第63屆--民國112年

太陽能是永續乾淨的能源，但由於太陽能光電板的溫度每上升1℃會使發電功率下降約0.35~0.5%。在台灣夏天高溫炎熱，導致發電功率下降許多。我們開發了一組太陽能板散熱系統，透過適當的管路設計導引冷水，不僅有效地降低太陽能板的溫度，避免其光電轉換效率下降，更同時得到溫熱的用水。 經由本研究使用小型的太陽能板搭配金屬管製作散熱模組來評估，若以0.1L/min的流速，可將流過的水至少升溫10℃，若能放大到20 坪屋頂所能安裝的太陽能板面積，可產生約3528公升、40℃的溫熱水，足以提供標準家庭一日之用水，並且由實驗證明本研究設計的散熱模組，可實際將太陽能板進行降溫，改善輸出發電功率的下降百分比達20%。

金門高粱酒糟年平均產量約7.2萬噸，目前多數以廢棄物方式送台處理，因此，我們希望以環保角度思考，試圖找出酒糟其他應用的可能性。過去研究曾發現酒糟萃取在紫外線波段有較高的吸光值，我們推測其具有防曬的潛能。因此以水、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、甘油等溶劑在不同溫度中萃取酒糟，並進行紫外線阻隔實驗，結果顯示，當厚度足夠時，以甲醇70℃、甘油50℃、70℃及丙酮70℃萃得樣品對於紫外線A及紫外線B能有100%的阻隔；而在陽光下，以甲醇70℃萃取樣品以1:1比例混合護膚乳時，可達71%的阻隔效果；塗抹人工皮的實驗中，也以甲醇70℃樣品混合絲瓜水的效果最佳。本實驗初探得酒糟應用於防曬之可能性，希望能創造環保再生又高經濟價值的酒糟利用模式。

環保、健康、資源再利用是發展趨勢，故創建「生態綠生活園區」，運用養耕系統種植黑柿番茄，其生長速率快、抗氧化佳，製備成發酵液，其SOD活性達682.8 U/g，抗氧化力89.11%，與新鮮番茄液有顯著差異。為維持抗氧化力的穩定性，製備含γ—聚麩胺酸的微膠囊，包覆率85.98%。室溫放置一個月，抗氧化力下降量11.8%，較開封後室溫保存兩週的發酵液，抗氧化力下降量35.9%少。取具抗菌功效的蜂蜜當粘稠劑，加入微膠囊製成無毒天然貼布，取代市面上含化學成分的貼布。模擬使用時拍壓擠破微膠囊，讓發酵液與蜂蜜混合的外敷膏狀物，測定經皮吸收速率，第一小時速率為1.38g /cm2．hr較新鮮番茄液的外敷膏狀物快，能減少敷料時間即可吸收，未來可應用於醫藥保健產品實施相關性之研究。

此研究是以實驗方式，驗證理論模擬中指出水漂在不同入水模式下，攻角為20度時皆可產生最佳的彈跳效果。因此我以壓克力板作為模擬水漂的模型，設計了以下四組操作變因，分別是入水攻角、水的流速、水漂邊界形狀以及不同粗糙程度的接觸面，透過Tracker分析壓克力板的質心彈跳高度及運動軌跡，再利用Excel、SciDAVis分析數據，找出其中的運動相關性。最後透過座標轉換，可以利用這些實驗來分析打水漂的運動行為，成功發現攻角在20度時有最佳的彈跳效果，並以此結論來優化打水漂的運動行為。

為了精進射箭的能力，我們開始研發「智能射箭訓練系統」，並透過該裝置判斷舉弓、拉弓、放箭速度等數值，讓使用者能清楚地知道現在的姿勢是否有達到射箭時的標準動作。本實驗分為四個大方向進行操作：穩定、力量、精準度、以及計分靶。為了找出符合選手最合適的射箭動作，我們另外以一名選手的舉弓高度（130cm）及拉弓距離(57cm)，做出固定射箭模擬器。透過該裝置發現：該選手於10公尺距離時，傾角 -1.2 ~ - 0.2度能夠命中九分的範圍。除此之外，我們用紅外線感應框、投影機與scratch程式製做出互動計分靶。透過裝置，便可以快速紀錄下射箭時的分數和落點。我們將整個設備整合為成完整的智能射箭訓練系統，供使用者能夠快速且精確的矯正自己錯誤的射箭姿勢及方向。

本研究以低價畜產副產物─白肉雞(Broilers)的雞爪為原料，試驗一將其浸泡於不同酸液中進行膨潤，再經熱萃取後形成之凝膠以醋酸組具有最佳之外觀、質地剖析數據、截切值、色澤分析數據及固形物比例，顯示以「雞爪」作為原料時，採用醋酸作為其膨潤劑較其他酸液更為適合。試驗二將膨潤後雞爪以不同溫度進行熱萃取，結果顯示，低溫組(70℃)和高溫組(95℃)均具有良好之質地剖析和色澤分析數據，但高溫組於感官品評時均獲得各項目之最佳喜好度和最高的總接受度。綜上所述，雞爪以醋酸膨潤後再以95℃進行熱萃取可得透明亮白、滑順而富有彈性之凝膠產品，未來再經澄清乾燥處理後可作為食品改良劑或凝膠類點心的原料，實現將低價副產物轉變為黃金的可行性。

傳統的保麗龍材料在製造過程中會釋放出有害的化學物質，並且無法有效地回收和再利用。本實驗使用天然材料製作的替代品更加環保和可持續，因為它們可以降低對石化原料的依賴，並且可以被自然分解。我們採用了一種新的製造方法，研發用最經濟的飼料硬質玉米和高粱加熱爆裂後，作為填充材料，並使用聚乙烯醇和硼酸作為黏著劑。這種方法適用於製造可避震、防火隔熱的材料，除了減少對石化原料的需求，也降低了製造成本。此外，我們還用了蛤蠣殼粉和無毒的清潔劑成分的無患子萃取液，這些材料都比保麗龍更加環保。本組產品呼應全球ESG永續行動，它可以減少包裝材料對環境的污染和傷害，同時具有更好的可持續性，為地球的永續循環經濟盡一份心力。

竹科為新竹帶來不計其數的好處，卻也造成環境汙染，重金屬汙染就包含其中。重金屬若未經處理就流放會汙染土壤、水質等，影響生態環境。蘚苔是方便取得的生物監測指標，因此本研究以臺灣羽苔作為模式生物，探討不同重金屬種類、濃度對其葉綠體個數、光合色素含量、光反應速率及細胞壁厚度的影響。根據實驗結果我們發現低濃度的鋅、銅離子對臺灣羽苔的葉綠體個數、光合色素含量、光反應速率皆有提升，並且找到鋅離子、銅離子對臺灣羽苔有正向影響的濃度區間，而鋇離子、高濃度的鋅銅離子則對植物有相反的影響。細胞壁的部分，低濃度鋅離子會造成細胞壁增厚，而在高濃度時變薄；銅、鋇離子增厚程度則與離子濃度呈正相關。

我們利用扭蛋製做單軸、分離式及貫通式雙軸浮球模型，進行海水與淡水的載重與吃水深度、配重位置與傾斜角度、造波和回正觀察。發現載重與吃水深度呈線性關係。不同配重位置明顯影響分離式模型的傾斜角度，重心越低，角度越小。貫通式模型易保持正浮，但重心較高者，正浮不穩定，稍受擾動即傾斜。 在造波中發現浮球呈週期性運動，且浮力最大值在波峰，最小值在波谷，相差可達50%~85%。垂直方向運動速率最大值約在平衡位置，垂直位移最大值<2倍波高。 不同配重位置的貫穿式模型以90°傾斜入水，軸頂到重心的距離(L)決定浮球是否回正。本實驗發現全長16cm的模型，L≥11.42cm者，均可回正，L≤11.17cm者，均無法回正，顯示L越大浮球穩定性越高。

近年來，人們每年丟棄的寶特瓶數量遠超過被回收的數量。塑膠汙染影響了每一個生態系統，所以寶特瓶回收利用是一個巨大的挑戰。因此，本研究以寶特瓶材料－聚對苯二甲酸乙二酯（PET,Poly(ethylbenzene-1,4-dicarboxylate)）作為有機金屬框架（MOF, metalorganicframework）中有機框架的連接，並將MOF合成中常用的有毒溶劑－二甲基甲醯胺（DMF,Dimethylformamide）替換為純水，除了能對環境友善外，更提供了資源重複利用的途徑。另一方面，本研究以PET進行一鍋化的方法來合成具高度生物相容性的MOF材料－MIL101(Fe)（MIL,Materials of Institute Lavoisier），並應用於近年來蓬勃發展的皮膚性生醫產品，以細胞毒性試驗、抗氧化試驗、抗菌能力、及選擇性吸附測試來證明其有作為皮膚性生醫材料的潛力，以及擔載皮膚保養藥物維生素E 來評估其作為保養品載體的能力。