第63屆--民國112年

去年學姊用天然染料吸收3w鋁基板光照硝酸銀凝膠，使染料的電子躍遷至銀離子膠體上而還原出奈米銀變色膜。今年我們企圖將分散點狀的奈米銀成網狀格柵導電膜，為綠能的研發盡一點心力。 我們成功的改裝偵測光照面積受光的均勻度、縮小抽氣乾燥暗箱層架及空間、整合光照偵測系統至第三代，終於創新研發出可同步以Arduino C語言程式取代三用電錶偵測照光時導電膜的電阻變化與光敏電阻串接的1KΩ電阻電壓分壓變化。 由投影片、天然染液、硝酸銀溶液、白膠、棉紗網格至交錯纏繞難導電的金屬網等材料，成功的研發出由數MΩ降低百萬倍至10Ω左右電阻規格的奈米銀格柵導電膜，非常便宜又精細的製程，讓人人都能製備出導電膜成為可能。

本研究旨在探討影響液體搖晃的因素及如何減緩液體搖晃振幅。研究中我們研發了第一代、第二代以及最後利用第三代自動式搖晃裝置，然後探討不同液體的種類、黏滯度、水量及搖晃強弱對溶液振幅的影響。實驗結果發現，溶液黏滯度越低、水量越少及搖晃強度越大時，溶液波振幅越大；除此之外，我們也進行減緩液體晃動的實驗設計。實驗結果發現：液面添加奶泡、降低容器內壁光滑度可減緩液體搖晃，溶液波減晃率最高可達26.4%。容器內放入筷子、湯匙等物品，以及利用托盤將容器分隔為多個較小區域空間，也能降低溶液波晃動，不僅如此，在容器內直立3個托盤，將容器分隔為4個小區域的方式，溶液波減晃率高達88.4%為最佳。

跳豆為輕殼與重球組合而成，輕推能重複翻滾。本實驗分析其運動過程與模式。實驗中可發現跳豆不斷重複「殼平行斜面」與「殼翻轉」的運動模式。隨跳豆長度增加，「殼平行斜面」的鋼珠加速區變長，但翻轉時間也變長，導致飽和速度明顯較低，在有限斜坡長度下有最佳跳豆長度。本研究利用移動和轉動方程式得到翻轉期間鋼珠理論加速度，搭配實驗數據得出速度理論值與速度實驗值有相似的趨勢。隨著跳豆寬度越寬，跳豆翻轉期間鋼珠速度對時間由「V」型轉變成「W」型，出現二次加速段，且在有限斜坡距離下，跳豆有理想寬度。可翻滾的情況中，內球質量越小越快達飽和且加速減速變化量值較大。

白匏子為低海拔地區常見先驅植物，具銀白葉背特徵。利用顯微鏡觀察葉背發現密佈白色星狀茸毛，利用分光測色儀測量幾種植物葉背反光強度，發現白匏子反光能力最高。利用氯化亞鈷試紙顏色變化測量蒸散速率，白匏子葉背蒸散速率最慢。去除葉背茸毛後，反光能力下降很多，蒸散速率也變快很多。幼葉上表面長有濃密褐色星狀茸毛，下表面則為白色星狀茸毛，之後新生葉上表面褐色星狀茸毛消失，最後成熟葉只剩下表面有白色星狀茸毛。野外觀察發現幼葉與新生葉較完整且無損傷，成熟葉則大多有蟲咬痕跡。在葉子滴硝酸鐵，檢測是否含有抗蟲的單寧酸成分，結果發現幼葉與新生葉密生的褐色茸毛含有單寧酸，隨葉子成熟，單寧酸茸毛漸變少，只剩葉背有少量分布。

天然中草藥是東方人崇尚的健康養髮方式，於是我們萌發了自製漢方洗髮精的念頭。我們先以市售洗髮產品訂定檢測洗髮精的標準，再以胺基酸起泡劑做為基底混合椰子油或弱酸性起泡劑測試不同比例洗髮精基底的清潔效果；結果顯示出：添加椰子油起泡劑比例越高時，去油力與去汙力都會增加，但沖洗的時間也越長，需耗費更多的清水才能洗乾淨。添加弱酸性起泡劑可增加起泡力，而去油及去汙力，則在添加比例至5%時，清潔的效果最佳。我們於是決定用胺基酸起泡劑25%搭配弱酸性起泡劑5%的比例，做出洗髮液基底，並用皂莢、何首烏、當歸及乾薑熬煮出來的萃取液取代原本的水，再利用食鹽來增加洗髮液的稠度，調和精油來滋潤髮絲，便製成了天然漢方賦活洗髮液。

本研究利用天然花青素作為光交聯劑，成功製作出低毒性的光交聯水凝膠，並可利用3D 列印技術，應用於生醫領域三維支架。 於不同比例的甲基丙烯酸明膠及甲基丙烯酸透明質酸中分別加人花青素或光起始劑 Irgacure2959，並使用365 nm波長紫外光作為交聯光源以製備複合水凝膠支架。 利用NMR、FTIR、SEM及溶脹性、降解性、攀附情形測試，確認分子結構及材料特性分析。體外試驗進行細胞相容性測試，結果顯示加入花青素的光交聯水凝膠對細胞的毒性遠低於添加I-2959的。最後使用3D列印機將花青素光交聯水凝膠堆疊列印成三維支架。本研究顯示花青素光交聯水凝膠未來可成為生物3D列印的原料，應用於組織工程領域。

本研究將回收鋁罐的鋁片組裝成鋁空氣電池，改變碳層、電解液濃度、緩蝕劑種類等面向探討鋁空氣電池電流、電壓及電池效能。研究結果顯示以石墨棒粉末及塗佈量0.1g/cm2的碳層，1.0M氫氧化鉀作為電解質時有最高的電壓表現。以此作為單電池串聯3個電池可提供約3.80V電壓，並持續供電運作9.7小時以上。以三種緩蝕劑添加在8.0M氫氧化鉀電解液中，錫酸鈉與氧化鋅對於鋁金屬的減緩腐蝕效果較檸檬酸為佳，將0.1M錫酸鈉與 0.1M氧化鋅加入8.0M KOH電解液組裝3電池組，其電池效能低於以1.0M KOH為電解質效能表現，添加0.1M錫酸鈉在1.0M KOH在安全放電過程中延長電池壽命約14.3%。

學校五年級上學期的種植實驗中發現校園植物區的土壤太硬，因而思考加入廚房廢渣加以改善，但常見的廚房廢渣除了種植外，在驅蟲、吸濕、吸油也有效果，本研究選擇咖啡渣 、茶葉渣、蛋殼、甘蔗渣進行實驗。 研究結果發現：在種植方面，蛋殼與培養土比例2：8最佳，甘蔗渣與培養土比例3：7最差；而咖啡渣與培養土比例3：7及甘蔗渣與培養土比例2：8時，莖的生長長度最長；茶葉渣未觀察到因比例不同而不同的現象。廚房廢渣在驅蟲能力方面，咖啡渣最佳；吸濕能力方面，甘蔗渣最佳；吸油特性方面，甘蔗渣最佳。蛋殼除了在種植方面有耀眼成績外，在研究的另三項表現都最差。 經本研究探討這四種廢渣後，我們發現廚房廢渣一點也不廢，全是寶啊！

我們將回收粽葉以鋁箔紙包覆後，壓平去除空氣隔絕氧氣，再放入裝滿沙子的鍋中，用沙子覆蓋以卡式爐加熱悶燒，碳化後磨製成粉，以紗布噴上完稿噴膠並均勻撒上粽葉活性碳粉，與市售材料進行比較，發現自製活性碳相對於市售產品具有以下優點： 1. 較透氣，不會讓戴口罩者感到不舒服，還能阻隔灰塵吸入身體。 2. 不易吸汗，故透性能持續保持良好，長時間配戴也很舒適。 3. 粽葉活性碳紗布的耐摺程度最好，不會因彎折而導致原功能減少。 4. 粽葉活性碳紗布在正常環境下不易分解，能長期保存維持相關功用。 粽葉活性碳因為是天然竹葉乾燥，棉質紗布也是天然材質，製成口罩使用後，無論掩埋在土壤裡或者以焚燒方式處理，不會產生有毒氣體而造成空氣汙染。

我們曾在新聞上看到聽障駕駛因阻擋救護車的路線而遭到開罰，雖非故意，卻也可能造成嚴重的損害。且現在的車室密閉性高隔音效果佳，若音樂播放聲量過大，駕駛人可能因此忽略救援車輛駛近，造成擋道的情形。本裝置是透過偵測救護車警笛所發出的特定音頻，來判斷是否有救護車駛近。輔以AI鏡頭的視覺辨識功能，自動判斷救護車與本車的距離、來向。並透過圖像式的警示標誌提醒駕駛者有救護車駛近，並提示避讓方向。期望能藉著電子化的偵測和圖形化的提醒，讓救護車更有效率的通過車陣。未來也希望能結合自動駕駛系統，增進道路安全，提高救援效率。