第62屆--民國111年

Due to having Asperger's syndrome, I want to make a pressure vest suitable for hot and humid climates like Asia to help reduce the daily anxiety of children and adults with autism, ADHD, sensory disorders, etc. To solve this problem, I first tried using a porous material. But after seeing a pressure vest in person, I found it to be useless. Therefore, I came up with the idea of creating an active airflow cooling system between the body and the pressure vest. To experiment, I wanted to make pressure vests. However, I found that a high-frequency TPU welding machine is required. Thus, I made models of pressure vests using airbags, water-resistant nylon, and quick-drying fabric. I also made models, which came from sandwich fabric. Through this research, I discovered that the sandwich fabric design has the best passive heat dissipation, and the combination of the sandwich fabric and the active airflow cooling system has the best active heat dissipation.

本研究旨在瞭解牙膏及漱口水常見添加物成分對口腔環境及對牙齒的影響。本研究分兩階段，先訪談牙醫師，根據訪談結果進行問卷設計，並以問卷回收所得結論為基礎，朝菌易生酸，酸損琺瑯質為實驗假設，經採集口中細菌，分別培養於不同條件的氟化鈉、木醣醇及蜂膠水溶液中，連續追蹤3天pH值及細菌量；以pH計測量pH值；細菌量則追蹤LB菌液的OD600吸光值，以混濁程度推估細菌量；結果顯示蜂膠在抗酸及抑菌上，皆是三者中最有效的，且與氟化物或木醣醇混合後，能發揮更好的抑菌效果。最終經豬牙實測，蜂膠確實減少琺瑯質侵蝕，蜂膠+木醣醇混合液相較對照組能減少豬牙56%的酸腐蝕量。本研究比較三種添加物，發現蜂膠都屬最好，推薦用於平時的口腔清潔使用。

新冠肺炎疫情期間，拍攝不少戴口罩的照片，但人們希望能保留未戴口罩照片，為了解決這個問題，本研究建構人臉口罩去除系統，給予無口罩覆蓋的來源圖片作為參考，透過擷取人臉和口罩輪廓的特徵點，進行人臉置換、圖像填補與色彩優化等步驟，對於戴口罩圖片的口罩區域進行人臉復原。 本研究透過校正戴口罩人臉特徵點的誤差，設計改良演算法精準地偵測口罩區域，利用輪廓偵測演算法擷取口罩輪廓特徵點框出區域，將來源圖片的對應區域置換到戴口罩圖片上，並使用圖像填補技術修復填補口罩置換後的殘影，再對圖片置換的拼接處進行色彩優化，讓整體臉部膚色具一致性，經成效評估驗證，成功自然地將戴口罩圖片復原為未戴口罩的真實樣貌。

本實驗有兩個主軸，一為探討寧海德林試劑條件的最佳化，另一則為探討以寧海德林法在指紋中分辨男性、女性指紋的可能性。從如何採取人體指紋開始，我們針對每個環節進行篩選，發現在流汗的狀態下指紋中有相對濃度較高的胺基酸。我們由警政署的寧海德林法配方做改良，亦加入了一些變因探討，最終將其應用於不同性別指紋的判別。另外，我們也嘗試模擬在不同材質表面留下的指紋，以求實驗的廣用性；亦在寧海德寧試劑中添加不同離子，期望可以透過顯色的改變以強化男性、女性指紋顯色的差異並以肉眼辨別之。雖然在不同材質的表面之應用與添加不同離子的試驗中結果不如預期，但本實驗仍提供一個簡易、辨識度佳的寧海德林檢測法，可以從指紋的顯色情形輔以影像處理來分辨男性、女性的指紋，亦可由此推測男性的指紋中含有的氨基酸濃度相對較女性高。

此研究主要以手機app『科學日誌(Arduino science journal)』研究各項變因對藍印術反應速率的影響。發現普魯士藍並不會溶於水中而是懸浮在溶液中或產生沉澱。研究結果發現UVB紫外光組的反應速率明顯高於LED組與日光燈組。雙氧水與硫代硫酸鈉不是對光敏感的還原劑，對光敏感的還原劑其還原能力順序為：草酸根>檸檬酸根>酒石酸根。鹽酸與稀硫酸的濃度對藍印術反應的反應速率沒有明顯影響。硫酸在較高濃度時會使藍印術的反應變慢。對於反應級數的研究，根據實驗結果可得到草酸根的濃度對反應速率應為1級;赤血鹽的濃度對反應速率為0級;三價鐵離子的濃度對反應速率應為2級反應。 R = k〔C2O4 2−〕1〔Fe(CN)6 3−〕0〔Fe3+〕2，並由級數推估出可能的反應機構。

本實驗旨在探討韋氏擺的耦合振盪情形及其應用。振盪情形部分，我們發現韋氏擺出現耦合振盪的條件是垂直振盪與水平轉動週期接近，且兩者差距越小產生的耦合振盪越理想。而韋氏擺能量轉換週期與重物質量呈正相關，卻與下拉長度無關，顯示能量轉換週期和垂直振盪與水平轉動的週期有關，而非系統所含能量。另外雖然平常垂直振盪與水平轉動週期相差較多時並不會形成韋氏擺，但當系統的垂直振動週期為水平旋轉週期的兩倍時形成例外，有明顯的耦合震盪現象，且出現特殊的轉動情形。應用部分，我們利用旋轉角度為零的點算出系統總能量對時間的函數，並將其帶回算出彈簧的扭轉彈力常數，發現得出的值非常接近，說明韋氏擺可應用在彈簧扭轉彈力常數的測定。

有鑑於高中選修化學相當困難，因此我們製作了一款有助於提升化學能力的遊戲。玩家必須活用沉澱表及化學來通過遊戲。蒐集離子球、並且按照要求合成出沉澱物或是酸鹼，來擊潰敵軍和敵方堡壘。 該遊戲是藉由網頁去宣傳的，因此我們需要一個平台去發布此遊戲，選擇了netlify這個平台。其中我們前端使用了三大前端程式，HTML、CSS、JavaScript，後端則利用Google試算表搭配Google APP Script去收集遊戲數據。最後，我們再利用AI演算法中的類神經網路分析，透過交叉比對找到玩家最有可能的成長結果。

提升生活品質降低廢棄物是當今重要課題，本研究欲建立製作可重複使用的擴香石標準化流程，模擬精油擴散及逸散的時間關係，並探討石膏表面的量子侷限效應。 實驗發現，氨水在擴香瓶中經由瓶口逸散到塑膠管內再擴散至與鹽酸反應，並不太符合格雷姆定律，一般網路及教科書中，擴散實驗皆以棉花吸附高濃度氨水與鹽酸，擴散效應明顯且產生白煙的時間短，本實驗以石膏取代棉花，材質改變的情況下，氨水經由石膏逸散到擴香瓶中會受到量子侷限效應(QuantumConfinementEffect)的影響，而拉長逸散的時間。 實驗得出以50g石膏粉混合21ml水的比例製作出的擴香瓶，吸收氨水的容量最大，此為擴香石的最佳比例，且在溫度14－30℃的狀況下，氣體擴散效果最好，溫度越高，氣體擴散速度越快。

研究木瓜樹的木瓜蛋白酵素活性及萃取、純化方法製成的自製木瓜蛋白酵素牙膏。以氫氧化鈉滴定法測量酵素的活性，本研究發現，木瓜樹未成熟的果實，木瓜蛋白酵素活性最高：氫氧化鈉平均滴定體積 3.93 (mL)。以純水萃取後再過濾的上清液，經超音波震盪、pH 7緩衝溶液浸泡、烘箱50 ℃ 乾燥，活性是置於室溫25 ℃ 的2.11倍。以硫酸銨純化，活性為未經純化酵素的1.63倍，最後以豬腸膜分離硫酸銨。自製木瓜蛋白酵素牙膏，能分解口腔內的蛋白質表膜層，除去最難去色的咖哩粉色素，增加自製木瓜蛋白酵素牙膏與咖哩粉唾液混合液間的反應時間為5 分鐘，以自製木瓜蛋白酵素牙膏0.5 g添加市售木瓜蛋白酵素牙膏0.5 g，潔牙後的色差值ΔE 1.49最小，優於市售木瓜蛋白酵素牙膏ΔE 2.05。

本研究自製電解質電子標籤，結合物聯網(IoT)溫溼度及RFID傳感設備，以食品包裝內溼度與導電量變化及無線射頻辨識技術，進行食品最佳賞味期的判別。研究發現：食鹽電解質溶液導電佳，一般濾紙載體導電效果優，廚房紙巾載體電流傳導時間短，皆可作為電解質載體。電解質濃度越高，溶液或載體的導電量越高。電解質電子標籤受潮時間越長，水分越高，導電量越高，受潮一段時間後可以干擾RFID傳感器運作。廚房紙巾RFID智慧標籤干擾速度優於一般濾紙，保鮮盒包裝優於夾鏈袋包裝。導電量在明顯的受潮反應後逐漸平緩，一般濾紙RFID智慧標籤高於廚房紙巾，大尺寸包裝高於小尺寸包裝。運用自製之RFID智慧標籤及撰寫商品結帳程式可以守護食品賞味期，保障消費者權益。