第64屆--民國113年

回想當初看到一項公開發明提到：「在葡萄酒的釀造過程中，通過『同時』設定特定頻段的中頻電磁波(900+50Hz)和聲波設備，對酵母菌群細胞進行『共振刺激』，使其細胞膜紊亂的振動頻率回歸正常的振動頻率，從而達到提高酵母菌生物量和代謝產物量的目的。」這引起我們的好奇，也讓我們產生質疑，經過不斷實驗探究的結果：1、在固定方向的磁場下，高出吹風機5.67倍磁場強度，對酵母菌發酵速率沒有影響。2、在磁場變化與聲波「同時」或「單獨」進行下，其頻率對酵母菌沒有「共振刺激」作用，對活性也沒有影響。 做完這次科展實驗，我們對此項公開發明內容的正確性更有質疑的依據，也對未來獲取的資料保留一分存疑與求證的態度。

因為前兩年研究臺灣扇角金龜，同時發現也有毛翅騷金龜，進一步調查發現棲息地、溫溼度、禦敵行為、土繭或糞便、幼蟲食用土壤，兩種金龜子都可能不同。因此，本研究想要探究不同的棲息環境、氣候、海拔高度、林相和土壤，影響兩種金龜子的生長與繁殖等行為模式。本研究探討新竹尖石鄉及桃園復興鄉的兩種金龜子成蟲、土繭、土團材料、幼蟲棲息地和卵孵化的異同，為捕抓成蟲設計兩代捕蟲網，為觀察土壤內幼蟲設計兩代土壤偵測器。研究發現：毛翅騷金龜生長的溫度比臺灣扇角金龜高一些，毛翅騷金龜卵是黑色的，臺灣扇角金龜卵是黃色；毛翅騷金龜全身披毛對外界刺激較敏感，臺灣扇角金龜禦敵時翅鞘會改變顏色。

本研究使用廢棄牡蠣殼，製作可回收、多孔隙的發泡煉石，吸附重金屬以解決水污染問題。由實驗可知，外層牡蠣殼粉末的吸附能力比內部珍珠層更佳。觀察顯微鏡，牡蠣殼的碳酸鈣成分經煅燒後會呈多孔隙狀態，具有更好的吸附重金屬效果，研判是表面積增加所致。 研究也發現pH=10有最高的重金屬吸收量。依據勒沙特列原理，鹼性環境有利於H2CO3⇌H+ + HCO3-正反應的進行，推測是牡蠣殼粉解離生成HCO3-，促進了重金屬的吸附。 自製發泡煉石確實能有效吸附重金屬並可重複回收使用，達到聯合國永續發展目標(SDGs)中SDG 6 淨水及衛生、SDG 14 保育海洋生態兩大核心目標。

本研究探討將蔬果粉調製成染劑，染印到紙張中，製成蔬果畫紙，使其變成趣味科學玩具，透過玩中學的方式，提升同學們的學習動力。 為了將顏色科學化的呈現，特別研製一套色彩鑑定方式進行後續實驗。對於要染印的紙張選擇，從吸水效果、暈開程度、烘乾後捲曲度、著色效果、顯色效果，以及保色效果等面向，綜合評估後紙張選用最符合條件的達文西設計紙。 最後染劑的調製，以濃度、浸泡時間、保色、複合蔬果配方等進行探究下，發現染劑以蝶豆花粉為基底，混合薑黃粉、甜菜根粉、藍莓粉與桑葚粉，配置成濃度2%，並加入濃度5%鹽水強化保色效果與濃度3%維他命C水強化色彩飽和度，浸泡1小時再低溫烘乾，可產生最多種的顏色變化。

在臺灣手語辨識，先前研究所使用的監督式學習需要大量標記樣本而限制可辨識詞彙量。為此，本研究借鑒自然語言處理領域中BERT的遮罩想法，將未標記手語影片隨機遮蓋部分幀數，並讓模型學習預測被遮蓋的幀數以學習臺灣手語的特徵，並透過遷移學習來訓練辨識模型，此作法可克服現有臺灣手語資料缺少的問題。經過實驗，本研究訓練之詞彙辨識模型達成了242個單字量，92%的準確率。 此外，先前研究皆未在手語句子翻譯上有成果。因此本研究基於以上模型，設計手語翻譯的系統，整個系統在100個句子的翻譯表現達到83%的準確率，證明自監督學習的方式在手語辨識、翻譯上是有效的。並展現出樣本需求少與辨識詞彙量可輕易擴大的潛力。

本研究利用處處可見的土壤進行色粉的研究，在採集5處土壤樣本中，不同區域的土壤均具有獨特的特性。大肚山土壤的黏性較高，含有較大比例的細顆粒黏土，製作出來的色粉也較重；相對地，溪河砂土製作的色粉較輕，這可能是因為較粗的沙子成分居多。在土質分類上，高美土和大肚山土屬於黏土含量較高的埴土，菜園土和阿嬤田土則是黏土含量次之的埴壤土，而溪土和溪沙則是粘土含量較低的壤土和砂土。通過一系列的製作流程，我們能夠從原土中提取出細緻的礦物色粉，這些礦物色粉不僅能用於水彩畫顏料，還能與鹿膠等材料混合製作成膠彩畫顏料。最後 ，我們將自製的礦物色粉製作出 環我大地指甲油」 ，除了增添趣味外，也是對自然資源的一種永續利用。

本研究探討來自不同草地高度的灰蝶夜棲行為之差異，並進一步了解灰蝶夜棲點是否受環境因子（溫度、濕度、風力、音頻）及獵食者有無、獵食者種類及生存壓力等變因所影響。實驗結果顯示，來自不同草地高度的灰蝶各有夜棲點高度偏好，並受溫度、風力、音頻、獵食者種類所影響，其中灰蝶夜棲點高度與風力呈負相關；與音頻呈正相關。另外，獵食者的習性亦會影響夜棲點高度，實驗發現斜紋貓蛛會使灰蝶夜棲在較高處，然大銀腹蛛與螳螂則相反。本研究尚藉由油性麥克筆對灰蝶進行標記編號以研究忠誠度，結果顯示並無忠誠度。

「鳩佔鵲巢」的題目中將喜鵲餵食的規則寫了出來，我們列出不同的狀態後確實找到所有答案，接著我們進一步將「鳩佔鵲巢」題目進行擴充，使題目中五隻喜鵲擴充到所有正整數，我們發現餵食的順序可以同餘來計算，進而研究找出其所有的答案，之後又加以研究總共吃到的喜鵲數量。

為研究以奈米銀蝕刻法鑑別蜂蜜之真偽之可行性，我們先藉由實驗與調查文獻發現蛋白質為蜂蜜中可以防止奈米銀在加入後發生蝕刻的關鍵物質，並探究蛋白質在不同種類、變性前後、不同蝕刻時間與不同濃度的條件下防止奈米銀蝕刻之效果差異。 接著，我們以不同蜂蜜配製不同蛋白質濃度的溶液進行奈米銀蝕刻實驗，並與純蛋白質溶液的實驗結果進行比較，發現兩者吸光光譜之波峰位移趨勢大致吻合，證明此法可作為判定蜂蜜真偽之標準。 最後，我們利用奈米銀溶液在不同蝕刻程度下呈不同顏色的特質，透過手機軟體分析不同顏色之 RGB 值，歸納出以手機即可簡易辨別蜂蜜真偽之法。

現況下，國中小對於微生物培養並不普及，主因在於沒有足夠經費與設備。本研究發現使用：水解乳清蛋白、濃縮乳清蛋白、雞蛋蛋白等可以替代LB培養基。且各項替代培養基金錢成本比起LB皆下降七成至九成，並且有六種替代培養基於第24小時平均光強度皆大於LB培養基，且替代培養基中最高平均發光強度為0.296較同時間的LB之數值0.046高。此外，使用電鍋滅菌雖無法完全無菌，但仍有一定能力可作為滅菌釜的簡易替代；自製操作台則有替代無菌操作台的之較高可行性。本研究並發現雞蛋液態和固態培養基的製作，其材料簡單、培養效果佳，故具備中小學教學推廣的價值，以及發光細菌在毒物檢驗中的應用等極具有推廣的潛力。