第49屆--民國98年

本研究旨在了解蠶於結繭時對於「角度」、「大小」、及「形狀」等空間因素的反應與掌握。我們用西卡紙製造90?到180?的角度及不同大小的正方體、角錐、圓錐、圓柱、長方體等相異的結繭空間讓蠶結繭，結果發現：結繭空間大於繭體時，角度因素會有決定性的影響，空間越平緩越難結出形狀正常的繭，特別是空間角度大於145?時，蠶都無法正常結繭，蛹會裸露於平面繭上的開放空間；而結繭空間小於正常繭體時，繭的形狀則會和結繭空間緊密相合，所以就可以結出我們想要的形狀。當多隻蠶共處於同一個空間：空間大時，蠶會各自結繭，但如果空間小且蠶隻結繭速度相同，蠶就會選擇共結一繭。這些實驗讓我們發現蠶好似一位精密的建築師，具有精準掌握角度、空間大小及形狀的能力。

本研究主要目的在於避免騎士因緊急煞車時將前輪煞死而引起的翻車意外。其主要的裝置設計是在傳統的煞車把手上加裝一連動煞車線、鞍座及卡勾塊，並將原煞車把手前端加工成卡勾狀。卡勾塊與前煞車把手的卡勾係靠摩擦力勾住，因此只要卡勾塊的接觸斜角小於摩擦角則前煞把手施再大的力均不會脫開，但後煞把手連動鋼線只要施小力即可拉開卡勾塊而讓前煞把手得以作動產生滑動摩擦的煞車作用。騎乘時，前、後煞車把手均有煞車作用以調整車速，當有突發狀況時，前煞把手壓至設定位置(輪胎與地面的最大滾動摩擦範圍)即被卡勾限制，必須後煞把手繼續按壓使後輪被煞住同時打開卡勾塊，前煞把手才能繼續按壓將前輪完全煞住(輪胎與地面變成滑動摩擦)。

人是恆溫動物，失溫立即危及生命安全，因此許多公共設施、住宅、交通工具、醫療機構均提供保溫器材。最常用者為暖氣機，然而體積龐大笨重，並且能量轉換效率低落耗費能源，甚至產生廢氣不符合綠色環保的需求。有鑑於此，我們研發出造型輕巧便於攜帶，能自動控溫的裝置「恆溫護身符」，可安全存放、節省能源、不會有高溫灼傷人體或燃燒的危險，能廣泛應用於各種場合，例如：戶外保暖、登山、失溫急救、老人居家照顧、運動前的暖身。本研究系統分為兩大項：一、溫控系統-結構輕巧運用熱敏電阻控制，「體溫過低」自動啟動增溫裝置。二、高分子電熱片-將不導電的高分子薄片，以摻雜方式產生導電性，通電能產生熱能。

首先我們討論純水的溫度-密度關係，發現在20~50℃間溫度越大密度越小，並且近似於線性關係。再者，藉由討論伽利略溫度計的原理，嘗試利用周遭素材自製該溫度計。然而，在這樣的溫度範圍之中，純水對於溫度相當不敏感，以至於利用純水製造伽利略溫度計有一定的難度，所以我們討論下列兩點：\r 1. 溫度標示球的設計。\r 2. 不同溶質的水溶液其溫度－密度關係。\r 由設計溫度標示球，我們發現伽利略溫度計若要靈敏，其密度必須極接近水溶液的密度，並且形狀必須盡量呈現下廣上窄。而當我們測量不同物質其水溶液溫度－密度關係，我們分別比較食鹽水、尿素與酒精，經比較結果發現三個溶液的靈敏度分別為：食鹽水溶液＞尿素水溶液＞酒精水溶液，完全符合我們的推測。

由於地球溫室效應所產生的問題日益嚴重，風力發電已是近幾年來重要發展的綠色能源。而在風力發電機的類型中，由於垂直軸風力發電機最大優點是可接受來自任何方向的風、結構簡單，以及葉片轉動範圍小，因此本研究將應用垂直軸風力發電機的發電原理，設計可供日常生活使用的小型電器用品。我們統一以2L 寶特瓶設計葉片，並針對各項變因進行探究，最後發現：在高低不同的風速下，以4 葉片、葉寬3 ㎝、葉長13.5 ㎝、葉片斜角5 度的葉片是發電效能最好的葉片組。運用這項研究結果，並更換發電效能較強的發電機，我們製作了一組「垂直軸風力發電小燈籠」，它除了可讓led 燈泡發光提供照明外，我們也加入了金屬電網，讓它也兼具補蚊燈的功能。

環保意識高漲，溫室效應日益惡化，可以調節室內溫度和光線的窗簾扮演著相當重要的角色。不管是每日迎接曙光被太陽曬醒或者白天不在家時一開門就受到一股熱氣迎面而來造成悶熱的情況，同時也是為了時常待在家裡的老人設計，他們白天總是很喜歡坐在家中吹涼風，有了此項設計後即使不從椅子上站起來也能夠讓窗簾打開享受春風的薰陶。於是我利用光敏電阻當做判斷繼電器開啟和關閉窗簾的裝置，當太陽照射時，馬達開始轉動，藉著減速裝置，最後成功的閤上窗簾；當天暗時，另一個光敏電阻使繼電器閉合，順利達到窗廉自動開啟之目的。進而減少耗電量與用電造成的CO2排放。

在一般文獻中，都以0.1M 的Ca2+ 溶液製作勝任細胞，但本實驗卻發現分子量較大的質體使用0.1M 的Ca2+ 溶液並不具最佳的效果，而以0.25M 的Ca2+ 溶液效果最佳，不過這是質體於二次水中進行轉型作用的前提下。因此在考慮實用性下，本組將質體放在Ligation Buffer 中進行轉型作用，卻發現其成功率下降至約質體於二次水中進行實驗效果的八分之一。接著，本組發現Ligation Buffer 中的Tris-HCl 會抑制轉型效率。所以，本組改用MOPS 及HEPES 取代Tris-HCl作為Ligation Buffer 中緩衝溶液的成分，發現質體於MOPS 或HEPES 之緩衝液中較質體置於Tris-HCl 中之轉型效率有2-3 倍之差異。本組建議往後相關領域在進行實驗時，不妨將Ligation Buffer 的Tris-HCl 改為MOPS，或將Ligation Buffer 中已完成與外來DNA 連接的質體純化，再置於二次水中，並以0.25M 的Ca2+溶液製備的勝任細胞進行細菌轉型實驗。

本實驗是使用各濃度硝酸銀水溶液以檸檬酸鈉作為保護劑、氫硼化鈉為還原劑，製備奈米銀粒子。使用紫外光/可見光光譜儀依其特徵峰與顏色變化做探討，發現不同濃度會影響奈米銀之生成穩定性。從TEM 圖中可得知，在使用不同光源照射下所製備的奈米銀粒子形狀會有所不同。而將不同濃度的鹽類加入奈米銀溶液後顏色會改變，且大部分奈米銀粒子之特徵峰進行紅位移，濃度越高的鹽類紅位移程度越多，應為奈米銀粒子聚集所造成，且當硝酸銀濃度增加時，所生成奈米銀粒子的粒徑有變大的趨勢；在找出最佳製備條件後用於殺菌實驗結果可得知有奈米銀試樣確實具有殺菌效果，且照射UV 光者的殺菌能力較未照UV 光者的殺菌能力更佳。

台灣萍蓬草生長環境為弱鹼性水質、砂質壤土，半日照以上光線；植株以浮水葉為主，另有少許的沉水葉，葉子的向光性很明顯。繁殖可用種子傳播，亦可用地下走莖擴大其族群；傳粉方式以蟲媒為主。台灣萍蓬草開花平均需要6.47 天的時間；結果平均需要17.88 天，結果率約52％；其花苞不論水位如何變化，花莖一定生長高出水面6 公分以上才開花。若缺乏光照，會延遲開花達7 天；若給予24 小時光照，不會提前開花。同一走莖生長之植株，一次只會有一個花苞挺出水面開花，可避免自花受粉的情況。果實中含有凝膠，可以保護種子不腐爛、吸引魚類覓食，然後再藉由排泄讓種子散播、擴大生長的區域。台灣萍蓬草為浮水性植物，日本萍蓬草則為挺水性植物；台灣萍蓬草柱頭為紅色，日本萍蓬草柱頭為黃色。

燃料電池電極板材質、觸媒材質、電解液與質子交換膜材質等改進是近年來研究重點。本研究著重電極板表面改質並探討其產氫性能。利用電鍍(鎳)、無電鍍(鎳、金、銀)極板改質並測試產氫效率、腐蝕電位、電流密度、電壓電流特性及電化學性質。另一研究將已表面改質及未表面改質不鏽鋼板組成直接甲醇燃料電池供測試評估。研究發現，無電鍍鎳產氫效果最好，其次為無電鍍銀。表面結構分析中除鎳以外極板都相當平整，鎳上許多顆粒大大增加產氫面積。腐蝕試驗中雖無電鍍鎳腐蝕電流稍高，但整體來看，各極板腐蝕情形差異不大。另應用一簡單方法及裝置，能同時測定直接甲醇燃料電池效率、甲醇滲透速率、陽極板腐蝕速率與陰極板滲透甲醇電氧化電流密度。