第64屆--民國113年

本研究發現食品施加鐵鹽與魯米諾檢測液的螢光反應可直接測定攝氏150度烘培環境下梅納反應是否明顯發生，這套方式將可有助於食品工廠針對梅納反應的快速檢測。而藉由孟塞爾比色帖的比對則可間接判別梅納反應褐化的程度。不同風味的梅納反應需要不同種類的蛋白質和醣類的參與，有時甚至需要多種反應物共同作用。 海洋當中鐵鹽有助於梅納反應的進行，並且可以產生鐵錯合物，這有助於沉積物當中鐵和碳的固定以及汙染物質的去除。淡水河河口與北海岸的表層環境因為有機質的累積以及水體中所攜帶的鐵質，因此或許有可能可以發生天然的梅納反應。但這些有待後續研究做更多的驗證。

為什麼未食用完畢的冰淇淋再回冰，質地會變硬呢？先分析市售冰淇淋的主要原料，並探討主要原料中，何種成份是影響冰晶形成的主要原因？ 我們利用自製儀器分析市面上的冰淇淋回溫再結凍後的質地，制定出分析冰淇淋硬度與濃稠度的標準。結果發現，抑制冰晶產生的主要成份是糖、乳脂及空氣，且凝結核越多，越容易生成冰晶。結果發現動植物性混合的鮮奶油或是單醣、雙醣混合製作出的冰淇淋，抑制冰晶效果最好。將空氣拌入冰淇淋溶液則以2分鐘最好，這樣可以使冰淇淋體積最膨鬆，產生的冰淇淋冰晶最少。 最後將研究出來的最佳成份比例，自製鮮奶冰淇淋，並與市售冰淇淋做官能品評比較，證明此研究的冰淇淋配方，的確在復冰後擁有最佳口感。

本研究在於探討鐵生鏽與鐵除鏽相關實驗的成因、目的及重要性。 (一)鐵生鏽實驗： 1.了解潮濕氣候、溫度、酸鹼溶液，對鐵生鏽速率的影響，找出化學反應機制。 2.通過模擬實驗，評估在不同條件下對鐵的影響，提出防止鐵生鏽的策略。 (二)鐵除鏽實驗： 1.以電化學反應進行除鏽，研究電化學除鏽效能。 2.分析電化學除鏽的反應機制，調整電壓、電流密度、電解液濃度與溫度等，評估除鏽效果，找出最佳參數。 (三)研究成果： 1.為提高鐵製品耐用性，延長使用壽命，提出最佳防鏽策略。 2.小小貢獻：用電化學除鏽法，改造USB電源線，接上鱷魚夾，以小蘇打粉+熱水當電解液，即能輕鬆除鏽。

在本研究中，我們利用發光二極體來誘導曙紅Y催化醛和硫醇進行硫縮醛化的反應，生成二硫縮醛。並嘗試利用不同波長的可見光，比較其光催化之效果。此實驗僅需要微量的光催化劑（曙紅Y），在不需要過渡金屬及溶劑的條件下進行硫縮醛反應。透過替換不同的起始物進行反應，發現此系統可容忍多樣化的官能基，不論是推拉電子或雜環類分子，都能得到不錯的產率。此外，光催化是一個對環境友善的系統，不僅低污染也能節省成本。我們期許此種符合「綠色化學」的合成方法，未來能更廣泛的被運用在有機合成中，提供除了傳統過渡金屬催化外的新選擇。

咖啡量大，廢棄渣處理漸成議題，查詢咖啡渣成分，設想可利用方式，加入氫氧化鈉將內含油脂皂化洗出，其餘殘渣以糯米澱粉糊膠結製成板材；製皂部分探討肥皂在不同濃度氫氧化鈉中的溶解度，氫氧化鈉濃度、用量、添加乙醇、分次反應對皂化反應的影響；咖啡殘渣製板部分探討糯米糊加熱溫度、糯米糊與咖啡渣比例對板材抗彎折、隔熱的影響；板材使用、回收部分探討防水性、加入生澱粉（含澱粉酶）廢棄時分解情形。以咖啡渣製皂製板，從製作、使用到廢棄完全不產生污染，廢棄後可堆肥、作為燃料或是一般垃圾，毫無環境負擔，能充份利用咖啡渣的殘餘價值。

「使用給定的多個矩形密鋪一個格狀平面(2D rectangle tiling problem)」為一NP-complete問題，目前多項式時間只能求出盡可能覆蓋最大面積的近似解。本研究所創的階梯演算法透過改變動態規劃所紀錄的狀態，使狀態數大幅減少，進而改善求準確解的時間複雜度，當然也成功證明此演算法的正確性，並且此演算法也能處理環狀及有權重的類似問題，如RTILE PROBLEM、DRTILE PROBLEM。隨後，寫了一個互動展示品直覺地呈現此演算法的意義。並以階梯演算法成功將7/3-approximation algorithm (Krzysztof Lorys and Katarzyna E. Paluch,2000 [4]) 與11/5-approximation algorithm (Piotr Berman et al,2001[7])進行比較與分析。

本研究嘗試利用水下聲學技術，以水草冒泡的聲訊為指標，透過出泡聲音頻率高低及出泡速率快慢的改變即時掌握水質變化，期許為水汙染的預警做出初步貢獻。首先，確認水草於未受汙染情形下的受傷聲學表現，接著再探討農業及工業廢水等各項汙染變因，如氨氮及銅離子的影響，結果顯示：水質酸化時，出泡聲音的頻率沒有變化，出泡速率則逐漸變慢，至pH=4.5時幾乎不出泡；輕度污染的氨氮濃度(0.5ppm)反而能促使水草出泡速率提升至3.1倍，但隨著濃度升高(0.8ppm)，又開始抑制出泡，當出泡速率突然降為輕度汙染時的6~7成時，可初步判斷水質近期遭受較嚴重汙染；銅離子會大幅降低出泡速率。最後，雙項汙染(如氨氮+銅離子)將造成更大的影響凸顯出銅離子對水草的傷害。

初體驗岸拋白帶魚一小時勾底斷掉八個天亞，好不環保！讓本組研究如何減緩天亞下沉速率？實驗得知天亞若沒螺旋，則下沉速率與重量成正相關，與截面積成負相關，但仍無法解決勾底困擾。故本組創新設計下沉可以旋轉的天亞，藉由旋轉讓位能轉換成轉動動能，減緩下沉速率；利用3D列印創作重量、截面積相同，不同導程角初代螺旋式天亞，明顯改善下沉速率，因易纏線而改良成螺旋機構自由旋轉的螺旋式天亞1.0；又因多圈無法順利旋轉再改良為多線式螺旋天亞2.0，但右旋、左旋都有路徑偏移現象，最後改良為兩段多線式螺旋天亞3.0，讓兩段螺旋方向相反使路徑成直線。創意螺旋式天亞釣白帶魚時，可大幅降低勾底斷線機率，亦可重複使用，達到環保又省錢的目的。

植物一葉片受到逆境時，其體內如何將逆境訊號傳遞到其他組織並進行物質分配？此領域過去研究甚少，而品萍特殊的葉狀體相連構造搭配二分盤裝置，很適合處理局部逆境並探討體內傳訊與物質分配機制。研究發現：當母葉遭遇局部逆境時會將健康子葉釋放以減少子葉產生連帶傷害；而子葉遭遇局部逆境時，母葉選擇保留子葉並持續送物質助其生存。深入研究發現，逆境子葉累積的ROS將觸發物質分配，使其向母葉傳送求救訊號，促使母葉內部以Ca2+做訊息傳導後將物質送往子葉助其生存。選擇性斷裂則由母葉內部Ca2+與ROS共同調節觸發，母葉遭遇逆境時， Ca2+為上游觸發母葉節處累積ROS並向子葉傳遞單向斷裂訊號，使子葉節處累積ROS後誘導斷裂，降低母葉對子葉的連帶傷害。

在本研究中，採用煅燒後牡蠣殼（氧化鈣）作為新循環材料用以取代傳統高碳排水泥材料達到減碳的效果，同時利用生物炭具高穩定性且不易分解的特性添加至牡蠣殼水泥中達到固碳之目的；而牡蠣殼水泥與菱殼炭之間存在無機物-有機物的材料鍵結問題，透過日常生活中常見的食品添加劑作為黏著劑的實驗研究。實驗結果顯示，攪拌時間50分鐘、氧化鈣與水為1 比2 是最佳製備參數；3wt%玉米澱粉作為黏著劑具有最佳的成品耐受壓力（5.33 公斤）與透水性（1.05秒）。 本研究實驗成功找出牡蠣殼水泥製備參數與透過無毒性食品添加劑作為材料黏著劑來達到以「分子料理」的概念結合食品科學走向「友善環境」的生產兼具減碳及固碳的效果，實現全球「2050淨零碳排」之目標！