國中組

有一次上數學課，老師告訴我們：「費馬最後猜想已經在最近一、兩年來獲得圓滿的解決：無解。」它引發了我的興趣。我想：若換個形式，是不是有解，或是出現其他情況？這個構想，使我展開了一連串的研究路程。

有天聽老師提到，太空人因無重力而引發骨質疏鬆症，進而想到「如果地球的地心引力也變大或變小，對植物是否有什麼影響？更重要的是，會是甚麼影響呢?」於是便藉由這次的實驗來探討地心引力對植物生長方向與生長快慢的影響！

研究發現真實種子滯空時間和水平位移為纓絨花＞芒草＞小錦蘭；種子的質量、平均速度、平均加速度以及CD為纓絨花＜芒草＜小錦蘭。仿生種子最佳的側向力：寬度1.2公分，彎曲度90度，重量0.3公克，重心在下，絨毛長度5公分，絨毛數量720及900根，絨毛分布360度。最佳種子滑空比：絨毛分布360度，種子彎曲60度，絨毛數量720根，種子寬度1.4公分，絨毛長度5公分，種子重量0.5公克，重心在側邊。而在側向力與飛行模式實驗中，種子本身變因與其相關性較小，與絨毛相關性較大，顯示絨毛種子的絨毛對於種子的飛行模式具有高度的影響力。

本研究製作了一個以Arduino讀取霍爾效應磁場強度感測器49E輸出電壓獲取手指寬度與深度的設備，藉由測量100隻手指並且交互比對後，證實以Arduino使用磁場量測的手指骨型也可做為一種生物特徵鎖具的鑰匙功能，且單一手指可以達到低於0.5%的誤判率，以多手指之判讀條件的方式更可進一步降低誤判率，且利用手骨辨識方法價格低廉。

我們觀察了二十九種蝴蝶，每種蝴蝶都不只有一種鱗片，每種鱗片的型態和顏色都不一樣。每一科蝴蝶的鱗片都很相似，但和其他科的蝴蝶就具有較大的差異。蝴蝶鱗片可能是由物理色及色素色組成。我們也證明了這兩種顏色，在視覺上，是不一樣的。另外，我們也發現蛾的鱗片，和蝴蝶是有很大的不同，蛾的鱗片，某些是蝴蝶沒有的形態。

本研究探討銅、鐵、鋅、鉛、鎳重金屬逆境對南國田字草（Marsilea crenata）之影響，針對南國田字草睡眠運動的小葉開閉合角度及所需時間進行量化與質性分析。結果顯示，重金屬離子會延遲或縮短小葉開閉合所需時間；重金屬離子影響南國田字草之小葉夾角以鐵離子最為明顯。由實驗可發現南國田字草對重金屬離子皆有吸附性，對於水域環境之重金屬清除具有重要意義。隨著種植時間增加，南國田字草小葉開閉合角度差在重金屬離子濃度100 ppm以下多有上升趨勢；在100 ppm以上則出現下降趨勢。隨著濃度增加，可發現銅、鐵、鋅、鎳離子皆會使角度差出現下降趨勢。分析植株的生長狀況，可推估南國田字草對不同重金屬離子之耐受度，並藉以判斷重金屬離子影響植物生理時鐘之機制。

蘚苔植物是最早出現在陸地上的植物，具有角質層可防止水分散失，但不具維管束，所以個體矮小。我們選用三種蘚苔作為實驗植物：地錢、土馬騌及泥炭苔，在停止澆水10天後，發現三種蘚苔皆呈現枯黃樣，接續每日澆水，只有泥炭苔可恢復原本翠綠色；地錢部分變綠；土馬騌枯黃的地方持續枯黃。利用蘚苔作為基質來種植豆科植物，我們發現豆苗發育良好且停止澆水後仍有明顯生長（p<0.05）。研究中我們在地錢內萃取出萜類油體，將此萜類進行黑翅蕈蚋（Sciaridae sp.）的趨性測驗，發現黑翅蕈蚋皆呈現負趨化性（遠離萜類）。地錢不但可維持濕潤且含有養分，因其具有萜類油體的味道，使黑翅蕈蚋不喜靠近，所以可作為良好的苔土基質。

幾丁聚醣被證實可以有效的從水溶液中移除銅離子重金屬，幾丁聚醣具有生物可分解性、親水性、天然來源等特性，我們利用戊二醛與幾丁聚醣進行交聯反應，並改變交聯比、時間、pH值、溫度，以增加對水溶液中重金屬的吸附量，並且進一步開發出海藻酸鈉幾丁聚醣膠球(SGA)、活性碳海藻酸鈉幾丁聚醣膠球複合物(SGAC)，最後發現當活性碳、海藻酸鈉與幾丁聚醣粉以0.5：5：4克所製成的SGAC1，靜置於2500ppm的20mL硫酸銅水溶液有高達96.64%的去除率。放入自製淨水循環系統後也可達96.62%的去除率。且對於紅色墨水亦有良好的去除效果，其去除率可達81.3%。最後我們把已吸附銅離子的SGAC1膠球，利用水浴溫度70℃、50mL、0.25M的硫酸加熱10分鐘脫附出銅離子，回收率達91.72％。

本研究試圖在河內塔的規則改變與最少步數中找出變動的關係式，移動規則和原本的河內塔一樣，不同的是我們在河內塔各層中增加許多顏色，移動過程中只有大小順序要遵守河內塔規則，各層的顏色順序則無特別限制，從單色推及雙色、三色和色，推出最少步數以及相關公式，顏色上下相反(f(x))和顏色不變(g(x))的最少步數仍是一個由使用色數(k)與層數(n)組成的函數關係式，進而研究每一層的顏色順序是否有無法移動的限制。 本研究從研究結果觀察規律，歸納出移動的固定模式，並拆解其過程，進而推導出一般式，也藉由過程的拆解，推導出所有挑戰解的可能性。

為探討薜荔榕亞屬植物之凝膠機制，我們萃取愛玉子、薜荔、珍珠蓮、大果藤榕的果膠酯酶PME並滴定活性、分離果膠且分析凝膠品質。四種植物之PME活性依序為13.36、1.63、3.19、4.29單位；果膠含量為6.51%、9.83%、15.76%、11.90%；PME活性決定凝膠速度，果膠量決定凝膠倍數。愛玉子PME活性最高，由果膠量決定凝膠品質；薜荔PME活性個體差異大，活性足夠才能凝膠；珍珠蓮果膠最多，凝膠倍數達400倍；大果藤榕凝膠關鍵在於成熟度。水中Ca2+、Na+及升溫可提升PME活性。PME耐熱性：愛玉子在70℃、大果藤榕和珍珠蓮60℃、薜荔在40℃時活性大減，推測四者PME不同，但皆受果膠酯酶抑制劑抑制。此外，不同PME與果膠可搭配凝膠，愛玉子、薜荔、大果藤榕相容性較佳，但與珍珠蓮相容性較差。