第61屆--民國110年

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。

本研究將洗淨後的廢棄稻殼，以溫度600℃、時間4小時，鍛燒成SiO2，固定SiO2 1g並加入AgNO3，以Ag作為電子載體，製備Ag/SiO2奈米光觸媒。將定量觸媒加入已通1 小時CO2的NaOH(aq)中，以紫外光照射進行半導體光催化反應。以AgNO3的重量百分濃度為變因，發現重量百分濃度10wt%之光觸媒將CO2轉化為CH3OH及C2H5OH的效果比其他比例之觸媒的效果佳，故對其進行研究與改良。因此，將已合成之10wt%光觸媒分別以時間與溫度為變因，鍛燒為Ag/Ag2O/SiO2奈米光觸媒，分析討論其產生CH3OH和C2H5OH的效果，並與未鍛燒的觸媒進行比較。

本研究為探討奇數n分為(a,b)整數對後，不斷取偶數除以2加於奇數上的交換過程。 我們從交換過程推導出交換元素 (H×2k，(n- H×2k))，並找到交換奇數集合H，透過交換奇數列表能更快找出數字n中有幾個循環，另外也發現nx=2(x+1)k+2x×k+2(x-1)k+....23k+22k+2k+1時不可交換的數字規律。 交換奇數列表在階段k時，可知[n-(3×2k+1)]÷2k+1=sk...qk，若qk2k，則階段k最小的數字= qk-2k。 依照發現，可列出數字n的所有交換奇數列。 之後，發現交換奇數的排列呈現迴圈規律，並進一步找到形成循環的條件與糖果數目左右交換的關鍵點。 此外還找到了位置移動數列：y×(2k)0,y×(2k)1,y×(2k)2, y×(2k)3……y×(2k) (x-1) 以及位置移動級數s(k,y,x)= y×[1-(-2k)x)]/(2k+1) 透過位置移動數列可更快速的列出迴圈，達到快速降階，更迅速找出循環的目標。

本研究以吸管製作Fano型多管陣列結構裝置並放置於壓克力管中進行研究，利用藍芽喇叭連接手機播放聲頻穿透設計之fano吸管陣列結構，其結構分為幾種，其一為多管陣列平行壓克力管(空氣流道結構)，其二為交錯排列陣列之共振結構，量測兩結構間所造成聲波的干涉造成之吸音特性，設計Fano型之多管陣列結構，實驗以收音麥克風連接手機軟體進行聲頻量測，再將實驗數據匯出進行圖表製作與計算分析，實驗結果得出組合式最佳fano聲頻結構可使700Hz~1800Hz之聲頻穿透率下降至原來的8%~12%，於1400Hz時可消除至1%以下，並能達到高透氣率，為具有高透氣、高吸音頻寬及低成本之新型超穎聲學材料。

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

高中生就學常面臨跨區的通勤問題，學校專車接送幾乎成為各校必備的交通服務之一，但大部分的學校仍採用人工方式規劃專車路線，不符經濟效益，本研究利用高中所學的地理資訊系統，以南部某公立高中109學年度上學期11條專車路線為研究對象，針對該校一、二年級學生回收有效紙本問卷1,003份，調查搭乘專車需求的人數及建議的停站點，運用環域、疊圖等空間分析，評估既有路線調整及新闢路線規劃的可行性。研究結果顯示，重新規劃4條既有路線及新闢1條新路線，預估平均搭載率可從87.5%提升至93%。本研究希望能提供給無專業交通設計背景的學校行政人員，輔以地理資訊系統為工具，以更有效率的方式來規劃專車路線。

水蟲呼吸主要透過氣管系統，新近發現透過血紅蛋白的機制可在缺氧環境中提高獲氧。戶外調查記錄8種孑孓和1類搖蚊幼蟲，室內錄影觀察發現孑孓和搖蚊幼蟲活動有明顯分層。量測呼吸管、氣管長度和氣泡大小，顯示其與孑孓在水中分布位置沒有顯著差異，但閉氣與氣管長度高度相關。竹生翠蚊、白腹叢蚊幼蟲和搖蚊幼蟲長時間停留水體底層；反觀家蚊、斑蚊則反覆上下移動至水表面呼吸。本研究假設底層活動的孑孓與搖蚊幼蟲具備類似的血紅蛋白呼吸機制以獲得氧氣，顯微鏡下觀察發現白腹叢蚊幼蟲幾丁質外殼內側充滿紅色素點狀物，且隨著調控富氧與缺氧而有色澤變化。現階段已成功增幅6種蚊幼蟲的血紅蛋白基因，未來將釐清血紅蛋白在孑孓呼吸所扮演的角色。

台灣位於地震帶上，常常會有地震發生，我們自由創作、設計耐震的房子，然後進行一系列有關耐震屋的研究。結果發現： 一、模型屋中樑柱結構：樑柱分段的振動時間>不分段振動時間，房屋樑柱不分段較快停止振動。 二、模型屋中振動時間長短：模型屋Ⅱ>模型屋Ⅲ>模型屋Ⅳ。相同面積下，愈接近正方形的模型屋震動時間較長。 三、模型屋在垂直振動下：不管是幾層屋，樓層越高，振動時間越長。 四、模型屋在水平振動下：四層屋以上，樓層越高，振動時間越長；三層屋以下，樓層越高，振動時間越短。 五、減震效果：X型減震器>滾珠型減震器>阻尼器型減震器。 六、根據研究最佳耐震屋：房屋樑柱不分段、X型減震器、三層屋以下是頂樓；四層屋以上是一樓。

本研究自製排水模型與設計連通管的水位觀察法，來探討水槽排水速度的影響因素，結果發現排水速度的影響主因有三： 1.水漩渦：當水槽內的水排出時，水流穩定沒有旋轉、或者破壞水流旋轉使其不產生漩渦，會加速排水的速度 。 2.空氣：當水漩渦產生時會造成水槽上方的空氣往下流動，如果阻擋空氣的流動就可降低水漩渦的產生，提升排水的速度。 3.排水孔洞：排水孔洞越大，排水效果越好，但同時也更容易因為水的初始旋轉而產生水漩渦，降低排水的速度。 最後，利用水流阻擋板與空氣阻擋板來破壞水流旋轉，使其無法產生水漩渦，造成水管充滿水而產生虹吸現象，進而加速排水的速度。

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。