第63屆--民國112年

本研究主要探討疏水性較大植物葉片在水中形成的水紋與葉片影子之關聯，探討不同植物、水深高低、光線方位與角度、水紋類型、水紋對光線偏移角度及水紋曲率半徑與影子變化之關聯。透過各種實驗，我們發現能明顯觀察出水紋的植物為主要影響影子變化的因素，因此我們近一步觀察了水生植物的水紋，並發現疏水性為此研究中的關鍵原理。當疏水性植物具有不規則的割痕時，由兩方葉片產生的疏水性水紋會相互交疊，使水紋更加明顯且邊際線較長，進而影響光線折射角度，影子內凹情形最為明顯。我們也計算了水生植物水紋的曲率半徑，但計算結果與實際水紋誤差較大，因此我們推論水紋可能為非線性疊加，導致計算結果與實際水紋不符。

本研究主要探討，定向水流作用於水面下擋體時，在前方形成渦流的變化情形。我們模擬溪流中岩石堆疊，並自製水壓觀測儀、壓力點推論模型、水流強度測量裝置來觀察和驗證，找到穩定形成渦流的環境條件，也發現渦流讓流速變快的秘密。研究結果如下： 一、四種產生自由渦流的岩石排列中，阻擋型渦流出現的位置最集中且固定。 二、阻擋型渦流的產生是因為兩側擋體製造了加壓點，讓下方水快速轉動，形成雙渦合流。 三、水流速185cm/s以上，阻擋型渦流平均持續時間和間隔時間比大於15：1，穩定出現。 四、水位與岩石高度比會影響阻擋型渦流穩定性，比值在1.86至2.14之間時，表現最佳。 五、阻擋型擋體的夾角在120度時，產生最大的水流強度，達到4.22倍的增益效率。

本研究探討「三面骰」機率，由直徑厚度比(R/d)入手，製作不同R/d骰子111種各擲300次，計33300次，繪製機率與R/d關係圖。側面機率100%的R/d界線為0.52，0%的R/d界線為8.15，33.33%的R/d範圍為1.86至2.10，三面機率相同時三面面積1:2:1。再分別以面積、環形、球體理論建模，發現理論趨勢與實驗相符(P<0.001***，R2=0.9185)。 另發現其他物理量亦影響機率，進行「投擲高度、初速度、初角速度、恢復係數」為變因的實驗，擲18000次，顯示各參數對機率的影響。於是參考文獻並建模骰子動力理論，精確計算骰子的最終面，但實驗上骰子各面為何仍存在機率呢？我們發現機率來自參數的微擾，而各骰子對微擾的敏感度不同，進而提出骰子對微擾的「解析度」概念，評估骰子的公平性。

本研究旨在探討地衣內酵母菌的存在及與內生真菌的互動關係。首先將採集地衣樣本分類並進行酵母菌培養，從柵欄石蕊(Cladonia parasitica)培養出酵母菌並以其進行研究。我們發現酵母菌在Cladonia parasitica中分布於其主要葉狀體(Primary thallus)，並由鑑種得知其為釀酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)。我們亦培養柵欄石蕊等地衣的內生真菌(endolichenic fungi)並鑑種得知柵欄石蕊有Trichoderma afroharzianum、Trichoderma pubescens、Trichoderma simmonsii、Trichoderma reesei等木黴屬內生真菌。亦透過對峙實驗得知釀酒酵母在攝氏10~30度間，無論有無其他菌源下，均能促進Trichoderma simmonsii成長並抑制Trichoderma afroharzianum及Trichoderma pubescens，推測地衣中的酵母菌具有平衡內生真菌，並具有發展為生物農藥的潛力。

這是截至62屆科展為止，第一件研究水平尾鰭在水中運動行為的科展作品。 歷經長時間努力終於研發出能模擬海豚利用水平尾鰭的擺動在水中向前游動的「機械海豚」，更進而研發【水中推進力/升力測量儀】，成功以「重量」形式呈現水平尾鰭在不同變因下所產生的推進力及升力，透過「推升比值」精準檢視其前進能力。 研究發現水平尾鰭的擺動速度、面積、形狀都會影響其在水中的前進能力，有趣的是尾鰭擺動得越快，不見得會越游越快喔！ 最後研發的【水流檢測儀】可環景無死角地看出水平尾鰭擺動時的水流變化，小檢測球的設計更是讓水平尾鰭後端的4個漩渦完美地呈現在眼前！證明水平尾鰭的擺動會製造渦流降低前進的阻力以提高前進的效能。

以泰源肚臍柑皮作為材料，將其烘乾製成粉狀後高溫鍛燒製成生物碳。檢測Zeta電位可知生物碳表面帶負電，分別對吸附亞甲藍、結晶紫、甲基橙等有機染料的效果探討，發現生物碳對表面具有不同電性之染料有明顯差異，且在混合染料實驗中可知生物碳對表面帶正電的亞甲藍及結晶紫有很好的吸附效果，反之對表面具負電的甲基橙則無，推測靜電力為主要吸附原因。 從上述生物碳表面電極以及染料吸附實驗結果，設計使用生物碳吸附水楊酸實驗，且結果證實生物碳可吸附水楊酸，再進一步探討生物碳在不同濃度水楊酸溶液環境下對吸附比率的關係。 同時為了探討生物碳重複使用的效果也使用酒精作為脫附劑進行了脫附實驗，結果證實重複吸、脫附三次的生物碳，吸附率皆達70%以上。

本研究以稠密式深度預測為基礎，進行環繞掃描３Ｄ還原建模。在這項研究中，我們擇手機作為唯一的外部數據提供設備。首先用手機同時錄影和記錄角度變化、位移數據後，我們同步各數據的時間點，並計算每一幀影像的位置，接著將拍攝的影像輸入深度預測模型轉換成深度圖並將其儲存為點雲，最後利用三維旋轉和平移矩陣將點雲轉回正確的位置以進行疊合。我們開發的３Ｄ還原建模系統能夠輸入影像、特定時間點的位置和角度變化來建立３Ｄ模型。此系統可以解決結構光掃描儀需要額外標記點的劣勢，且在機動性上較傳統的點對點雷射掃描儀更方便。我們希望可以在未來將這套系統集成為一個手機應用程式，方便使用者在手機上進行相關操作。

互花米草佔據金門沿海造成生態危機，我們將滿坑滿谷的廢棄互花米草做實驗，讓互花米草再生利用。 由實驗得知，將互花米草添加於混凝土裏，測得坍度符合中度工作性，而混凝土內有綁紮互花米草三角形與正方形圍束數量越多，抗壓強度越強；且長方形下層綁紮條數越多，抗彎強度也越強，並實際鋪設校園步道堅固耐用。 現有「海路」採無筋混凝土施作，是因為鋼筋埋入潮間帶的「海路」會生鏽脹裂混凝土，今可「就地取材」將互花米草應用於「海路」，互花米草長期生長於潮間帶且不會生鏽脹裂，不僅可提升強度，還可讓廢棄互花米草變廢為寶，因此我們推廣宣導及自製金門特色文創-文鎮、杯墊、手機架等義賣做公益，達成SDGs，開創「永續金門」新局面。

本研究主要推廣拿破崙定理，原本想探討以其他多邊形的邊長為基底，向內、外作正三角形，再分別將其內、外所有正三角形中心連線後，所形成的n邊形與原n邊形之間，是否如拿破崙定理般有「任意三角形的外拿破崙三角形與內拿破崙三角形的面積之差等於原三角形的面積」之結論？透過作圖觀察發現，外仿拿破崙n邊形及内仿拿破崙n邊形與原n邊形之面積關係，會因錯位、角度的不同而有兩種不同的結果。因此我們將錯位分為五種情況探討，再分別將此不同情形實際運用於三、四、五、六邊形，只需得知原n邊形中的一夾角和内仿拿破崙n邊形中任一點對應此角是否有錯位，便可推論出整個圖形的外仿拿破崙n邊形、内仿拿破崙n邊形及原n邊形之間的面積關係。

粉末的類沸騰現象在烹調過程中常會造成許多困擾！本研究發現許多常見的調味料粉末與麵條都會產生類沸騰現象，此現象應列入生活安全教材，提醒大家在烹調過程中，投入調味料的時機是達成安全烹調的關鍵。首先我們使用imageJ對類沸騰現象進行量化數值，在AI浪潮下，借助ChatGPT，我們完成了類沸騰比值的Python程式碼。研究過程中，我們發現溶液酸鹼性及鍋具蓄熱能力都會影響類沸騰現象，藉由此特性我們利用類沸騰現象來推算溶液PH值，自製PH計，相較於廣用試紙，它可以提供數據資料表達溶液酸性程度；同時，利用類沸騰現象跟鍋具的蓄熱能力相關性，對於一些新型複合材料的鍋具，亦可以利用類沸騰現象進行鍋具蓄熱能力的驗證，理解廣告行銷術語的正確性。