第63屆--民國112年

本研究來自新聞報導：男生站立使用馬桶排尿會造成七千多滴尿滴噴濺，引發我們對此現象影響因素的好奇。研究設計以模擬真實排尿行為的噴水裝置，由紙張盛接噴濺液滴，測量噴濺液滴的重量。研究過程以不噴水的對照實驗模式，去除紙張自然吸收或蒸發水分的實驗誤差，接著針對尿液位置、水位高度、尿液流速、排尿高度、馬桶壁傾角、水面添加物等因素進行實驗，探討最少尿滴噴濺的站立排尿方式。研究結果發現選擇中央（水中）的尿液位置較佳，尿液流速無明顯影響，成人排尿高度較高會使噴濺量變大；而在水面添加一層泡泡或清潔慕斯，或將馬桶設計為垂直壁面，配合較低的水位高度，能讓尿滴噴濺大幅減少，可供衛浴業者設計馬桶參考。

蘋果螺(Biomphalaria glabrata)只吃藻不吃草的特性成為水族世界熱門觀賞螺，但牠繁殖力超強，於是我們針對蘋果螺的雌雄同體身體構造及其特殊繁殖行為進行觀察研究。我們觀察研究每一對蘋果螺繁殖期產卵約二十幾顆卵囊，每個卵囊約有二十顆卵，卵的孵化時間只要十天左右。透過水迷宮設計觀察蘋果螺的求偶行為，在相同的水迷宮下，兩隻會合的時間會變短，代表牠們具有學習的能力。雌雄同體的蘋果螺用主動求偶行為判別雄性蘋果螺，並發現積極求偶行為的蘋果螺會產下較多的卵。透過不同體型的交配組合，得知蘋果螺以雄性器官為優先發育。在產卵條件的研究中發現，水溫在高於25度或低於20度、全暗的環境及水中二氧化碳量濃度高的條件下，產卵率都會明顯降低。

臺灣位於環太平洋地震帶上，大規模地震常帶給全臺各地不同程度的災損，雖然臺灣已有中央氣象局（CWB）在進行地震測報與強震即時警報的推播工作，但強震即時警報系統仍存在著大範圍的預警盲區，因此本研究自行研發地震儀，透過環境的審慎評估在全臺各地設立站點，於地震發生的當下透過即時回傳的數據進行震源參數的估算，並設立警報標準對周圍地區提供預警。經過數個月的測試與過往災害性地震警報時間的模擬，此方法確實能夠縮小預警盲區範圍，也對盲區外的民眾增加數秒的準備時間，藉此可大幅提升地震災害區內避難的機會。最後這項計畫也獲得中央氣象局的認可，並榮幸能與地震測報中心簽約，共同合作提升臺灣地震預警的技術。

由於觀察到許多高中生習慣在讀書時聆聽音樂或白噪音（white noise），因而引發研究者好奇聲音環境與讀書效果、記憶表現之間的關聯性。本研究以實驗法比較學生在不同聲音環境下的記憶表現、專注與心情的自我認知；並以問卷法分析影響學生選擇不同聲音環境的因素、聲音環境選擇對成績的影響。研究結果發現，學生選擇音樂的原因是音樂能使心情變好，然而實驗發現在音樂的環境下受試者有記憶表現不佳的情況，受試者本身亦認為在音樂的表現下較不專注。而聆聽不熟悉的音樂時的記憶表現，比聆聽熟悉音樂時的音樂表現更差。實驗中受試者在白噪音環境下記憶表現較佳，由問卷亦發現讀書時傾向選擇白噪音的受訪者，其校排成績也較高。

所謂「甩尾颱風」我們定義颱風移動期間行進方向急轉超過90度，就稱為甩尾颱風也稱為大轉向颱風；為了探討西北太平洋颱風大轉向的原因，以及了解颱風大轉向期間的經緯度分佈與轉角大小、颱風強弱變化、轉向花費時間和季節的關聯性。我們找出56個符合的颱風(其中包含一個颱風不同時間點出現2~3次的大轉向)，依序分類、再參考中央氣象局的天氣圖與歷年颱風調查報告等資料，分別做出各種歸納與整理、並且提出我們的想法和結論。

此主題是探討水在傾斜表面上流動時所產生的水階現象。實驗結果，表面傾斜角度、單位時間的水流量、水的流速、表面粗糙度及表面材質等，皆會影響水階現象的產生。表面粗糙度越大，水階現象越明顯，水階是因為前方的水流流速因為摩擦力變慢，而後方水流追上前方，累積的結果就產生了水階現象。板子傾斜角度介於3度到60度之間皆會產生水階現象。傾斜角度越大時，其產生水階現象時的最大水流量值，卻顯著變小。原因是傾斜角度較大時，將造成水流速較快，若再加上水流量較大，大量的水就會相互覆蓋而無法產生水階的現象，因此角度大時反而要小的水流量才能顯現出水階現象。表面若為疏水性材質，造成水流集中而無法擴散流動，亦無法產生水階現象。

透過實作找出洋菜薄膜最佳的配方與脫水方式並進行拉力、耐彎折、耐衝擊、耐酸、透氣、溶解、燃燒、土壤分解與餵魚實驗，最後利用其可食用且易分解的特性設計產品。由實驗得知，水和洋菜粉在適當的比例下，分別添加甘油、可食用甘油或蔬菜甘油混合加熱的洋菜凝膠，都能利用冷凍脫水，均勻且快速的乾燥成薄膜。拉力、耐酸、耐衝擊和耐溶解實驗，無添加甘油的洋菜薄膜效果最佳；耐折實驗，添加蔬菜甘油 4g的洋菜薄膜效果最好；此外，各式洋菜薄膜都能在14天內被土壤分解。我們根據以上實驗結果，將洋菜薄膜製成提網、藥包、洗衣精包裝袋等產品應用在生活中，希望能取代一次性的塑膠製品，減輕地球的負擔。

科展中黏菌的研究屈指可數，關於共生菌的研究更完全沒有，是一個充滿未知的領域。本實驗探討黏菌及其共生菌的關係，我們的實驗對象為針箍絨泡黏菌(Physarellaoblonga)和它的共生菌。其中針箍絨泡黏菌(A)帶有3種共生菌，針箍絨泡黏菌(B)帶1種共生菌。研究結果顯示我們研究的原生質體針箍絨泡黏菌(A)其中一個共生菌Paraburkholderiatropica和國外細胞性盤基網柄菌Dictyosteliumdiscoideum 身上的共生菌同屬，且以不同方式影響黏菌的食物。經過一系列實驗後，發現針箍絨泡黏菌會篩選對生存有利的共生菌，每種被攜帶的共生菌具有不同功能，我們認為針箍絨泡黏菌的共生菌會彼此分工合作，影響黏菌生長。

為了發現達文西橋的秘密，本研究嘗試採用不同材質棍子、不同搭橋方式來研究達文西橋承重力與形抗結構。經實驗後發現：（1）與木棍相比下，竹棍的韌性和彈力較好且更紮實，具有較大的承重力，其中，尺寸0.5*0.5*20竹棍的承重力最大；（2）橋體層數越多，越接近拱形，其承重量越大，但三層以上的橋體角度太大，容易崩塌，因此兩層的達文西橋為最佳；（3）竹棍間的實際接觸面積愈大、支點愈多時，摩擦力就愈大，橋體將會愈穩固，如直橫交錯鋪滿的橋體；（4）地面材質的摩擦力太大或太小皆不適合搭建達文西橋。因此，使用較多棍子搭橋不一定好，並且需要考慮棍子材質、搭橋方式，以及地面材質的影響，才能搭出穩固、承重力大、形變率小的達文西橋。

會取食孑孓的水生動物:斑節水螳螂、太平洋麗龍蝨、點刻三線大龍蝨、豉甲蟲、小仰泳椿、中華粗仰椿、負子蟲、巴蛭屬水蛭、澤蛭屬水蛭、蜻蜓水蠆、豆娘水蠆、蓋斑鬥魚、野生孔雀魚、大肚魚共14種，不會取食的:水黽、姬牙蟲、小划椿。每日取食孑孓(與500隻孑孓共域)的量，魚類以蓋斑鬥魚最多(全吃完)，其它類以豉甲蟲最多(取食285.67隻)、負子蟲(取食214.67隻)、斑節水螳螂 (取食157.33隻)居後。本實驗經過不同水質條件測試(pH值、鹽度、溫度)，可以應用於戶外景觀池、生態池或農業蓄水池，除了食蚊魚，水生昆蟲也是一種防治孑孓的方法，本研究確認哪些水生動物能取食孑孓，也能讓大眾知道只要在水田發現這14種孑孓的天敵，就能執行「孑」殺任務。