法填滿，經總格數切割成小方陣或小矩形的組合，推導找出符合可將方陣圖形及矩形圖形覆蓋填滿之劃分方式的一般式，同時以『數學歸納法』證明之。最後，以程式C#寫出執行操作的友善介面，進行驗證其規律與異同點。

將廢棄物轉質為吸附材是當今趨勢。本研究建立具再現性之碳化程序，將花生菱殼、雞骨龍蝦等製成生物炭，並建立吸附SOP來探討最佳處理參數，最後將其製成回收式生物炭球。 實驗發現動物炭因為含有高比例無機物(97%)，可經由酸洗提升生物炭的等重吸附率，雞骨炭因無機物分布位置特殊而具有發展潛力(超越市售活性炭)。整體而言，酸洗能有效提升生物炭吸附亞甲藍(99%)、動物炭吸附甲基橙(39%)能力(活性炭吸附亞甲藍70%、甲基橙2%)，生物炭還能夠吸附鈷離子。 實驗以雞骨炭/海藻酸鈉=5來製作炭球，符合材料經濟最大，且吸附效果良好。最後也將自製光觸媒分散至炭球表面，使觸媒炭球吸附染料後能照射陽光再生，重複使用

目前臺灣未有成功使用虹吸式管狀魚道。本研究為了設計出可虹吸現象和適合台灣魚類的魚道，同時改良傳統水泥魚道建設和維護困難、難以適用多樣魚類、枯水期功能中斷等問題，進行一系列相關試驗。我們採用塑膠管及大小頭減速器，嘗試組裝虹吸式管狀魚道，用水球測量流速，過程中多次因氣泡而導致水流中斷，後來使用氣球、防水膠布解決了氣密問題，做出可成功形成虹吸現象的管狀魚道。後續於人工水域測試魚類使用情形，雖魚未上溯成功，但流速符合魚種需求。野地實測發現，魚雖未使用魚道，但魚道仍可正常運作，推測魚未使用，可能因當地成體魚數量不多、不合魚上溯的季節等因素。目前仍有一些問題尚未克服，但本實驗為台灣魚道發展建立新的里程碑。