第63屆--民國112年

本研究探討製作無煙高溫速燃炭粉餅的條件及方法，解決使用木炭遇到燃燒不易、初期冒煙、化學助燃劑影響食安等問題。 為了把木炭燃燒過程數據化、找到製炭最佳條件，我們自製【製炭爐】、【製炭完成顯示器】、【微量煙霧測量器】、【炭粉餅擠壓成型機】；設計【木炭測量流程】、【蒸氣加熱法】、【堅固度拉力測試法】。 實驗發現：700℃以上製炭、孔洞多，燃燒時較無煙、溫度高、灰份少。木炭磨成粉有速燃效果，粗粉末溫度高、細粉末維持高溫時間長。不同木材炭化磨成粉後被「均質化」，燃燒情形差異不大。添加樹薯粉可讓炭粉餅耐重2kg，但發煙值只增加3.7%。 炭粉餅能吸附3.45g酒精自燃取代火種，能維持140℃以上50分鐘，達到方便、無煙、速燃、高溫的目標！

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。

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。

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。

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。

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。

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。

幽靈竹節蟲（Extatosoma tiaratum ）是澳洲引進的外來種，在臺灣已經廣為飼養，若逃逸至野外，是否會大量繁衍，影響生態環境？本研究探討其在台灣的適應與防衛方式，結果發現幽靈竹節蟲在環境的適應性方面，可食用多種果樹和本土植物；風吹時身體會隨風搖擺，融入所處的枝葉環境中；在生存策略方面，幽靈竹節蟲主要採取有性生殖、孤雌生殖為輔的繁殖方式，卵會偽裝成種子以增加孵化率。其防衛方法有剛孵化時會擬態成蜘蛛蟻、若蟲擬態成蠍子、雄成蟲擬態成大螳螂，此外雌蟲會偽裝成帶刺的枝葉等。其體色也能隨著所處的環境改變以融入環境中。若幽靈竹節蟲若逃逸到自然環境中，可能對芭樂等果樹產生衝擊，於相關的飼養與管理，須儘早謹慎因應處理！

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。

巴拿馬病是由尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）透過分泌毒素，引發香蕉植株死亡。目前無有效防治手段。以植物萃取物作為病蟲害防治手段為現代非農藥防治策略的重要發展方向。本研究以肉桂酒精萃取物，在抑菌測試結果中，發現具抑制尖孢鐮刀菌生長的功效，結果呈現濃度及時間相關性，最低有效濃度介於30～35（mg／ml），藥效時間可持續至少八天，效果的穩定性不因高溫高壓環境處理而受影響。萃取物主要成分為香豆素。此外，使用五種經濟作物進行對植株的毒性測試，在有效濃度下，不影響其生長。另外，也發現對於玉米反而有促進生長的效果。本研究證實，肉桂酒精萃取物具抑制尖孢鐮刀菌的功效且在有效濃度下不影響作物生長，甚至可能具有促進生長的效果。