第63屆--民國112年

本研究在利用實驗法了解影響藍曬圖效果的因素。為使光源穩定且可操縱光源強度，故自製藍曬燈箱進行實驗；為客觀表述藍曬圖的品質，以色差儀測量，發現ΔE 值與藍曬圖品質有很好的相關性。 我們用 6 瓶裝紅酒木箱、7 組 T5 UVA 黑燈管、壓克力板隔開燈管與曬布、黑色 橡膠墊阻隔箱子內外光線進出。得到自製燈箱曝曬 15分鐘效果良好，並以此進行實驗。發現布料質量密度大、經緯密度大、單股平紋織法、厚度小有利於藍曬圖品質，而與吸水性、彈性等較無關；感光液在第二天、燈管亮數多時，藍曬圖效果較佳；定色劑以食醋效果最好；並發現藍曬圖不適合印在要常清洗的衣物。研究過程中意外發現感光液在第 30小時左右吸光度最大，表示溶液中檸檬酸根的濃度達到最高。

我們在照顧陽台的盆栽植物時，發現加壓噴瓶無法完全噴灑到盆栽的每一個角落，因此研發了「水龍捲噴瓶」，並希望將本產品應用在大樓陽台以外的花園、菜園或草坪。本研究中我們主要探討影響水龍捲噴瓶的噴灑範圍面積的因素，以及如何讓它的噴灑範圍最廣，最有效率。我們比較了一般市售的加壓噴瓶與我們改良的水龍捲噴瓶，發現水龍捲噴瓶的噴灑面積較大、可較快速的將瓶內的水噴完，且讓植物得到足夠的水份。除此之外，它也是一個不需插電、不需接水管的節能省水裝置。根據實驗後的結果，我們有了以下發現：放置噴瓶的位置愈高、噴瓶加壓次數越多產生瓶內的壓力愈大、水管長度愈短，水龍捲噴瓶的噴灑面積就愈大。

在學製氧時，老師說近三十年的教科書多用紅蘿蔔做實驗，直到五年前，各教科書都改用金針菇，原來是第五十四屆全國第一名科展作品的貢獻。金針菇取代紅蘿蔔，是因為用量比較少嗎？還是反應比較快呢？我們很好奇這兩者的差異，希望透過實驗找出更快分解雙氧水的方法。查資料後發現，大多催化劑製氧效果都無法與實驗藥品二氧化錳相比，當然包括金針菇，但是二氧化錳屬於化學藥品，又是重金屬，對環境會造成汙染，要特別處理。經我們反覆研究實驗後，找到酵母菌能取代二氧化錳快速大量製氧，不但只需用低濃度的雙氧水，準備實驗材料又非常的方便便宜，這個發現除了可以用於國小、國中甚至高中的製氧課程，環保又經濟的實驗優勢，相信是無法被取代的！

本研究設計雙層葉片風力渦輪機，並使第二層葉片吸收第一層剩餘風能，提升發電效率。由於渦輪機葉片運動模式複雜，因此將實驗分成兩部分，首先去除渦輪機旋轉的因素，測量前後機翼改變攻角、間距及方位角情況下的升力，經實驗分析下洗氣流效益最佳處，為攻角於12度、間距1.5倍弦長、方位角-15度處；第二部分實驗測試雙層葉片渦輪機發電效率，當兩層葉片間距為1/4螺距（90度）時，兩層葉片應於夾角90度有最大效率，但減去下洗氣流方位角-15度，夾角75度對應效率最佳，經風洞實驗得相同結果。經效益分析，兩層葉片渦輪機效率提升四葉葉片的三成，一層葉片佔渦輪機總成本10-20%之間，可見本設計具備提升效率及降低成本的特性，未來具有高度前瞻性。

俗話說「資源再利用，環境永常青」，本研究取樣淺焙及深焙咖啡渣與茶葉渣經過不同時間發酵後當作肥料進行白菜植栽顯示，白菜種籽較適合於酸性咖啡土中發芽，而茶葉渣土壤pH值相對較鹼，雖會延緩發芽，但因土壤富含營養，於成長後期更有利白菜生長，並以發酵2週土最佳。實驗中擇優取淺焙咖啡土與茶葉土混合當肥料，最佳可獲得比淺焙咖啡土高出5.17倍的成長。進一步讓白菜先於淺焙咖啡土發芽後再移植至全茶葉土，成長速率可達淺焙咖啡土的15.8倍。此外，富含鉀離子的茶葉土所種植的白菜能透過減少葉片氣孔數、使澱粉代謝，並藉由根部提前累積脯胺酸來應對滲透壓變化，以增加根系與葉片對抗鹽逆境與缺水的問題。本研究利用適化咖啡土pH值與茶葉土養分相互搭配，可有效縮短發芽時間、大幅增加產率，並提升耐鹽抗旱能力，除有助活化廢棄物外，並可提升農業競爭力。

本次研究探討速率及添加鹽類對反泡泡成功次數與生存時間的影響，我們發現： 一、 成功次數最高的基礎變因為：水與洗碗精重量比100：1，吸管外口徑寬度0.6cm，入水角度垂直水面50度，吸取水量高度離管口2.5cm，吸管距承接液面高度0.5cm。 二、 吸管滴下液體速率在12.2~14.8cm/s之間，可成功產生反泡泡。 三、 滴入的間隔時間及加入食用色素，對反泡泡成功次數與生存時間的影響並無影響。 四、 隨著鹽類的莫耳數增加，成功次數及存活時間都明顯下滑。 五、 最佳成功次數取決於陰陽離子價數，一價優於二價；最佳存活時間長短取決於離子價數與適當的離子半徑。 六、 添加鹽類後，黏滯性並非影響存活時間的主要原因。

如果一醒來，就有一顆熱呼呼的太陽蛋在盤子中等你，多幸福啊！於是懒得早起的我們想自製自動煎蛋機。首先我們先研究太陽蛋的美味祕訣是220度煎5分鐘，接著再分析人工煎蛋的動作，以人因工程的概念，參考魯布•戈德堡機械結構原理，藉著懸吊繩機構，將煎蛋區分為九大步驟。分別為1倒油動作、2止油動作、3敲蛋動作、4倒蛋液動作，5回收鋁箔滑梯動作，6滑板鏟蛋動作，7槓桿盛蛋離鍋動作，8平移蛋後斜板入盤動作、9撒胡椒動作。且利用熟悉的骨牌驅動機構完成此連續且自動化之機構，最後藉著滑輪機構而能手動回收落下的骨牌，且利用定位點機構，將骨牌放置在定位處，使整體煎蛋機機械能重複下一循環動作，確實達成生活應用之實質功效。

當水滴碰撞親疏交錯界面，直線、弧線及螺線親疏線條決定了水滴鋪展收縮的對稱形態與受力，研究發現水滴有分割、彈跳、移動、旋轉等多樣化運動現象，接著以此基礎提出「水滴移動猜想」並且驗證成功水滴置於 繪有親水弧線道的疏水振動平板上，會因為持續的不對稱鋪展收縮產生了振動-移動現象，且和水滴大小、振幅頻率、親疏線型、平板材質、張力黏度、角度…有關。本研究亦嘗試控制水滴使其產生繞圓周、直角過彎、 爬坡下坡等現象，更測試出「懸吊」水滴的振動-移動。最後，針對其形態、受力加以分析，提出模型予以解釋。

降海中陸蟹遭路殺是嚴重的保育議題，本研究探討降海中陸蟹對不同色光的光趨性，評估光趨地下廊道之可行性。研究於壽山進行白、紅、藍、紫、綠光之趨性實驗，分帳篷和水管兩種測試，綜合結果顯示毛足特氏蟹對藍光展現最高的光趨性，白光及紅光次之，最後是紫光及綠光，在綠光閃爍下呈現明顯的迴避性。接著於墾丁香蕉灣進行藍光誘導實驗，得出多數降海中毛足特氏蟹被光源吸引而由藍光處離開。本研究為國內外首次對降海中陸蟹進行光趨性實驗，得出以下結論：降海中毛足特氏蟹對藍光有顯著光趨性，此結果可望應用於陸蟹降海路線的涵道，利用光誘導降低陸蟹於地下廊道的迷航現象並提升其利用，以減少陸蟹媽媽和數以千計的卵遭路殺的機率。

夏日經常看到市場的阿公阿嬤在拍瓜聽音選瓜，令人疑惑拍西瓜真可選中好吃的西瓜嗎？正巧六年級的自然課中學到音叉敲擊時的聲音振動及頻率高低關係，引發我們的聯想：可以應用AI人工智慧的聲音辨識技術來正確辨識西瓜的新鮮／成熟度 ，甚至利用手機 App進行有效判別嗎？ 本研究中發現： 1) 不同位置的果肉，甜度也會有所不同；不論大小顆，西瓜中心果肉是最甜的部份；2)西瓜的密度與西瓜甜度無明顯相關；3)冬天西瓜放置兩週（成熟）可能達到最佳甜度，放置四週（過熟）甜度則大幅降低 。 本研究有兩項設計：1)製作一款固定敲擊力量的敲擊器；2)全國首創西瓜新鮮／成熟度辨識App，可以讓消費者方便地用手機即可挑選成熟好吃又甜的西瓜，這是本研究最大貢獻。