第62屆--民國111年

我們關切河流的塑膠垃圾汙染問題，發現「水流方向和擾流狀態」是影響河流中攔截塑膠垃圾裝置的重要因素，所以進行微型實驗探究其效能。 我們實地探勘了淡水河下游及其能攔截塑膠垃圾的裝置，依據河流曲流設計微型模擬箱，以觀察水流的樣態。首先我們歸納出：「水平面水流的分流」、「垂直面水流的擾流」、「曲流凹岸河道的回流」，並進一步探究不同的攔截塑膠垃圾裝置與水流的關聯性，例如以攔截索改變水流分流、以水管泡泡製造水流的擾流、利用曲流凹岸河道的回流找出較佳攔截位置等。 河流的實驗模型一般大且昂貴，但我們設計出河流的微型模擬箱，能清楚觀察水流的不同樣態，也能找出攔截塑膠垃圾裝置的較佳效能，據此建議河川管理單位參考。

我們在潰爛的木瓜中純化出Lasiodiplodia theobromae與Neofusicoccum parvum兩種真菌，會使木瓜組織產生軟腐之現象，容易造成水果採收及運送時的大量損失。研究結果顯示，兩菌亦會感染其他植物，但部分具濃烈氣味的植物有較高的耐受性且薰衣草氣味可使該二菌種的菌絲與黑色素含量下降，藉以降低致病力。其中，薰衣草氣味中的芳樟醇是抑菌的關鍵成分。此外我們發現無光環境會誘導病原菌的黑色素累積並提升其致病力。綜上所述，未來在木瓜運送與保存上若能透過照光並配合薰蒸微量薰衣 草精油或芳樟醇氣味，應可有效降低病原菌感染機率，以此減少農損。

這是一個歷時兩年半鑽研兩共邊三角形外接圓各種有趣關係的探究之旅，透過GeoGebra的輔助，經由(1)觀察圖形及數據形成猜想(2)幾何論證猜想為真的探究歷程。 我們首先探討兩共邊三角形外接圓的圓心位置、半徑、半徑和及連心線的關係，發現並證明出等腰三角形中圓心位置具特殊性、兩外接圓半徑和R1＋R2與連心線─O1O2的長度都跟動點D的x坐標呈現函數關係且圖形為雙曲線的一支；據此討論出兩外接圓面積和與原三角形外接圓面積關係，同時發現∆AO1O2～∆ABC且AO1OO2四點共圓。在研究連心線時也發現，當動點D移動時，─O1O2的中點形成一條直線；每條連心線皆與以頂點A為焦點，(BC) ⃡為準線的拋物線相切。最後得出若任意∆ABC的頂點A到─BC的距離相等，連心線─O1O2所包絡出的拋物線皆全等。

有機物在無氧或低氧下，會熱裂解成生質炭，具高表面積，能吸附有機質形成生物炭，促進光合菌生長，改善土壤品質。為了解光合菌對生物炭促進腐熟化的效應，本研究運用光合菌在印度棗、鼠眼木、南洋櫻和桑葚等4種生物炭中做成添加劑，探索添加光合菌與生物炭對土壤的影響。實驗發現，農業有機廢棄物做成生物炭，就能改善土壤環境、促進作物成長，結論摘錄如下： 一、光合菌與水以1:20比例稀釋，種子發芽率與存活率高達100%。 二、校園盆栽土壤添加生物炭和光合菌種植青江菜，發現大部分添加者較未添加者生長更佳。 三、以生物炭提供青江菜營養源，有機質比無生物炭至少提高2%以上，南洋櫻最高可提升4%，額外添加光合菌可再提升0.5%，整體累計提升4.5%。

本研究目的為替柏油路增加遮熱塗層以延長使用年限，參考文獻曾利用二氧化鈦，但因為遇到液體時摩擦係數會變得非常小，所以文獻中有增加粒料用來增加摩擦力。為兼顧環保與成本，我們想利用台南盛產的蚵殼代替粒料及二氧化鈦來完成成本更低的遮熱塗層。 為確保研究成果符合工程實用性，我們使用公路總局近年新研發的密級配瀝青磚作為實驗對象，利用高強度凝固快的EB1環氧樹脂與二氧化鈦與蚵殼，便可作為瀝青上方的遮熱塗層。EB1A劑：EB1B劑：二氧化鈦：蚵殼=60g：20g：20g：80g，其配方混合而成之遮熱塗層進行測試時得到最好的升溫抑制能力，凝固時間1小時，2小時會達到完全硬化，其兼顧強度、成本與道路安全規範，且鋪設流程相當方便。

本作品延伸前年數學科展作品《公園跑切線》，研究兩個同內心不同大小的正三角形，中間小三角形旋轉θ，由大三角形的其中一邊上取一出發點，對小三角形的頂點沿射線到下一個邊上，接著重複此動作，最後路徑會收斂成三角形，研究收斂點的位置和出發點、旋轉角度、邊長比與收斂可能的關係。之後我們分離小三角形與大三角形之內心，並研究其性質與收斂可能性。最後，我們加入了共內心、相似且方向相同之兩一般三角形的情形，同樣研究其性質與收斂可能性。

菇類是真菌界的生物，發育受到各種環境因子的影響，市面上許多人工栽培的「畸形菇」，雖形態變異卻更具價值。我們結合颱風的結構，開發「旋風孵菇器」使栽培標準化，將六種食用菇的基質填裝在不同容器中，以扭蛋菇進行後續測試，並測試出最適發菇溫度；以扭蛋殼半開組控制發菇位置，利用無光和密閉環境使菇類形態變異。我們發現：無光使大多數菇種菇蕾增加，發菇提早，但生長緩慢，且蕈傘變白。通氣程度是菇體畸形的關鍵，應是受CO2濃度的影響，秀珍菇和白雪菇不開傘、藍寶石菇多分枝、玫瑰菇變鹿角狀、柳松菇蕈柄延長，珊瑚菇則是半通風環境下會巨大化；容器形狀不影響形態發育。最後，歸納出多種食用菇盆栽畸形化的栽種方法，供大眾參考。

本實驗分別以椰子纖維、木薯莖、茶葉渣、油棕枝與鳳梨葉五種農業廢棄物為原料，將其熱解成生物炭研磨加入可降解塑膠原料中製成五種生物炭聚合薄膜，替代一般塑膠覆材，種植萵苣於紅土與黑土並施用，五周後採收檢測。對於各土壤性質，此五種覆膜對於紅土及黑土之酸鹼值、電導度等有不同程度幫助，但於有機碳含量與生物酶活性等性質的趨勢不一，推測其取決於更進一步的生物炭本身性質；在萵苣生長方面，多數組別的乾、濕重增加。種植五周萵苣採收後薄膜已有一定程度的降解，不會造成殘留汙染，還可提升土壤性質及幫助萵苣生長。

這是一個關於氣團與鋒面的研究。根據我們對於5個年度的觀雲資料所做的分析，得出以下幾個重要結論：在動態冷氣團方面：(1).若搭配較高的濕度，大部分會產生蔽光高積雲或滿天的灰白雲(高積、高層混合雲)，且和距離無關；(2).冷氣團的移動方式與層狀高積雲的形成有相當密切的關係；(3).雲的分布方式由風向決定，而不是冷氣團的移動方向。若冷氣團處於停滯狀態，對雲況的發展比較沒有影響力。在冷鋒鋒面方面：(1).鋒前以高雲族為主：①溫度有機會出現較大的降幅、②鋒線大多會以左端通過台灣、③降雨區域不會太大；(2).鋒前以中雲族為主：①鋒線大多會以中段附近通過台灣、②會帶來較大範圍的降雨(雨勢不會很大)。

觀察2020東京奧運會徽，發現圖形是由矩形組成，且矩形可經由三種元件（30°與150°的菱形、60°與120°的菱形、正方形）的各邊中點連線而成，本研究旨在利用這三種元件，探討平面鑲嵌。首先，找出利用元件拼貼一圈的組合個數，進一步向外擴增成正十二邊形，計算面積、對角線的長度，觀察旋轉之幾何變換，藉此得出拼貼成線對稱圖形時對稱軸上元件的擺放情形。接著，探討奧徽鑲嵌背景圖中不同大小正十二邊形的面積關係，並將線段變成曲線，推廣至拼貼成正n邊形的四邊形元件探討，得出如果n為偶數，則圖中的四邊形皆為菱形，且菱形的圈數為n/2-1，種類個數為⌈n/4-1/2⌉。最後，觀察類似奧徽之非平面鑲嵌頂點相接圖，改成用正方形貼接圖形，計算出邊長有1:√2的關係。