第65屆--民國114年

本研究旨在探討廢棄牡蠣殼（主成分CaCO3）在模擬加壓環境下與二氧化碳及水反應，進行化學固碳（CaCO3+H2O+CO2⇌Ca(HCO3)2)的可行性，並連結深海高壓環境有助於穩定碳酸氫鈣的概念。研究小組設計實驗裝置(包含固碳反應艙、二氧化碳集氣筒、未反應二氧化碳收集筒)模擬壓力，探討反應時間、牡蠣殼粉用量、初始壓力、水溶液種類、混合方式及溫度等變因，並以二氧化碳氣體體積減少量作為觀察指標。 研究結果顯示，牡蠣殼粉確實能與CO2進行化學反應，反應量顯著高於單純的CO2物理溶解。進一步實驗發現，提高壓力、降低溫度、加強混合(每5分鐘攪拌)及延長反應時間均能提升CO2總反應量。然而，在本實驗條件與時間範圍內(最長60分鐘)，3克牡蠣殼粉的效果優於6克及9克，且純水效果優於海水。本研究驗證了牡蠣殼加壓固碳的可行性，並模擬深海環境來找出反應效率的關鍵因素。研究小組進一步發想深海牡蠣殼固碳系統，為此廢棄物再利用及深海固碳概念提出創意規劃。

本研究探討不同沖泡條件對茶飲品抗氧化能力與茶多酚含量的影響，旨在找出最佳沖泡方式，並分析不同添加物對茶湯的影響並藉由碘滴定法推測抗氧化能力，了解茶多酚含量。實驗變因包含浸泡時間、加熱方式、茶葉顆粒大小，與糖、鹽、乳製品等不同添加物的影響。透過測量自製茶湯的值與抗氧化能力，探討如何沖泡出高「酚」好茶。 研究結果顯示，適當延長加熱與浸泡時間能提高茶多酚釋放，但超過一定時間也不會增加茶多酚，抗氧化能力反而下降。茶葉磨碎後沖泡可增加茶多酚，酸性環境對抗氧化能力影響不大；加入乳製品則會顯著降低其含量，尤其以奶精影響最鉅。本研究之科學依據，可幫助消費者選擇更健康的茶飲沖泡方式，並推廣茶飲的抗氧化價值。

現代工業對稀土元素需求增加，主要有兩種來源：稀土礦物的開採會產生大量廢棄物，對環境造成污染；回收稀土元素的主要來源是從廢棄的電子產品，添加有毒和放射性的酸洗液。相比之下，海水中的稀土元素也是個近年正在發展的回收來源，具有潛力的電化學沉積法具備選擇性、低能耗與環保優勢。本實驗利用電化學原理，從低濃度硝酸鈰溶液中沉積稀土金屬，探討不同條件、電極的影響，再以EDTA滴定測定鈰離子濃度變化以計算電化學沉積效率。最後在以氯化鈉水溶液模擬海水測試。 實驗發現，添加25mg硝酸鉀使用表面積大的碳氈、10mA電流電解並攪拌能成功沉積出鈰金屬氧化物，最後成功在模擬淡海水溶液中沉積出金屬，表示其應用潛力。

發現翠盧莉所在處周圍雜草稀少，實驗利用翠盧莉莖、葉水萃液對大花咸豐草、牛筋草、小白菜、福山萵苣和玉米種子進行發芽測定，觀察蔬菜幼苗生長情形，並使用葉水萃液澆灌野外種子土，測試對不特定雜草種子發芽及幼苗生長影響，再用碘滴定法試驗水萃液的抗氧化力。結果顯示：翠盧莉葉水萃液對種子發芽抑制效果最佳，且濃度越高效果越好。實驗室25°C以5％葉水萃液浸潤，對大花咸豐草發芽抑制率達100％；以8％澆灌野外種子土，對大花咸豐草種子發芽抑制率達95％。5％莖、葉水萃液具良好抗氧化力，與文獻提到化感作用中效果較強的酚類化合物，具有高抗氧化力的資料一致。因此推論翠盧莉可藉由淋溶作用，影響植物萌發與生長。

糖尿病性視網膜病變(Diabetic Retinopathy，以下簡稱DR)是糖尿病主要的併發症，是造成後天性失明的主要原因。我國含有高糖的飲品在年輕族群盛行，可能是造成糖尿病罹患率年輕化趨勢的原因，這是我們中學生必須關心與解決的切身問題。本研究發現牛樟芝萃取物在視力功能上能夠改善糖尿病性視網膜病變果蠅的趨光能力與視網膜電位；在視網膜形態學（morphology）上，複眼結構及光感受器排列可被觀察到由凌亂漸趨完整。在粒線體（mitochondrion）與蛋白表現上，能避免粒線體受損，維持粒線體數量和能量代謝，並降低細胞凋亡(apoptosis)相關指標如cytochrcome c和cleaved-caspase 3表達，同時也促進抗氧化因子(antioxidants)如Catalase和SOD1表達，顯示牛樟芝萃取物具有改善DR的潛力。

本研究探討校樹第倫桃在日常生活中的應用，我們先以第倫桃果膠搭配校園常見果實製成果醬，邀請60位家長與教職員試吃，結果以桑椹配方五最受歡迎。接著，我們結合第倫桃果膠與校樹葉或果皮萃取的精油，製作天然乾洗手，經吐司發霉與無菌培養基測試，證實具有一定抑菌力；保濕測試也顯示，第倫桃果膠能減少肌膚乾燥與油脂流失，使用感較佳，以西施柚果皮製成的乾洗手最受歡迎，獲得50票肯定。我們將產品帶至校慶園遊會販售，最受歡迎的是第倫桃與構樹果醬，以及白千層與西施柚的乾洗手，共募得2,490元，捐作急難救助基金。研究證實，第倫桃果膠在果醬與乾洗手的製作上皆具應用潛力，並能推廣校園植物的永續利用。

為了研發更有益生理機能且口感接近市售麻糬的改良麻糬，以嫩豆腐、全麥麵粉、菊苣纖維粉，取20%、30%、40%與50%的比例替代部分糯米粉，製作出12種改良麻糬，測量其物理性質，找出最接近市售麻糬的口感，並建立麻糬水解葡萄糖化指標、血糖評估指標進行檢驗，發現：一、50%全麥麵粉麻糬的彈性與展性 、40%全麥麵粉麻糬的延性、20%纖維粉麻糬的黏性最接近市售麻糬；二、豆腐麻糬的熱量可降低最多，適合需減重者。三、市售麻糬在α-澱粉酶中水解最快，但20%纖維粉麻糬最利於吞嚥，適合幼兒或年長者；四 、20%纖維粉麻糬在胃裡最快水解成食糜，適合胃功能不佳者；五、50%全麥麵粉麻糬血糖穩定度最佳，適合需控糖者。

福壽螺為水田常見害蟲，繁殖力強且啃食性高，對農作生長造成威脅。掌握其行為與生理特性，有助於發展兼具環保與效率的防治策略。研究指出，牠們在25.0~30.0°C間最活躍，15.1°C則行動受限；偏好水下覓食，降低水位與於出入口投放雜草、葉菜可分散覓食壓力。福壽螺對腥味具排斥性，遇危險會釋放費洛蒙警示同伴，且對震動高度敏感，水波干擾可抑制其活動力。繁殖方面，牠們偏好於粉紅色瓦楞板產卵，覆蓋保鮮膜有助於集中清除。其卵含蝦紅素與膠原蛋白，具生技應用潛力。綜合水溫、水位、誘餌、震動與產卵控制等策略，可有效降低啃食率、提高稻苗存活，有助推動永續農業與生物多樣性保育。

本研究探討將連續正整數1至𝑛依大小交錯排列所形成的「波浪數列」，其定義如下：除了首項與末項外，每一項皆大於或小於其相鄰兩項。我們分析在最大數為 𝑛 時，波浪數列的各種情形與其在數量上的對應關係，從中歸納出排列的規律，並推導當首項為 𝑘 時的排法總數，進而求出所有波浪數列的排法總數。

看過震動型風力發電機與鬼動草現象後，便思考是否能結合兩者製作出一台「現代鬼動風水儀」？ 風經障礙物會因康達效應改變風場，本研究利用壓電效應偵測風在震動裝置後端產生的卡門渦街，藉由分析電訊號偵測不同障礙物所產生的風場。自定義葉片的等效邊長，發現電壓約和等效邊長、平方風速成正比；另外，不同迎風角度、擺設狹縫或遮住半邊葉片都會使pp板產生小波，牛奶瓶紙則是可以建立迎風角度的預測模型。狹縫的電壓放大倍率可用三次函數擬合。遮住半邊葉片時牛奶瓶紙會產生共振放大效應(鬼動現象)，而擺設圓柱則會使電壓增強，並且能建立電壓預測模型。 本研究成果可用來製作分析微小風場變化之大數據收集裝置，提供訓練AI及建立新的應用方向。