第65屆--民國114年

本研究找出魯比克鐘最少步數解法，發現立柱影響連動範圍、鐘面組合數和同步轉解法： 一、立柱具有唯一性：用於考慮鐘面重疊範圍時，2<=n<=8用鐘面集合的交、差集計算；以阿達瑪矩陣積得到全部鐘面連動範圍。 二、對稱性是決定影響唯一圖的關鍵，考慮「雙重對稱」特性，得到5種唯一立柱組合。 三、組合數與起始狀態數：無對稱軸時，鐘面有n個的組合，組合數為4n個，起始狀態數有4n-1。有1個對稱軸，對稱軸上有a個鐘，共有n個鐘的鐘面組合，組合數為(4n+2n+a)/2個，起始狀態數有(4n+2n+a)/2-1個。 四、鐘面同步轉在考慮立柱唯一性與鐘面對稱性，彼此獨立的鐘面僅有14個，同一指向0的最少步數一定是7步。

本研究探討因娛樂導致的睡眠延遲，對學習記憶、社交傾向及任務執行的影響。首先以線上問卷調查國小中高年級及國中學生，了解睡前娛樂項目與頻率，以及自我評估對睡眠、學習與社交的影響。接著規劃小鼠睡眠干擾實驗，分為正常睡眠、環境探索、飲食吸引與藍光刺激四組，並透過水迷宮、Y迷宮、物體辨識、社交偏好及築巢任務，觀察其學習與社交行為。問卷結果顯示，逾五成學生認為睡前娛樂不會影響睡眠、學習或社交能力，但小鼠實驗結果顯示，受到睡眠干擾的組別在成長、睡眠、學習記憶、社交傾向與任務表現皆顯著下降，尤以藍光組最為明顯。本研究證明，睡前娛樂會對小鼠學習與社交產生負面影響，並為探討青少年睡眠與認知問題提供重要實驗基礎。

本研究探討翠葉蘆薈汁液對植物生長的影響及其變紅現象的成因。實驗結果顯示，翠葉蘆薈與中華蘆薈汁液皆能抑制黴菌生長，且翠葉蘆薈在促進綠豆發芽與水生植物（霓虹水竹草、左手香）生根方面具潛力。 觀察到蘆薈汁液變紅後，進行顯微鏡分析，確認變色細胞為保衛細胞。為了了解變色的原因，進行多項變因測試。結果顯示：單獨的氧氣、加入酸鹼反應、金屬接觸及溫度皆無法造成明顯變色，唯有「 在氧氣環境中的照射紫外線」時，才會誘發汁液快速變紅。此外，臭氧氣體亦能在短時間內促使翠葉蘆薈汁液變紅，顯示臭氧可能為促使色素反應的重要因素。

探討利用咖啡渣、暖暖包內容物及碎紙等廢棄物，以不同黏著劑與處理方式製作環保板材。先以鹼液去除咖啡渣內含油脂，提高咖啡渣與黏著劑的結合力，並額外獲得咖啡油皂。研究不同種類澱粉與非澱粉黏著劑（如糯米粉、吉利丁、印尼馬信等）對板材強度的影響，發現糯米糊與吉利丁的黏結效果最佳，且比例越高板材強度越好。 進一步探討不同顆粒大小、去油程度的咖啡渣、不同生鏽程度的暖暖包內容物及不同大小碎紙對板材強度的影響，找出能製作較高強度板材的處理方式。透過適當材料與加工，可將生活廢棄物轉化為可用於環保建材的再生板材，能減少廢棄物對環境的影響，也提供一種可行的資源回收與再利用策略。

本研究利用市售飲品、魚鱗及自然教室裡既有的材料調整配方，製作出黏性最強的蛋白膠水。魚鱗經加熱煮過，牛奶或豆漿加入酸性液體產生凝固蛋白質，經分離後再加入鹼性物質使其酸鹼中和，即能生成蛋白膠水。 實驗過程中發現，使用常溫低脂牛奶製成的蛋白膠水黏性最佳，並以pH值2.5的檸檬酸溶液萃取蛋白質，再加入碳酸鈉調配成pH值8.0的蛋白膠水成品黏性最好。 與其他市售黏性較強的液狀黏著劑相比，強力膠黏性雖強，但有強烈刺鼻味 保麗龍膠則容易產生細絲，黏著技術不佳會讓作品看起來像是佈滿蜘蛛絲，而強力蛋白膠不論是牛奶膠還是魚鱗膠皆黏性強 、成分單純、無毒性，合乎環保需求。我們也利用蛋白膠水製作了一架飛機，象徵開闊視野，未來前途無量。

研究以生物材料製成電極和太陽能電池的製作方法。以自製四點探針器測自製膜的電阻，得最佳電極條件：溶液pH4.7，-18°C、24hr前處理後噴TPP，在氯化鈉0.1M下反應，電阻率最低6.76Ω·m，機械強度1244.19g，結構穩定且可提升I−的轉換效率。以鋁網-幾丁聚醣氧化石墨烯膜為負極、銅箔-幾丁聚醣氧化石墨烯膜為正極，能使電子移動方向穩定，提升電流，且可彎曲增加應用性；使用花青素/葉綠素天然染料及0.5 M碘酸鉀/碘化鉀電解液，最後製成的電池電功率最高19.58mW，可取代ITO玻璃且串聯3顆可讓Led亮，以500W/cm2 強光照射電池組7天，電功率仍有31.21mW，具高抗衰減能力，未來可推廣至生活及教具使用。

生活中小蘇打與檸檬酸都是很棒的清潔利器 , 各種發泡錠更是利用酸鹼中和的特性所製造出的物品，許多人用此性質自製屬於自己的各式發泡錠。我們從二氧化碳產生量、溶解、硬度、清潔、防黴的角度思考。經研究發現，五種比例清潔錠中小蘇打和檸檬酸的配製比例，以2:1製作最好，它在清潔、防黴都有較好效果。想要增加硬度，可以添加玉米粉。想要強化防黴效果，可以再添加薑黃。想省錢，可以用鹽代替薑黃製作清潔錠。

傳統藍晒圖是利用檸檬酸鐵銨加赤血鹽的光反應，在紙上形成普魯士藍沉澱，再用水洗去未感光部分，留下藍色圖案。我們探究顯色差異創造多重色彩，突破傳統藍晒圖僅有藍色的限制。研究「定影劑」對顯色的影響，發現氫氧化鈉可使日晒區域呈米黃色；並嘗試使用蝶豆花汁、紫色高麗菜汁作顯影劑，搭配不同定影劑創造多色顯影。透過系統性實驗，探討「定影劑、紙張材質、光照度與曝光時間、乾燥方式」對藍晒效果的影響；並研究「顯影劑與定影劑」交互作用的色彩變化。研究中以「色相、輪廓清晰度、色彩對比值」量化結果，並由結果反推實驗變因，讓藍晒圖不只是「藍晒圖」；而是能透過改變製程及配方組合，創造出專屬的客製化作品。

本研究探討跳水過程中不同因素對氣泡與水花產生的影響，並分析如何透過改變跳水姿勢來減少水花量。結果顯示，球體直徑與撞擊速度增加皆會顯著提升水花高度與氣泡空腔大小。水平速度會改變水花傾斜角度並減少高度，使氣泡空腔偏移。柱體形狀與錐度比對水花影響顯著，圓柱體產生穩定現象，尖頂柱體則集中撞擊能量，產生更高更細的水花。手部姿勢與面積大小顯示手掌外翻放平與小面積能有效減少水花與氣泡空腔，達到最小水花效果。最後，水花消失術是跳水前擦乾身體，入水前身體筆直頭向下、雙手向水面伸直，手掌外翻抓手放平，入水後，將空氣帶入水底，減少氣泡空腔造成的沃辛頓射流現象，以水底產生氣泡浮出水面取代水花，進一步降低水花產生。

探討果凍效應與捲簾快門間的關係及其應用，動機源自雨刷在錄影時產生變形，研究目的包括：（一）「測量LED燈閃爍頻率」，作為計算感光元件掃描速度的依據。（二）「測量不同攝影設備的掃描速度」作為後續測量的依據。（三）「探討如何運用捲簾快門測量快速變化的物體」（明暗變化、轉動、振動）（四）嘗試以捲簾快門記錄聲音振動，呈現可視化聲波形狀。研究發現不同設備的掃描速度不同，也影響變形程度，選擇合適的設備可減少影像扭曲或更適合測量不同變化速度的物體，證明捲簾快門可作為測量光源閃爍頻率、亮度變化、風扇轉速、弦樂器頻率的有效工具，也能捕捉聲音的「形狀」，拓展其於科學測量與攝影領域的應用價值。