第63屆--民國112年

擴展顯微鏡技術是以高分子化學與物理化學原理放大生物樣品的體積，相對地提高光學顯微鏡解析度至奈米等級。目前所使用的方法，無法有效標定細胞膜、胞器膜與脂質，且採用受質專一性低的蛋白酶K，易導致螢光訊號流失。為改善上述缺點，本研究先用酪氨醯胺訊號放大技術增加螢光強度，再用受質專一性高的胰蛋白酶以減少螢光訊號流失。因新方法使用酪氨醯胺和胰蛋白酶，簡稱為TT-ExM。實驗結果顯示此方法可更清楚標定細胞内多種生物大分子，如蛋白質及脂質，也適用於DNA染色。利用共軛焦顯微鏡即可進行超高解析度觀察，含各種微細的胞器、脂膜、和脂球結構，及染色體與粒線體DNA。本研究論文已投稿專業期刊審查。

本研究加入各種考量計算，以得出最接近實際白天時長的的數據。首先假設地球為正球型，計算出未考慮大氣的理論白天時長，並考慮太陽視角導致的誤差，可進一步得出蒙氣差數值；第二步考量大氣偏折，將大氣拆分成密度不同的大氣層，討論由太陽射向地球的光，利用Google試算表計算出日光和地表的相切處，再將此數值代入日照時長公式，即可縮小和實際情況差距；最後和各國真實白天時間比較，繪製理論與實際情況關聯的散佈圖，可知實際與理論日照時長僅存在些微差距。結果中的些微誤差，推測為未考慮地球之橢圓形狀以及大氣中不同層的複雜變化所造成，可作為未來改進方向。

本實驗利用椰子殼、甘蔗渣和茶葉渣等廢棄物，高溫鍛燒製成不同碳源。與傳統活性碳相比，這些碳源具有更多的表面官能基和中型孔洞，是超級電容的理想材料。我們在製造超級電容時，以氮摻雜的活性碳和特殊膠黏合，並添加不同種類和濃度的電解質（如H2SO4、KI、KNO3、KOH）進行實驗，測試其有充電和無充電狀態下的電容值變化。我們成功找出最佳超級電容製造條件，即椰子殼鍛燒於600℃、以H2SO4作為電解質，其充電後的最高電容值達200mF/cm2，且在7天內保持穩定，未出現衰退現象。透過CV圖可證實，此碳材的反應是完全可逆的，非常符合超級電容的性質。這些廢棄物的轉化為高功能性、高附加價值的優秀電子產品，不僅輕巧且便於攜帶，更具有高穩定性，完全符合綠色化學的精神。

Lusa 是泰雅族的傳統束腳陷阱， 泰雅祖先及獵人們在這小小的機關中，利用了許多植物的特性及物理科學原理。獵人們為了要提高束腳陷阱捉住動物的機會，在製作陷阱時，材料的選擇及使用有些偏好在觸動陷阱機關的消息棒上，做了些巧思來加速陷阱的運作。我們 在老師的指導下，設計了多組的實驗來探討。實驗結果驗證了，在祖先流傳下來的陷阱選材及安裝之中蘊藏了許多的智慧。我們也以科學的方法測試出消息棒的最佳組合。身為泰雅子孫的我們，能以科學的方法來 探討及驗證祖先的智慧，也是於有榮焉。

本實驗將掉落物稱為擬便，入水後短暫形成的無水空間稱為空腔。 我們發現水花高度和擬便距離水面的高度成高度線性關係，空腔深度和擬便距離水面的高度也成高度線性關係；而固定擬便距離水面的高度，當水深不同時，水花高度變化不一定和水深正相關。 其次，擬便的密度、先接觸水面端的面積、形狀、突起排列對水花高度的影響並無明確的規律性。 而在改變水溶液性質下，我們發現： 1. 當水面有一層介質時，都會降低水花高度，但水花高度卻和空腔深度呈現負相關。 2. 使用鹽、糖改變水溶液密度時，水花高度、空腔深度隨密度改變情形，兩種溶液並不相同。 3. 改變水溶液黏稠度時，洗碗精對水花的降低效果較果糖好。 4. 水面上有泡沫均能有效降低水花高度。

我們探討扁蝸牛休眠行為發現：一、休眠時殼口有透明或白色薄膜；休眠以垂掛黏壁、倒掛黏壁、殼口向下及殼口向上；攝氏27度相對溼度50%開始休眠，相對溼度75%時沒有休眠；偏好向光源於深色及光滑面休眠。二、休眠後醒來伸出先以腹足推開薄膜；殼口透膜比白膜先醒來伸出；相對溼度提高與同伴喚醒是影響醒來伸出的要素。三、喚醒行為以接觸薄膜，或爬過螺殼；喚醒行為對同伴影響有薄膜破洞、薄膜變透或伸出爬行；喚醒同伴1隻的比例最高；飢餓及飽食組在菜園對同伴都有喚醒行為。四、只有成蝸對成蝸有接觸膜的喚醒行為；距離小於2cm時會接觸膜喚醒同伴的比例較高；推測喚醒行為不是為了吃薄膜，可能是為利於族群生存繁殖的利他行為值得進一步研究。

網路上流傳一段影片，影片中的鴿子不用拍動翅膀就可以飛，「頻率」是造成這現象的主要原因，只要攝影機拍攝的影格率和某個東西週期性運動的頻率相似，就可看到類似時間暫停的現象，稱之為特定運動頻率。自然課學到弦的振動影響聲音的高低，但弦振動太快看不清楚，是否也可以用時間暫停的原理，來看清楚弦的振動？ 本實驗使用了micro-bit和紅外線感測器來測量圓盤的轉速，圓盤上的開孔可讓光線閃爍，光線照在金屬琴弦上，閃爍的頻率如果和弦振動的頻率一致，就能清楚的看到弦的振動波形。

台灣是個四面環海國家，土地面積為3.6萬平方公里，人口約2千3百萬人，2019 年人口成長率為 0.2%，根據內政部資料得知，人口老化指數，由107年1月106.35，到108年2月113.93%，人口結構觀察，高齡者(65歲以上)比率逐年上升，台灣老人占總人口12.83%，逼近 14%高齡社會。 而老年人的食、衣、住、行，更需我們多花一份心思去關心，其中尤以「行」最為我們關切，根據內政部資料統計及新聞報導，台灣失智人口在 2017年底已超過27萬人，65歲以上老人每13名就有一名失智，衛福部的調查顯示表示，2031 年失智人口將增加到 46 萬人，2061 年將超過85萬人，等於未 來 40年內，台灣平均每40分鐘新增1名患者，每天增加38人罹病，此問題乃是我們關切之重要因素。

以不同濃度的界面活性劑、容器面寬、水深來觀察界面活性劑在水中運動的種種現象。在界面活性劑中加入固定比例的紅色色素6號，使其滴入水面上時可以明顯觀察彩圈的漲縮現象，再藉由Tracker追蹤彩圈運動軌跡，進而計算出其直徑大小之改變，最後將實驗結果以圖的方式記錄下來，再觀察其運作規律並製作出函數圖形，確定此一現象的運動方式，並思考此現象形成的可能原因。

本研究為探討一種新式的工法：模組化多層別道路預鑄法來取代舊有生態工法的可行性評估。這項設計不但能縮短路面施工與維修的時間，減少空氣與噪音汙染，更能兼顧儲水、淨水的優點，最終目標為解決台灣各處常見的淹水與缺水兩大問題。 經由實驗發現，這項設計在儲水與透水兩大功能上的確有顯著的效果；採用麥飯石當作儲水層的話，可得到22.2％的儲水率，也能夠兼具快速的透水與41％的淨水效果。 透過積木模擬與3D建模實驗發現，這個工法可以快速建構道路，也能夠預留空間給水、電等管線使用，機構中我們加入上掀式的鎖牙設計，即便未來需要維修管線也不用開挖馬路，更能保有傳統生態工法的眾多優點，在未來應用上深具潛力。