第62屆--民國111年

中華粗仰椿(Enithares sinica (Stål, 1854))屬於漸進變態的水棲昆蟲，從卵到成蟲約2個月，需蛻皮5次。雄蟲的後足腿節基部各有一突刺，雌蟲則無此構造，雄、雌體長相當。屬於肉食性，偏好在水中上層活動，在50隻孑孓裡，華椿成蟲一天平均吃食孑孓46隻，且雌蟲食量大於雄蟲，建議可當生物防治孑孓的物種。可藉由視覺(光影變化)、振動(腹部尾端有4根明顯的感覺毛)來偵測獵物存在的位置，但嗅覺相對不明顯。滑動一次後足前進的距離約為體長的21.68倍。攻擊獵物模式為:偵測→趨向→鎖定→攻擊，華椿處理一隻孑孓的時間約8分30秒。華椿偵測到獵物的距離為7.79cm; 有效把握攻擊距離為3.10cm。攻擊獵物的時間約0.084秒，在同樣有蛹及孑孓的環境下，捕食蚊子蛹的機率比起孑孓還要高。

一般國小的自然課堂上都是使用市售的吸管製作排笛的笛管，但如果封口的填充物不對，要吹出有音階的聲音很難，實驗可操控的因素也有侷限性。本專題的構想是利用3D列印機來製作排笛的笛管，找出管長、管壁厚度、管徑、管形對聲音輸出的影響，並和傳統的國小自然課常使用的市售吸管製作的排笛做比較，再依據實驗的結果利用Scratch寫出一支程式，只要輸入想要製作的音頻，就能計算出3D列印笛管需要的長度及可行的管壁厚度、管徑和管形，最後再利用3D列印出一支有音階規律的排笛，透過它能演奏一首簡單的歌曲。

從生活中的觀察和課程中的學習，引發我們對於「蚯蚓」這位地下工程師的好奇心；源自對於家鄉生態環境的愛護，我們選擇使用生活中的天然廢渣作為蚯蚓生長的食物，使用茶葉渣、黃豆渣、咖啡渣、落葉渣等生活中的有機廢渣養殖蚯蚓後觀察蚯蚓生長的情形。生活的經驗和文獻的資料指出，蚯蚓可以賦予土壤活力，而土壤是植物生長的關鍵。依據蚯蚓養殖與種植蔬菜實驗資料分析可知，使用落葉渣和茶葉渣養殖蚯蚓，蚯蚓生長情形最好；使用茶葉渣蚯蚓箱種植蔬菜的效果最佳。從研究結果顯示，蚯蚓的活動可以改變土壤的性質，並且對於蔬菜生長有幫助，但是使用廢渣養殖蚯蚓和種植蔬菜時，建議考量廢渣在土壤中發酵和腐化的時間以及可能帶來的影響因子。

「渣男／女」是感情關係中常見的詞彙，但一直沒有相關研究進一步探討其內涵，因此本研究希望建構對「渣男／女」概念的具體理解。透過廣泛調查及因素分析，本研究凝聚出「渣男／女」概念指涉的三個主要因素：自我中心、對待伴侶的不當行為、與伴侶以外他人的不當接觸。並以「大五人格」作為分類架構，探討不同人格特質對「渣男／女」概念主要因素在意程度的不同，發現：外向性和神經質特質較高者，特別在意自我中心的態度；外向性、親和性和神經質特質較高者，特別在意對待伴侶的不當行為；外向性和神經質特質較高者，特別在意與伴侶以外他人的不當接觸。本研究期能以此作為開端，為未來相關研究開啟新方向。

自疫情爆發以來，各國都相繼研發新型冠狀病毒的藥物。蒲公英為一種傳統中草藥，具有抗氧化、抗發炎等生物活性。本研究以蒲公英為試驗植物。為了瞭解蒲公英的抗氧化及抗肺炎能力，我們使用磨粉後的蒲公英進行水和甲醇的過濾萃取物，將蒲公英水萃取物及甲醇萃取物分別進行試管清除DPPH自由基實驗、ABTS抗氧化實驗及總酚含量測定實驗，並進一步確定蒲公英萃取物的抗氧化能力。另外，我們還進行肺細胞發炎移動及遷移能力測試。最後發現甲醇萃取物的抗氧化效果比水萃取物佳。我們以脂多醣LPS誘導肺細胞發炎，運用顯微鏡觀察，發現甲醇萃取物有明顯抑制肺細胞發炎移動及遷移現象。經由以上實驗結果證明，蒲公英甲醇萃取物對抗氧化及抑制肺炎具有效果。

在不同緯度與深度的海水，會因為溫度與鹽度不均產生密度差異，形成密度流。在北大西洋，因為低溫、高鹽、高密度的特性而產生下沉流，並發展成全球尺度的循環系統，稱為『溫鹽環流』。在近代氣候歷史中，溫鹽環流曾因北大西洋海水受融冰沖淡發生異常減弱，使洋流形式發生改變，全球氣候也短暫回冷，為『新仙女木事件』。 本實驗藉NOAA網站收集北大西洋的海水溫度與鹽度異常資料，轉換成密度異常資料後，與溫鹽環流源頭的表層溫度、鹽度與密度異常資料分析，並透過自製裝置模擬溫鹽環流，發現當上層海水密度下降時，會使下沉深度變淺，並在較淺的深度產生平流，使中層海水有較顯著的溫度和鹽度異常，同時表層海水異常，也影響了『鹽指』的發展形式。

豬皮富含膠原蛋白，經過正確的熬煮過程可以提煉出明膠運用在許多生活用品中，我們希望能將平常廢棄不用的豬皮完整利用，做出黏性超強的黏著劑。 本研究發現，豬皮去油脂後以5%的醋酸溶液浸泡24小時，再以100°C熬煮5小時，可以得到最高的豬皮明膠萃取率；而豬皮明膠黏性以80°C熬煮3小時後達到最高；乾燥豬皮明膠的復用，則是以80℃隔水加熱2小時可以得到較高的黏性。除了豬皮明膠作為黏著劑，我們更研發出將處理過程中的所有溶液及物質，一起製作成凝膠狀的「全豬皮膠」，其黏性遠超過市售黏著劑，黏性可以高達每平方公分80 公斤，不僅材料完全不浪費、容易保存且黏性品質穩定，更重要的是能夠節省乾燥所需電量，值得推薦！

魚菜共生系統中，植床內常有虹吸鐘的設計，當植床水位過高時，能透過虹吸鐘將水排出，但排水速度若太慢，則會因為注水速度太快而導致植床淹水，使水淹出植床，想解決這問題，除了改變注水速度外，也可從調整虹吸鐘排水速度的方式來進行。根據研究，通管內徑、出水管長度和出水角度會影響虹吸鐘排水時的虹吸拉力值，使得虹吸鐘排水速度有所差異，而進水縫隙、罩子內徑和罩內通管高度雖然不會影響排水速度，但是在虹吸鐘裝置中都有各自的功能。最後我們總結各實驗變因的結果，設計了一個能隨時調整進水縫隙、罩內通管高度和排水速度的虹吸鐘裝置。此外，也解決了當虹吸鐘通管內徑太大會使虹吸現象消失而無法將植床內的水排出的情形。

本研究利用葉綠素卟啉環內的鎂離子置換成銅離子來處理硫酸銅廢液，鎂銅離子的置換目前均使用萃取法，本研究透過實驗確認可以使用葉片的原型來置換，大大減少了廢液處理手續。除了具有表皮蠟質的葉片置換速度較慢，其他葉片結構皆不影響。透過比色法計算出移除率，加上硫化鈉檢驗，確認此方式可以完全去除銅離子。檢測置換後的葉片在土壤中與不同pH值的水中，銅離子皆不會再度釋出。 藍綠菌是有葉綠素的微生物，實驗發現藍綠菌鎂銅離子的置換速度優於陸生植物，間隔三天在優養化水域倒入0.05%硫酸銅溶液，15天後水域濁度下降到4NTU以下，水生動植物則不受影響。利用葉綠素鎂銅離子的置換可以處理硫酸銅廢液，還能去除藍綠菌，可以說是一舉兩得。

「水泥電池」為一個以水泥為底的電池，想法是將水泥轉化為巨大的儲能裝置，而在2021年，首次有研究團隊將此概念擴展到了二次電池，此研究正是水泥電池的開路先鋒。而我們在這次的研究中，針對水泥基的電阻進行最佳化，發現水泥中電解液配方為在38公克的蒸餾水中加入0.5公克的CMC，3公克的矽酸鈉以及13.1公克的氫氧化鉀為最佳，能使水泥從原先16000歐姆的電阻降至514歐姆，降低96.8%。而我們也以自製的導電碳板代替碳纖維，製成了鐵及鎳電極，二次水泥電池首次充放電在8小時間功率有544微瓦特，第二次充放電有373微瓦特，只損失了31.4%。未來我們希望能繼續測試及解決電池的效能以及增加電池的能量密度。