第49屆--民國98年

主要研究方法為:一.運用化學發光法，測雙氧水濃度變化是可信賴的方法。二.首創利用金屬礦物和原礦物的氧化還原特性，過濾自來水進行水質優質化產生抗氧化水。本研究技術成熟度為:第三級雛型(1.概念→2.實驗室階段→3.雛型→4.試量產→5.量產)。研究結論:一.組成可攜帶式產生優質化淨水器。二.優質化水的性質:1.殘餘氯濃度為0.0 ppm 。2.總固體溶解量:30~40 ppm 。3.pH 值:8.6~9.2。4.抗氧化水(含鎂離子)及抗氧化水(不含鎂離子)，這兩種抗氧化水均使雙氧水濃度降低,故均具抗氧化的能力。 5.氧化還原電位值:90~－200mV。三.抗氧化水的性質:1.抗氧化水製成後，要短時間使用，才最具還原力的功能。2.抗氧化量(活性氫原子)均隨入水速及室溫增加而漸減。

市售的天然清潔劑成份多含有檸檬烯，根據一些研究資料，我們得知檸檬烯除了可當溶劑外，對於油脂亦具有清潔效果。在本研究中我們以家庭中常見的溶劑：酒精及水來萃取橘子皮，藉由GC/MS的鑑定來確定橘子皮萃取液是存在檸檬烯。而本研究對橘子皮萃取液及檸檬烯的標準品做了一連串的實驗，可推測檸檬烯用來除去油污的原因；在研究過程中，我們使用自組式透光儀觀察清潔劑對油脂形成油胞的程度，並設計一套清洗油污的流程，藉由油脂的氧化還原作用來測量殘油程度。因此，藉由本研究可將廢棄橘子皮製作成家用天然清潔劑，達到省錢環保的目的。

2008 年環球數學競賽秋季賽有一道題目如下所示：在無窮數列{a(n)}，a(0)=0，若n 的最大奇因數除以4 餘數為1，則a(n)=a(n-1)+1，若n 的最大奇因數除以4 餘數為3，則a(n)=a(n-1)-1。此數列的首幾項為：0、1、2、1、2、3、2、1、2、3、4、3、2、3、2、1、…。(a) 證明在此數列中，1 將出現無窮多次(b) 證明在此數列中，每一個正整數將出現無窮多次。因a（2k-1-1）=1。數列{a(n)}定義2k-1≦n≦2k-1 為第k 區間。網路上有第k 區間a(n)=k 的存在性證明。本研究特色在於二進位法找出a(n)表示法，證明第k 區間a(n)=k 唯一性。為了延伸研究，定義數列{dp(n)}，討論質數p 為情況下，猜測數列{dp(n)}第k區間極值、比較出現次數分佈對稱性、數列{d2(n)}降階關係。為了定義統一，本研究從前言起，以數列{d2(n)}代替競賽題目提到的數列{a(n)}。

科展是蠻享受、愜意的體驗。行經山林，腦海會湧出邊坡相關畫面，真是有趣。我們從中學到科學探究的方法，關於邊坡下滑的成因，也有深入的認識。得到的結論跟既有認知有衝突，這是很棒的經驗與成長。坡度超過35度最好不要住人，更不宜開發或變更為住宅區。實驗結果顯示，終極下滑坡度35度左右，只要負載過重、地震、雨量過多或水土保持不好時，35度以上坡度必下滑。 原以為增加摩擦力可防止土石下滑，實驗發現，負載重量到某個程度之後，增加摩擦力對於防治邊坡土石下滑無效。貓纜方面，發現插上支架的岩盤，下滑角度會下降很多。另外從電視畫面看到，T16纜車支架坡度超過40度，若支架沒有深入岩盤，一旦岩層一有破碎會導致下滑。

夕陽西下，接近地平面之際，它的形狀由圓形漸漸變成扁橢圓形，原來是空氣折射所造成。

二零零八年九月，台中后豐大橋斷裂，讓我們重視到橋樑安全的重要性。目前台灣橋樑基本檢測為目視，無法完全即時偵測，我們提供遠多方面偵測和即時的遠端監控，還能即時處理的系統，提高工程人員檢測的方便性和準確度。溪水暴漲沖刷橋墩也是造成橋樑斷裂的危機之一，透過水位開關和監視器監控水位，若溪水高度到達危險時，會發出警報音和封閉橋樑同時我們也使用了簡訊發送系統立即發出簡訊通知相關單位來處裡現場狀況。此外土石流的災害也可能造成橋上車輛及行人的危險，當土石流發生時，會透過廣播系統通知橋上車輛及人員立即疏散。發生異常時，會透過微動開關、磁簧開關及水銀開關來檢測橋樑的異常情形，能夠即時封閉橋樑，不再讓車輛及行人進入，避免發生任何危險。

在日常生活中除了腳踏車，汽機車對於我們是最基本的交通工具，在一次偶然的情況下搭乘父母的汽車從家中開往學校的途中，途經鄉間小路突然有一輛對面來車疾駛呼嘯而過，由於對方會車時開遠燈而且道路狹窄，造成父親來不及反應而擦撞到右側的電線桿，當時大家都嚇了一大跳，慶幸當時沒有人受到傷害！當下心裡突然有了靈感，因次我們嘗試去設計一個能自動切換遠近燈的電路，並且將變數分為八種情況：白天、晚上、雨天、晴天、會車、不會車、行駛以及停止，根據上述變數共有十六種排列組合，再經由邏輯電路設計遠近燈的狀態，最終完成我們所預設的動作情形！且會車有效距離可長達二十二公尺（請參閱實地攝影檔）。

實驗發現蜚蠊跑步時的狀態與影響速度之因素：(1)蜚蠊跑步時會抬高頭或腹部，以利跨步前進。(2)蜚蠊行進時利用觸角探索地面及路線。(3)蜚蠊主要利用中足腿節撐住身體重量，中足腿節及跨步時跗節角度則因蜚蠊棲息環境差異而不同，以利承受身體重量。(4)蜚蠊前足向前伸長(＜50o)跨出，以利跗節抓地向前。(5)蜚蠊後足跗節(＞100o)向後推出以利身體向前，後足脛節越長，身體推進更遠，速度就越快。(6)蜚蠊後足第五跗節較長時力臂較大，較能顯現出力量，而第一跗節連爪，當第一跗節愈短時則更能機動抓地推進身體而增進其速度。(7)各節跗節末端褥盤分泌液有利蜚蠊在較光滑或垂直的環境中爬行與跑步。

根據行政院科技顧問組及能源會估算，全國交通號誌改成LED 燈，可減少1.6 億度的電力，以每度3.5 元計算，每年可省下近5 億元。本專題以LED 燈為基礎，運用白天及夜間人們對光源相對亮度的視覺反應，提出低耗能號誌燈結構，達到省電的效果。目前的號誌燈，並未針對白天及晚上的周邊光度差異，在節能角度上作控制，故不論白天或黑夜所消耗的電能均相同，但因晚上的周邊光度較暗，較弱亮度的號誌燈，就能具有與白天相同的辨識效果，若能降低夜間LED 燈的亮度，必能達到節能的效果。本專題製作一套低耗能省電號誌燈的雛型，經實際測量印證發現，比現今LED 燈更節省近四成的電力，若以前述行政院的數據，全年可再減少近0.59 億度的電力損耗，相當於2 億元的電費支出。

為了瞭解影響油桐花開花的原因，進行遠期物候(觀察雨量、氣溫、日照時間)及近期物候(花本身的長、寬、重量)的觀察研究，最後找出影響開花的相關性，進而推算出每年正確的盛花日期。研究結果顯示：(1) 雨量和桐花盛花期無明顯相關。(2) 當氣溫呈遞增趨勢，且溫度為22.8度C 時，千年桐就會盛開，結果可作為預測盛花期的依據。(3) 當日照時間呈遞增趨勢，且日照時間為每天4.4 小時，千年桐就會盛開，結果可為預測盛花期依據。(4) 花的長度與重量有正相關性。(5)不管雄雌株，花苞第18 天會開苞，第21 天會盛花，此結果可作為預測盛花期的依據。(6) 油桐開花預測是可以達成的。(7) 期許我們也能做出像日本一樣的「油桐花開花預測的等期日線圖」