第62屆--民國111年

本作品研究星狀網路和完全網路，兩種不同結構的連結網路，使用點擴展運算結合成一個網路結構，並且在一定的容錯範圍內，保證存在漢米爾頓迴圈性質。漢米爾頓迴圈在連結網路的研究中相當重要，若存在此性質，則可以保證發送訊號時，能將訊號發送給連結網路上的每一個元件並接收，且不會重覆接收到訊號。我們使用圖形理論的方式，將星狀網路和完全網路，這兩種連結網路結構，分別抽象化成星狀圖和完全圖，網路中的元件抽象化為點，元件之間的連線，抽象化成邊。如果元件之間的連線故障，無法使用，則稱為壞邊。我們證明 n+1 維度星狀圖和 n 維度完全圖使用點擴展運算後，壞邊數量最多是 n-4 時，保證存在漢米爾頓迴圈。

市售膠帶為了讓黏性增加會塗上黏膠。本次科展我們研究製作可重複用無殘膠的乾式膠帶，其實驗分為如何製作乾式膠帶，以及比較校內樹葉、生活用品與塑膠材質為模版製作的膠帶。實驗結果發現便宜的白膠可做為乾式膠帶的主要原料；而表面越光滑平整的樹葉所製作出的膠帶掛重會越重；生活用品以塑膠材質做出的膠帶掛重最好；我們也發現塑膠模版分子含有氧原子或具極性所製作的膠帶掛重較高，其中又以聚乳酸（PLA）作為模板所製作的乾式膠帶掛重最佳，單位面積掛重為415g/cm2。為了取得方便，我們以聚碳酸酯（PC）為模版，將白膠加入適量過濾水所製作的膠帶掛重最高（單位面積掛重>541.83g/cm2），最後我們也將所製作的膠帶成功黏貼在鐵櫃、冰箱、白板、磁磚上掛重。

本研究應用海藻酸鈉和甜菜紅素螯合重金屬能力及海藻酸鈉交聯作用製作海藻酸鈉晶球。並將富含甜菜紅素的火龍果汁稀釋液與海藻酸鈉混合後做成甜菜紅素晶球，比較兩種晶球在不同條件下移除銅金屬離子能力，得知兩者在不同濃度之銅離子溶液中靜置40分鐘反應可達平衡。且由溫度效應、酸鹼效應及濃度效應之實驗結果得知在25℃，pH=5，不論100或1000 ppm Cu2+，皆為甜菜紅素晶球移除率較海藻酸鈉晶球優。不過當高溫、強酸及保存多天的條件下甜菜紅素晶球的移除能力會逐漸下降。另外，比較晶球在25℃，pH=7下，移除1000 ppm不同重金屬離子(Co2+、Ni2+、Cu2+)之能力，得知甜菜紅素晶球的移除率皆優於海藻酸鈉晶球；此外，海藻酸鈉晶球移除能力為Co2+≅Cu2+>Ni2+；而甜菜紅素晶球移除能力為Cu2+>Ni2+ >Co2+。

因為市面上測溫工具都不具24小時連續自動偵測體溫及聯網功能，所以我們想用Arduino自製測溫裝置，且能遠端監控體溫情形、將發燒訊息傳送到相關人員的群組上。經過準確度、測溫速度兩個實驗，我們找到符合我們需要的兩種感測器，分別是接觸式的DS18B20和非接觸式的MLX90614，接著分別製作兩種感測器的架設裝置，接觸式的使用髮箍固定，非接觸式使用樂高來固定。並透過不同距離、溫度等實驗，最後得到最適擺放位置函數為D=2.85×R（D=感測器到水面的高度，R=容器半徑），利用motoblocky寫程式，Arduino esp32的聯網功能以及MQTT通訊協議等低成本甚至免費的資源，做出可在嬰兒發燒時，將訊息透過可亮燈響鈴的室內主機、以及line訊息通知兩種管道有效傳達給家長的裝置。

魚鱗是很好的食材，製作成魚鱗凍費時費工，只好丟棄；我們想透過科學探究，找出省時省力的方法製作營養價值高的魚鱗凍。實驗前製作SOP，可降低操作誤差，提高實驗的再現性；實驗後針對結果及問題討論並提出對策，由結果可知探究方法是正向且有效率的。 本探究分成三大部分，第一部分是找出壓力鍋熬煮的最佳條件、魚鱗研磨時間及魚鱗與水的比例。第二部分是自製和市售魚鱗凍的差異比較，結果顯示自製的數據均優於市售(密度增加1.2%、固含量增加188.8%、熬煮時間節省62.5%、抗氧化力提升17.9%)。第三部分是比較不同花青素水果的抗氧化力，再以抗氧化力較佳的水果製作成花青素魚鱗凍。最後由紅色火龍果魚鱗凍勝出，也就是我們的研究主題「魚」「龍」共舞。

大花咸豐草(Bidens pilosa L.) 為主要的入侵植物之一，菲島福木(Garcinia subelliptica Merr.)能否作為生物除草劑，抑制大花咸豐草的危害。以最佳萌發條件培養三種作物與大花咸豐草種子，福木葉萃取液皆能抑制種子萌發，但對大花咸豐草的抑制效果優於另外三種作物。以福木葉萃取液進行幼苗測試。可抑制萵苣主根延長，抑制小麥草植株、不定根與大花咸豐草植株生長。考慮福木相剋作用與大花咸豐草和作物競爭的影響，(1)萵苣：相剋<相剋+競爭<競爭(2)小麥草：相剋+競爭<競爭<相剋。建議兩種萵苣，播種前使用5%福木葉萃取液，抑制大花咸豐草種子萌發；小麥草需等大花咸豐草叢生後再使用10%福木葉萃取液還可促進小麥草的生長；單獨處理大花咸豐草則使用10%福木葉萃取液達有效抑制效果。

本文主要在探討平面幾何學中的兩個重要結果—三角形中的『Menelaus定理』與『Ceva定理』推廣到任意的『球面n邊形』的相對應結果，對於任意的球面n邊形，我們分別找到了『球面n邊形的Menelaus共線定理』與『球面n邊形的Ceva共點定理』的一般化結果。

本研究主要探討台灣西部鹽楔型河川是否能進行鹽度差發電。首先找出最適合的電極材質，並運用不同鹽度搭配RO水，模擬上下游之鹽度差發電與不同鹽度的搭配組合，模擬表底層之鹽度差發電。實驗顯示此方法可行且我們又從中調整發電設置，配合潮汐調查愛河河段鹽度後，選定中都橋、願景橋、龍心橋，觀察表底層鹽度與實際運用愛河河水進行鹽度差發電實驗，考量發電功率與穩定性，最終選址於願景橋，進行表底層之鹽度差發電，並計算愛河河段鹽度差發電之經濟效益。最後我們比較前鎮河、愛河及淡水河在大潮時從乾潮至滿潮河川沿岸表底層鹽度分布，並實際進行河水表底層鹽度差發電，比較兩者發電功率及經濟效益。

本篇研究以矽藻土為原料，藉由添加無機物及抗菌材製作一兼具多孔性及抗菌功效之複合材料，為了製作高比表面積的氧化鋅粉末，以自行組裝改良式直接沉澱裝置，比較反應溫度、體積流率以及滴定速率對產物粒徑的的影響，在材料造孔實驗方面，採用精鹽、硝酸鉀以及過碳酸鈉作為造孔劑，以溶解方式形成孔隙結構。由實驗結果得知，矽藻土經摻混水泥砂可獲得極佳的成模強度，而改良式直接沉澱法證實降低體積流率以及提高反應溫度皆可有效提升產物的比表面積，當反應溫度由25°C上升至60°C，所製備的奈米氧化鋅粉末的比表面積可達15m2/g以上，約為原先的5倍左右，將含有68nm 5%ZnO的多孔性矽藻土複合材料進行抗菌實驗，在水相環境下對於大腸桿菌的抗菌率可接近100%。

為了能製作出糖吸管，查閱文獻後發現雖然有不同材質的環保吸管，但沒有利用糖製成吸管的紀錄。經實驗後發現糖(50g)與水(45ml)的比例為10:9，再加入添加物糯米粉1公克，即可形成吸管但不好脫模。由於糖的黏著性強難以脫模，歷經五代不同模具的改良，終於製作出容易脫模的糖吸管。糖吸管的物性分析如下：水溫越高吸管的重量百分比減少越多；水溶液pH值越低吸管重量減少百分比越多；糖吸管會受環境濕度100％影響，糖吸管於兩天時重量減少達52%。成功製造出的糖吸管甜度為2~2.8，比市面上飲料的三分糖還不甜，側面和垂直耐重各為3300公克和855公克，本研究成功製作出糖吸管，如果將來量產可以取代塑膠吸管，對環境保護能有助益。