第63屆--民國112年

因為對壁虎攀爬能力有興趣，我們決定研究不黏手的乾式膠帶！藉由自製穩定施力的檢測裝置，進行乾式膠帶作法和變因探討。 我們發現矽膠最適合製作乾式膠帶，壓印板推薦柵欄結構的光柵。當光柵刻線密度越密，剪切力越大！1000條光柵乾式膠帶（剪切力853 g/cm2）是市售奈米膠帶的2.75倍！ 矽膠壓印可達到1µm單位，我們稱為「微米壓印」，是小學生就能使用的技術！ 光柵形狀會影響剪切力！訂製光柵太昂貴，我們藉由雷雕「模擬低密度光柵」形狀。 推薦橫向、同心圓及正六邊形，形狀越小越密，剪切力越大。 我們研發出7099和台AB光柵乾式膠帶，擁有不黏手、無殘膠、易剝離、單雙面皆可用、彩虹光澤特性，水洗能恢復黏性、還能當作光柵及二次壓印光柵，具有推廣價值。

有個經典的騎士巡邏問題 : 騎士用馬步移動，每個格子至多走一次，試圖找出最多步。我們定義2x3的矩形方格圖中走對角線為大馬步，2x2的方格中走對角線為小馬步。依照大馬步、小馬步輪流交錯走，我們發現 : 若指定特殊起始點，在(偶數m) x (偶數n)的矩形中可以走完所有的格子。若騎士能將格子走完，本質上非常類似漢米爾頓路徑。其它無交錯的走法(如連續大馬步或連續小馬步)，我們也找出最多步的一般式。本作品的價值在於擴充馬步為大馬步與小馬步，推廣正方形為任意比例的矩形，並用深度優先搜索(Depth First Search，以下簡稱DFS)驗証結果。關鍵論証在於著色法與DFS ，若騎士無法走完，著色法能証明步數的最大值，DFS能讀完圖中所有資訊。結論的一般式紀錄於後。

本研究首創「新型真雙層膜水膠囊」製法：「先製膜再裝水」改良舊式「冰式水膠囊」的限制和缺點，並發現最佳製作濃度為3.0%海藻酸鈉與1.0%氯化鈣溶液組合。此組合製成的水膠囊耐重力為1830gw，是冰式水膠囊的 4 倍之多，耐拉力755.8gw、耐摔力188cm，都遠優於舊式水膠囊，TDS 總溶解固體量19.6mg/L，符合飲用水標準，且其抗穿刺力測試明顯優於市售手搖杯的封膜。至於耐冷熱測試，可耐冷至-18oC、耐熱至100 oC，非常適合冷熱飲之應用。尤其是國內首創之「創意形體膠囊」–三角體膠囊及方形體膠囊的開發，成功包裹各種飲料、佐料與防疫用品。我們的新型水膠囊，無論在雙層膜的創意設計、性質、形體及應用各方面，都提供食品「囊囊上口」、生活環保減塑新契機。

本研究提出有關數橋謎題遊戲的程式實作辦法，我們已知數橋被證明是個NP-complete問題。我們研製出了數種解題條件與窮舉策略在演算法上的實現，並且比較了這幾種解決辦法的相對效率，再者也提出了數個NP問題的解決策略。本研究發現在進行窮舉的時候以取最小頂點值期望效率最高(表示該程式能有相對多，相對快的執行結果)。

本研究利用電磁線圈作為動能，改善市售發球機馬達易過熱的缺點 ，所 製作的乒乓發射器具有 低成本、體積小、方便攜帶及智慧訓練等功能性，分成兩大部分： 一、機電系統：利用電流磁效應原理進行實踐，改變不同變因測試，找尋對應落點之最佳參數。另外利用手機 APP程式搭配Arduino撰寫，達成不同球路變化的無線控制。 二、智慧訓練：利用Arduino結合python程式建立專家系統，在訓練選手前，先進行前測，再依不同程度給予對應訓練等級，系統可依照受試者的進步而精進。 本實驗亦在半球桌的回擊落點處放置壓電片及LED燈條以接收撞擊訊號，過程中可即時顯示擊球落點位置、力道大小及計算成功率，並根據AI大數據矯正受試者錯誤姿勢，期望使受試者獲得更有效的訓練成效。

本研究藉由文獻探討和實地探勘了解沖積扇的外觀特色，並以模擬實驗探討影響沖積扇形成的環境因素。研究結果發現沖積扇的形成過程包含了堆積與擴散的過程，河流帶來的沉積物顆粒較大時，堆積作用較明顯；而沉積物顆粒較小時，沖積扇的擴散作用較明顯。支流坡度的增加與降雨時間拉長都會導致沖積扇的堆積與擴散作用明顯提升，而降雨強度的增加會明顯增加沖積扇的擴散作用。本研究也發現沖積扇上的建築物，須遠離河岸、扇頂、扇端，才可大幅降低未來災害的危害。希冀透過本次研究更了解造就沖積扇外形的因素，也能應用於土石流發生前的防災與離災工作。

前人利用太陽在同一經度的南、北兩地點過中天時的仰角差與兩地距離，換算出地球的半徑。因測量儀器的精準度與日期、時間選擇的限制，測量方式有很大改良空間。本研究以測距輪、公路里程牌與Google© Map尺規工具，選擇同一經線上的南、北二測量點，量測出直線距離，再利用手機高精度陀螺儀，自製北極星仰角測量平台，搭載應用程式phyphox® APP，在測量點測量北極星的仰角，換算成地球半徑，量得最接近地球實際平均半徑的距離為6366.514507km，與實際值誤差約-0.0766%，準確度更勝前人研究，大幅縮短「利用天體仰角測量地球半徑」所需要的測量距離，且在任何一天，只要月相、天候允許，都可以進行測量。

本研究探討生物炭是否具有生物毒性(抑制發芽)與不同生物炭對短期葉菜類生長與土壤性質的影響。發芽試驗結果指出，8種生物炭對種子發芽不具有明顯的毒性，但是具有較高pH與EC值的特性(特別是EC值)的生物炭，對於根系的伸長有些微至明顯的抑制現象(鹽害作用) 盆栽試驗中，相較於對照組，強酸性Ce土壤中生物炭的共同添加處理在株長與鮮重方面平均各增加2.8倍與16.9倍，生物炭效應平均增益1.2倍(株長)與1.6倍(鮮重)，在弱鹼性Eh土壤中的效果較低，只有1.2倍(株長)與3.5倍(鮮重)。鹼性生物炭的石灰效應有助於改良強酸性土壤的pH值，使其適於植物生長；在鹼性土壤中，利用微酸性的生物炭可有效降低土壤pH值，增進作物生長。

現今的水資源充滿各式汙染物，不僅威脅地球環境更對人類造成巨大的危機。本研究探討多種材料吸附染料及重金屬離子的效果差異。 首先將時間和材料質量固定，觀察、比較六種材料(含自行合成的四種材料和現成的ZIF-90, A520) 吸附染料的功效，實驗後得出Zn-MOF-74之能力明顯優於其餘材料。延續使用Zn-MOF-74為反應材料，可明確得知其吸附染料效率隨時間變化有下降的趨勢。我們想比較相同材料吸附染料及重金屬離子的效果差異，故我們使用Zn-MOF-74吸附鉛離子，間隔固定時間取出並秤量PbSO4沉澱之重量，即可推出Pb2+在水中含量的變化。由實驗結果可發現Pb2+含量亦有顯著的減少。由以上實驗可知Zn-MOF-74在吸附染料和重金屬皆有不錯的成果。期許在未來能夠實際應用並解決日益嚴重的水汙染議題。

用保麗龍為材料，建立同樣乘載面積的正四角柱、正六角柱以及正八角柱，以拉扯頂部測量各施力時的位移程度，並以樑對樑和角對角的兩種施力方向施於兩模型上，釋放時的晃動做為模擬地震時房屋的搖晃，實驗記錄拉扯釋放後至模型平衡不晃動的時間、晃動的緩衝幅度，以及觀測在哪一施力程度或實施的第幾次造成模型的結構損壞，用於檢測結構的耐震、耐久度。