最佳團隊合作獎

從一個「滿天星」的亮光玩具，引發了我們探索的好奇和興趣，經由大家的討論，循序漸進設計了五個研究問題，遇有問題，到圖書館尋找百科全書外，也頻頻上網輸入關鍵字！每個人求知若渴，嘗試了解導光材質的原理與特質。從自然界中最親近我們－便宜垂手易得的水，到科技產物－光纖的研究、應用、設計，提出我們的研究成果－意外發現斷裂與轉折的光纖蘊藏玄機，透露建築物因地震內部結構受損的訊息與方位；創新光全反射「直線進行」的嶄新實驗，還有以光纖端點聚光替代不環保的釣竿螢光棒..等。在整個實驗過程中，我們尋求社會資源、參觀訪問光纖科技公司工程師，對光纖的導光、傳輸、用途有更進一步的了解；並且經由變因的操控、觀測、分析，學到了更多課本以外的知識和經驗：如網路資源蒐尋與擷取、實驗紀錄Excel篩選與試算，數位拍攝存儲與編輯…等。

在繩子的一端持續供給一擾動，此擾動會以波動的型式傳至繩子另一端（自由端），經自由端反射後，反射波會和入射波重疊干涉而形成駐波。本實驗將繩子鉛直懸掛在轉盤下方，轉盤帶動繩子繞軸旋轉。實驗中觀察到繩子會形成駐波，並出現上下的來回振盪，這是一個複雜的運動。我們嘗試以學過的物理概念來解釋、分析所觀察到的繩波行為。

有”香蕉王國”美譽的台灣，香蕉的產量很高，相對也丟棄了許多被人認為沒有價值的香蕉花。本研究針對國產香蕉的雄花做研究，進行生物功能性的探討，包括清除自由基能力、脂肪分解酵素的抑制能力、抗菌能力和研究其對腸道益生菌的增長影響加以實驗，找出香蕉花的價值。首先，本研究證實香蕉花萃取物具有自由基清除的能力，更發現香蕉花萃取液具有降低脂肪分解酵素的功能。進一步探討香蕉花萃取液食用後對腸道菌益生菌的影響，發現益生菌的培養液加入香蕉花萃取液後可促進益生菌的增長速度，並提高益生菌抑制其他雜菌生長的能力。由研究結果可知，香蕉花具有食用的價值，不僅可以減少脂肪的吸收，更有促進腸道益生菌種穩定的價值。

由於對電池的好奇，我們展開了一段電池尋寶之旅。我們先從水果電池出發，然後經由一連串的實驗設計，發現電極的種類、距離、面積大小，甚至電解液的種類、濃度大小都可能是影響電池電功率的因素，特別的是我們發現並非電解液濃度越高，產生的電功率就越高，而是有濃度限制的。最後我們成功使用生活中廢棄不用的電線、電池的鋅殼及濃度5﹪的鹽水加檸檬皮汁，設計出環保而又可用的電池，並且應用在自製的玩具上。

本研究從2007年10月到2008年6月，歷時9個月。目的在透過斷層的探討，學習研究地球科學的基本技巧，並了解地震與斷層之間的關係、及如何減少地震造成之損害。研究方法以野外考察法、訪問、室內實驗法及文獻分析法進行。本研究有幾點重要的發現：一、採集岩礦標本驗證海洋板塊在擠壓的過程中，斷層面並非全然隱沒於大陸板塊之下的事實。二、斷層錯動可能造成嚴重的地震，但斷層卻常常因為人為或自然因素隱而不見，成為我們生存環境的隱憂。三、斷層模擬實驗，可以使用一般透明的壓克力盒和五穀雜糧、陶土等材料，讓同學自行操作，從操作中觀察斷層形成的過程，加深對地殼變動的認識。

本研究的目的在探索孤立大浪的運動與其靠近岸邊的行為。實驗在長1.8 公尺、寬75 公分、高30 公分的透明大水槽進行，結果發現孤立大浪由深水進入淺水，當波高小於水深時，波速會變慢，當波高大於水深時，波速會隨水深越來越淺而越來越快，波高也變高，而且速度快到一定程度以後，前方的水面變成垂直的水牆，接著浪頭就會打下，浪就碎了。如果坡度較緩，產生水牆的位置會離水陸交界點較遠，水牆維持的時間也較長。實驗結果顯示孤立波浪的移動會像毛毛蟲的爬行，有伸縮現象，浪高會高低起伏，波速也會些微地忽快忽慢。

本研究對於過梯形對角線交點平行於上底的平行線，以雙光源的方式探討此平行線與上\r 下底所構成的比例線段的關係，並藉由過對角線交點，作平行線的方法，重複構造梯形，以\r 探討這些平行線所構成的比例線段的關係。並進一步探討正多邊形縮放的比例線段間的關\r 係，以及多邊形縮放的比例線段間的關係。\r 本研究發現：\r 一、 對於梯形ABCD，AD//BC，AD＜BC，由雙光源所構造的比例線段關係式為：\r 1/a1+n-2/a2=1/a3+1/a4+1/a5+1/a6+......+1/an-1+2/an\r (AD 為a1，BC 為a2，AD 與BC 之間的平行線為a3、a4、a5、a6、a7、a8…an)\r 二、 將外層正n 邊形，藉由光源法(光源置於其外接圓圓心)將其縮小為內層相似正n 邊形，\r 再用雙光源方式將其放大為中層相似正n 邊形，此三個相似正n 邊形的周長(S 大、S 中、\r S 小)所構成的比例關係式為：\r S中/S大+S中/S小=2(定值) （S 代表周長）\r 三、將外層n 邊形，藉由光源法(光源置於圖形內部)將其縮小為內層相似n 邊形，再用雙光源\r 方式將其放大為中層相似n 邊形，此三個相似n 邊形的對應邊所構成的比例線段關係式\r 為：\r b1/a1+b1/c1+b2/a2+b2/c2+b3/a3+b3/c3+...+bn/an+bn/cn=2*n

本研究主要目的在於設計一套環保節能、價格低廉且維修方便的水族整合系統。因此我們針對市面上常見的水族設備進行優缺點分析，並且從冷卻、過濾與溫控三大方向進行研究與改良。實驗過程有以下幾點重要心得與發現：小型水族系統可採用致冷晶片(Thermoelectric Cooling, TEC)作為冷卻機的冷卻核心，其整體表現優於傳統壓縮式冷卻機；致冷晶片的「熱面」散熱越好，「冷面」致冷力也越好；致冷晶片雖然運作電壓越大時，降溫幅度越大，但最佳經濟模式為在電壓12V下運作；致冷晶片在室溫越高的情況下運作，冷卻效果越好；致冷晶片搭配電子式控溫器，水溫控制的精確度較高，但也因啟動次數較多，造成晶片故障率提高；我們所研發的「微風六型不鏽鋼冷卻平台」為升降水溫的最佳介面；「微風六型水族冷暖機」搭配「側面強制過濾+底部過濾」的過濾方式將可適用於所有的水族養殖系統；「微風六型水族冷暖整合系統」採模組化設計，維修容易、價格低廉且環保節能為值得推廣的水族整合系統。

本研究是來自於 Nature雜誌有文章說到，在地震發生地層滑動時，有單層奈米顆粒，造成能量的釋放不如想像的多，經由尋問專家，瞭解到斷層泥是斷層帶上極細的構造。又由於本校特色為奈米科技，在上課中就對奈米的認知有所瞭解，所以我們就以探討斷層泥是否有奈米結構為主。屏東三地門地區斷層是一個很明顯且採樣容易地區，所以我們就以它為研究對象。 結果我們有一些結果 1. 利用AMF、SEM等檢測儀器，發現屏東三地門地區斷層中的斷層泥確定有奈米結構。 2. 發現奈米顆粒有些產生在裂縫中，有些浮在上層石粒。 3. 發現奈米顆粒與背景組成元素所含種類幾乎相同，有O 、Al 、Si、Fe 、Mg、K 、C等，可證明奈米顆粒不是雜質。 4. 我們建構一個奈米顆粒產生的模型：當地震造成地層斷裂的瞬間，因高溫高壓的環境，此時在斷層泥中產生很多裂縫，多餘的圍岩擠入裂縫同時形成奈米結構，至於有些奈米顆粒浮在上面是，經過滑動被擠壓出來浮在上層中。 今年我們是變質岩的斷層泥，未來我們將繼續沉積岩的探討，目前鎖定應菜龍斷層的斷層泥內結構及成分。

我們利用化學課本上製氧的方法，設計製造及收集氧氣的儀器，再依照活性碳在水中吸附氣體的方式，測試其吸附氧氣的能力，結果以茶渣、橘子皮、磁磚及咖啡渣為最佳吸附劑，因此以這四種製造氣體吸收劑。我們由實驗測試有孔洞的廢棄物可以吸附氣體。我們實驗結果顯示，應用自製的廢氣吸收劑，配合嚴密的攔阻設計，可有效降低空氣中的廢氣，進一步減緩地球暖化及空氣污染。