第48屆--民國97年

苔蘚植物被視為首先登陸的植物，但浮蘚卻仍在水中生活，根據我們在形態、構造、生殖方面的觀察，它的各方面都顯示較簡單的形質，且沒有證據顯示有退化的構造，故應屬較原始的種類，即從未真正登陸過，但已有適應陸生的初步策略：如面積較大的假根、裂殖速度較快的現象。而現今浮蘚在分布上相當侷限，可能與環境變遷及人類工業污染有很大的關係。在競爭力上，它不如較高等的水生蕨類、維管束植物，因此更限制它的發展。我們在DNA的親緣分析所建立的演化樹顯示：浮蘚和其他陸生蘚類相比是較原始的物種，和我們的基礎觀察不謀而合。

由【希臘十字】的挑戰為起點，我們試著探討多方塊用最少刀切割再重組拼成正方形的可能性。研究過程中，我們發現邊長長度是一個重要的因素，在五方塊中找√5的邊長，八方塊中找√8的邊長是解題關鍵，垂直切割後能產生直角是另一個關鍵。研究結果顯示12種五方塊圖形中，切割重組成正方形的最少刀數是二刀(五種圖形)及三刀(七種圖形)、369種八方塊圖形中，切割重組成正方形的最少刀數是一刀(4種圖形)、二刀(215種圖形)、三刀(149種圖形)及四刀(1種圖形)。將五、八方塊切割組合的方法，運用到十方塊的切割組合是可能的。目前我們依方塊數及圖形的不同，分為等長型、固定型、不定型等應用類型，而更完整的應用持續在研究中。

近年來，能源需求日益增加，使全球氣溫上升及環境污染影響的問題越趨嚴重，再生能\r 源的開發，利用，是全世界共同努力追求的目標。其中太陽光能及風力發電最具成效，也是\r 成長最快的乾淨替代能源。\r 目前的風力發電轉換效率不佳，就國內而言，其發電成本仍遠高於與火力發電及核能發\r 電，我們針對垂直軸風車，改善其功率因素。觀察蜜蜂拍動翅膀的動作，研究出可自動翻轉\r 葉片的風車，使葉片迎風面能自動和風向垂直增加受力，逆風面與風向平行以降低風阻，並\r 研究出第一型與第二型，跟傳統水平軸三葉片做比對，並自製簡易風洞，測量其輸出功率，\r 期望能提高風能的轉換效率，對於能源、溫室效應及環境污染等問題能有所幫助。

蒐集科展資料時，發現化學鐘擺很有趣，反應過程溶液顏色會有規律變化，引發我們想做做看，並瞭解其中各反應物的角色，同時也研究反應物加入順序、濃度及溫度變化等因素對反應週期的影響。我們先以眼睛及碼錶，觀察並記錄顏色變化週期，發現不易測量精確的週期。後改用LED光源通過反應溶液後照射在光敏電阻，同時將光敏電阻串聯電池及數位安培計，藉著溶液顏色變化，透過光線的強弱來改變光敏電阻大小而影響通過安培計電流大小，來測量反應週期，結果也因人無法即時記錄而效果不佳。最後，改用光敏電阻串聯另一電阻與電源接成一通路，以示波器測量光敏電阻所分得之分電壓大小隨溶液顏色變化而改變之情形，來測量反應週期，發現較能精確測量反應的週期。

我們的實驗目的主要是探討蠟燭在打洞的塑膠瓶中如何延長燃燒時間？進而製作氧氣量控制器以持續供應氧氣，找出瓶外空氣與瓶內二氧化碳的對流方式，確認我們推論是否合理。經實驗發現，橫列和縱列上的洞數越多、縱列的數目越多，蠟燭的燃燒時間越長、同一縱列時，一個洞：開上、二個洞：開上中，蠟燭燃燒時間較長。最後並由實驗證明空氣容易由開中的洞進入，二氧化碳則由開上的洞離開，以形成氣體對流。

搖晃的浮台觸發了靈感，海浪的起伏決定了發電方法與實驗研究及研發的方向，包括了：\r 一、首先我們研發出創意繞線圈工具機，內含多種生活簡單用品之聯想與應用，並且可以精\r 準與方便地纏繞多圈線圈。\r 二、之後我們在發電管上纏繞漆包線圈的研究活動中，亦證明與歸納出了正確的纏繞線圈方\r 式為何。\r 三、接著創作出模擬海浪測試平台，內含有我們所設計的發電管套插座組體與自創電路測試\r 系統，讓我們在實驗測試發電管的發電電壓效率時，也發現與證明了線圈圈數、磁場強\r 度、線圈號數、以及纏繞線圈方式對發電電壓的影響與關係為何。\r 四、綜合實驗研究所得，並經長時間反覆研究，設計出海浪發電模型，樣式完全依據波浪上\r 下振動特性而來擷取波浪的能量，並能將其成功轉換成電能。

因為學校收留一隻流浪狗，引起我們研究小狗以尿液的味道標示地盤的興趣。我們在幾個月的研究中，跟部落裡面幾隻小狗培養感情，帶出去實驗觀察。我們發現公狗和母狗排尿的次數﹑行為姿勢均不相同，公狗會抬腿尿尿標示地盤，母狗則不會。公狗會受到其他公狗尿液味道的刺激，引發公狗排尿。甚至人類的尿液也會讓公狗有地盤被入侵的感覺，引發公狗排尿標示牠的地盤，但是小狗的「糞便」雖然也會刺激公狗的反應，但是不會引發排尿的行為。公狗的領域性也和體型有關，體型小的公狗（如小黃）不會把陌生的環境標示為自己的地盤，不敢隨便尿尿。體型大的公狗（如拉不拉多）領域性比較強，不管環境陌不陌生，都會占據為自己的地盤。另外大型犬拉不拉多和小型犬小黃的地盤爭奪戰中，初期大型犬總是比較強勢，但是小型犬也會越來越勇敢的去維護自己的地盤，非常有趣。

這個研究的目的是藉著磁力來控制液體的流動，達到力量的緩衝減振的作用。磁力是超距力，因此鐵粉不論是在空氣或水中，都會依磁力線排列。在水管中按磁力線排列的鐵粉會阻礙水流，減少流量，因此可以藉由控制磁力，達到控制水流量，產生緩衝效果。本研究經過實驗，分析了不同的磁鐵位置和磁力大小對水流量的影響。然而鐵粉在水中會有生銹、沉澱、沖刷的問題，因此本研究使用油取代水，讓鐵粉在油中隔絕了空氣和水分、至於鐵粉在油中會產生鐵粉沉澱的問題，本研究找出方法，用油脂包著鐵粉再混合在油中，這樣不但隔絕鐵粉和空氣，而且油和油脂可以互溶，就不會有沉澱和生銹的問題。本研究並設計了測試設備，實驗測試了不同的鐵粉油液的流動性，找出磁力和管徑對於緩衝效果的影響，並且將這些影響關係整理成公式，用電腦程式來顯示不同磁力、管徑、施力可得到的緩衝效果、最後我設計製作了一個實際的緩衝裝置，呈現磁力的緩衝作用。

探討自製保特瓶「燃料電池」的放電電功率受那些充電條件所影響？目前實驗出有電解質 種類、電解質水溶液濃度、電極、集氣管、溫度、電源大小、電解時間。目前找出較佳組合 是5.0M 的KOH電解質水溶液、至少經3次淬火的石墨電極、電極有半透膜的集氣管所做成 保特瓶「燃料電池」；再由自製太陽集熱器搭配提供溫水槽使保特瓶「燃料電池」可達約40 ℃的較佳反應溫度，提高電解水後的放電電功率，在放晴的天氣用太陽能電池電源電解水、 或有強風時候用風力發電機電源電解水，將產生的氫氣和氧氣來當「燃料電池」。

本研究是設計一個清洗水塔的自動化流程與設備，來取代需要專業人員的清洗水塔工作。這個清洗裝置有下列幾項特色：特色1：具有定時功能，讓使用者不用特地以手動操作來清洗，所以在忙碌的生活中，清洗裝置也能達到自動清洗功能，來保持住戶用水的品質。特色2：清洗之前，有一段水位控制時間，會將住戶用水的水位保持在低水位，以免浪費太多水源，一來環保，二來省錢。特色3：以自動清洗來替代人力清洗，除了省時、省力，也不用花太多金錢清洗水塔，就能有好品質的水。特色4：進水時進行一般灑水動作，跟進水一起同部進行，這樣可以使表壁邊的細塵被沖洗掉，而不容易形成髒污，達到維持乾淨的效果。