第45屆--民國94年

在本文中我們以同心圓和直線構成蜘蛛網，並對每一個蜘蛛網定義出蜘蛛數；則若在此蜘蛛網中加入缺口後，會影響蜘蛛數的大小。探討蜘蛛網上的缺口該如何配置，才能夠得到蜘蛛數的極值(最大值及最小值)。首先由一直線或圓該如何分配缺口，蜘蛛數將有極值，再深入探討許多條直線或圓上的情況，進而推展到許多同心圓及通過圓心的許多條放射線的缺口該如何分配，蜘蛛數才會有極值發生。像科學家的研究，藉由特殊化簡單的情況，進而推廣至較為複雜一般化的結果。在得到初步的結果之後，我們再將研究的目標轉到三個不同方向：將蜘蛛數的規則放到其他圖形中(正多邊形、星型)；設計出新採地雷遊戲；總缺口數為定值的策略設計。

市售螢光棒琳瑯滿目，其棒身主體分有內、外兩管：內管填裝強氧化劑，外管則有螢光發光物種及染料，而螢光棒的發光時間約12 小時。一般廠商會將氧化劑放入內管，一壓迫內管便將將螢光物種激發而放出能量，此能量以光的形式放出即是螢光棒的發光原理。而我們實驗中無意發現添加一些化學物質例如氨水及含有胺基的化合物等，使螢光棒的發光現象改變，使螢光棒的發光如同曇花一現般的光亮，令人驚艷。

用自行設計安裝的水流裝置製造短暫的漩渦，模擬颱風的形成。以目視觀察，並運用數位相機及攝影機拍攝記錄實驗過程，於照片及錄影資料中，篩選出較典型運動模式，及剪輯實驗過程影片，討論與分析颱風形成後的動向和雙颱間的相互影響。我們發現，我們設計的裝置確實可以產生類似颱風氣流的水波，以及兩個颱風（漩渦）在一定距離範圍內時，彼此相互影響所產生的現象，包括：一、較強的漩渦會令比它弱的漩渦繞著它旋轉。二、比較強勁的漩渦會把小的漩渦吸收。三、如果兩者強度差不多，兩者便會互相圍繞一個共同中心旋轉。四、有時兩個漩渦會互相排斥。五、有時兩個漩渦會一個跟著另一個而行。因此與所蒐集的颱風（藤原效應）理論相吻合。

由於工商科技的發展帶給環境負面的影響日漸嚴重，其中尤以重金屬對台灣環境的影響較為顯著，故探討能移除排放廢水中的重金屬之有效天然資材有其重要性。以台灣天然存在之大地資源土壤中的奈米粒子來進行對汞、鎘的吸附，試驗結果得知，台灣三種代表性土類土壤中的奈米粒子確實能有效地吸附汞離子和鎘離子，且其中以對汞的吸附要大於對鎘的吸附。屬於砂頁岩沖積土的奈米粒子對汞、鎘的吸附最大，其次是黏板岩沖積土的奈米粒子，而最小的則是屬於台灣紅壤的奈米粒子。以上結果經由電化學方波伏安法的測定、電導度計法的測定與發芽率試驗結果都有相同的趨勢，顯示土壤奈米粒子可用來當作移除汞、鎘等重金屬的天然資材。

本研究可以說是從「巷道來風」研究探索彰化鹿港的「九曲巷」的建築之玄機及「曲巷冬晴」的生活智慧。從發現兩邊高樓聳立，風力突然會變大，經詳細穿梭大街小巷注意觀察，發現在不同的地點，風力大小的確會有不同，對風為什麼會變大變小？是否受高樓的影響？略有所得，為了進一步解開此謎，首先從設計製作風力計開始進而設計６個實驗來驗證風撞到建築物後流動特性及各種型態的巷道會產生不同風分佈情形及風力變化情形；進而探討巷道建物高低、巷道寬窄、長短對風力強弱，風力流動情形，及巷道風通過連續彎道對風力變化的情形。同時從網站資料得知彰化鹿港的風情--「曲巷冬晴」。為了進一步瞭解「九曲巷」的生活智慧，特地到鹿港的「全盛巷」實地觀察、實測，研究--------。使大家對鹿港的特色及二百多年前防風建築科學有更進一步的認識。總而言之，在二百多年前，鹿港為了阻擋冬季強烈的海風（九降風），巷道設計採用T 型交叉方式，狹窄多折，建築房屋每建十間左右，巷道便一曲，這樣便能斷風沙，釀造春暖，連現代建築師對先民的建築科學都嘖嘖稱奇。

空氣分流經過曲面和直面的阻礙形體時,曲面和直面的流速不同。本研究透過自己設計的測量儀器,測量計算出在微小風道中氣流的流速,並描繪出在曲直面的形體變化或有擾流板時氣流流速線的變化,另可利用觀測流速不同時壓力差異的顯示來解釋流體中漂浮的差異性。

我們經由研究非洲鳳仙花，對花朵的結構和功能，有更深的了解。一、非洲鳳仙花開花的週期：1.雄蕊期和雌蕊期不會同時存在，雄蕊期比雌蕊期長。2.有一根外露的蜜腺管，吸引動物傳花粉。出口處即為雄蕊生長的地方。3.雄蕊是中空的圓球形，雌蕊是綠色橄欖形，由雄蕊中間長出來，成熟時柱頭會裂開。二、紫色非洲鳳仙花適合做酸鹼指示劑。土壤的酸鹼性不會改變花色，但會使花色加深。三、光線會影響花苞的數量、大小、顏色、蜜腺管的蜜汁甜度。四、影響蜜腺管蜜汁甜度的因素：花朵的不同時期、照光、光合作用、紫外線強度五、去密腺管後，會影響花期，雌蕊期變長。

為了不要讓台灣的水白白的流走，我們要把水流的動能轉變成有用的電能，為了要有效的提升水車的發電效率，我們展開了以下的各種探討，也希望這小小的研究種子，將能水流發電落實在台灣的每一個角落，我們更期盼台灣是一個處處有黃金的美麗寶島。

我們觀察到茶葉蛋的蛋殼為褐色，但其蛋白為白色；相反的，茶焗蛋蛋殼為淺色，但蛋白呈現褐色。這種現象使我們對物質通透蛋殼的情形產生了種種疑問，促使我們更深入的研究。 我們參考茶葉蛋與茶焗蛋的製作情形設計實驗後，發現即使同為茶分子，但由於氣態及液態分子間的距離不同，仍會造成不同之通透情形。液態物質不易通過，但氣態分子可輕易通過。蛋殼為卵生動物胚胎時期的保護構造，其表面有許多微小孔隙可使H2O、CO2及O2等維持生命所需之氣態物質輕易地通過。經過實驗發現，蛋殼孔隙易使蛋殼外部的氣體分子通透至內部，但氣體分子不易由蛋殼之內部到達外部。 另一方面，同一顆蛋其蛋殼的不同部位通透情形並不相同，以氣室部分通透最快，而蛋殼尖端之通透最慢。不同蛋殼之間通透情形也不相同，因其不同種類蛋殼間之孔隙大小與孔隙數目都有差異，實驗結果也顯現蛋殼的厚度亦會影響通透度的大小，蛋殼較薄的鵪鶉蛋殼較其他種類的蛋殼更易使物質通過；反之，蛋殼較厚的土雞蛋的蛋殼最不容易讓物質通過。皮蛋由於已經過人工處理過，因而破壞蛋殼表面影響其通透情形，使得蛋殼通透情形呈現不穩定的狀態。 因為工業的發達，環境充斥著污染，空氣中之污染物也會通透至蛋殼內部，空氣污染物溶於水之後形成酸性物質會與蛋殼反應，有些甚至會破壞蛋殼結構、或是腐蝕蛋殼，而間接地影響到生物行呼吸作用必須之氣體交換，故汙染物也會影響蛋殼之通透性。

本研究中，我們利用細菌分解醣類產氫的方式，由過程中找出厭氧菌醱酵產氫最佳操作策略，再以反應器結合活性炭顆粒進行連續式產氫醱酵。產氫污泥源於台西海岸泥巴，可於厭氣條件下將碳源基質(蔗糖)於40℃時轉換為氫氣。在一系列探索下，結果每日每公升反應器可產生氫氣26.64 L，同時結合氫氣純化裝置、燃料電池產生電力使燈泡亮。利用生物方式產生氫氣，將不會造成污染，且為一乾淨的能源，若結合燃料電池將可應用於汽、機車上。