佳作

本實驗首先探討製備氧化石墨烯的最佳條件，及其氧化後的表面官能基的含量及特徵。為了有效增加水中銅離子的吸附效果，我們利用幾丁聚醣進行複合並製成試劑，經實驗得知本試劑其最佳複合比例，氧化石墨烯與幾丁聚醣的含量比為3：2，複合後吸附銅離子效能為同質量活性碳的8-9倍。本試劑在重覆測試10次反應後，其吸脫附後的再生率為78.1%，表示本試劑有良好回收再利用效果。最後我們利用自製儀器有效即時偵測銅離子的吸附情形，其吸附率可達93.8％。

我們以新竹外海的新月沙灣作為研究對象，實地勘查測量沙灣地形，並將其測量數值縮小為89倍，作為實驗的場地大小。我們選用不同種類的堤防，如:消波塊、離岸堤及蛇籠等，並以不同的排列方式進行流沙量測量。我們發現以消波塊一字型排法的流沙量最少，複合式排法(消波塊+蛇籠)與蛇籠八字型排法所造成的流沙量次之。 消波塊具有消波之效果，但長時間使用的情況下，反而會有加速海岸沙量掏空之問題，反之，蛇籠由於富於撓曲性，當海水將沙岸刷深時，蛇籠憑藉其本身的重量而自動變位下沈，可達到防止水流沖刷淘深沙岸之目的。考量此兩點敘述，可改用蛇籠八字型取代單純只使用消波塊的方法。

本研究的主角為簷下姬鬼蛛（Neoscona nautica）及稈蠅（Chloropidae）。只要環境擁有長時間照明，蛛網整天都會在。冬天姬鬼蛛體型大於春夏體型，數量也少於春夏的姬鬼蛛。體型小的姬鬼蛛離地面和變電箱較近，而體型大的蜘蛛離地面和變電箱較遠。單獨結網蛛網較大，群體結網的姬鬼蛛網面較小。姬鬼蛛分布的碎形維度D接近1，為不均勻的分布。牠們有三種避敵的行為模式：直接避敵模式、折返避敵模式以及同側移動避敵模式。本研究中有48個卵囊的分布都以變電箱為中心，顯示變電箱周圍為牠們繁殖區域。單體生活的姬鬼蛛會在屋簷下產卵囊。54個卵囊中有蟲蛹的比例佔57.4%，沒有蟲蛹的比例為42.6%。稈蠅蟲蛹在卵囊中幾乎為中心對稱分布。

神秘的無扇葉風扇讓我們非常好奇，於是，一場無止境的探究活動開始，從文獻中找到簡易版無扇葉風扇，於是在實驗一，我們首先製作三角體紙板無扇葉風力倍增裝置，發現長度、寬度、體積越大，風力越弱，角度30-60-90較15-75-90佳，大小吹風機在30-60-90有明顯差異。 而實驗二到四中，確認了圓柱形、曲率1/60、進風口位置置中，因前後風力不穩定、出風口直徑4公分、採用集中式風源、風洞直徑0.58cm及使用紙杯做為主要材質，效果最好。 接著利用各種大小的礦泉水瓶使用製作第二代風力倍增器，繼續改良隙縫寬度、位置，並進一步改良風力來源、電線、曲率及增加導流裝置。 於是創造出兼顧低成本及高效率的風力倍增器，為守衛地球能源出一分小小的力氣。

水果中的維生素C含量可利用分光光度計測得，但其操作流程複雜且機體昂貴，本實驗試以簡易製作的比色計測試水果維生素C濃度，既方便便宜可信度亦高。測試原理是利用DCPIP被維生素C還原，可由藍色趨於無色，此特性藉由比色計偵測透光度的變化 而轉換成維生素C水溶液濃度。經過排除溫度、酸鹼值及水果色素本身對透光度的影響，求出已知濃度維生素C溶液與透光度標準曲線、便可以以簡易的步驟推算水果的維生素C含量。

楊氏矩陣(Young tableau)是一個每列格子數遞減的表格，要把數字依照右大於左及下大於上填入，而歪斜矩陣(Skew tableau)是楊氏矩陣的變形，是將楊氏矩陣再以另一個楊氏矩陣的形狀挖空，但每列必須相接，填入規則也是一樣。但不同的是，楊氏矩陣的排列方法數公式已被解出，但歪斜矩陣多了許多的變數所以還沒有像勾值公式(Hook fomula)的通式出來。我舉了某些特殊形狀的歪斜矩陣做討論，歸納一些共通的性質，也推導可行的通式，讓這些形狀的歪斜矩陣計算上不需要再使用窮舉，讓計算時間更加縮短。

本研究主題分為兩部分。 一、發展一套可信的分析方法，利用小型手持式PM2.5偵測器來取代大型定點觀測站的測值，讓細懸浮微粒的數據更具即時性與位置的代表性。本分析方法採用相對誤差與線性回歸的科學統計找出手持式偵測器與定點觀測站測值間的相關性。 二、局部性汙染源的即時分析，一直是大型定點觀測站較弱的一環。但是當我們確認上述分析方法可行後，便能利用手持式偵測器對於生活中可能發生高PM2.5濃度的環境做快速且即時分析，以釐清當下的濃度對人體是否有害，必須立即迴避或是做好妥善的防護。最後我們將無人空拍機搭載手持式偵測器，藉以完成垂直高度與大範圍的PM2.5濃度分析，這項技術未來可用在監控汙染源或是救災等重要任務上。

以製作出價格便宜又輕巧的電子機械手義肢為目標進行設計。使用FPGA進行控制，搭配伺服馬達、彎曲感測器等零件完成功能。讓使用者可以完全複製另外一隻手的動作，或是使用肩膀控制電子手的張握。並且擁有以OLED顯示的圖形使用者介面，操作簡單容易。加上3D列印的手掌外殼，達到目標。

本研究是在瞭解微波爐的加熱原理後，再探討微波爐加熱不均勻的現象，希望透過加熱杯水與食物，以便了解微波爐空間中能量與食物溫度的分布情形，以提供微波爐廠商和使用者幾點建議，讓微波爐的功效更加提高，也讓我們的生活更加便利。

本實驗在開口限縮之傾斜軌道上放置障礙物，觀察顆粒體於軌道上的流動現象。當單一障礙物在軌道上特定位置時，可明顯增加顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的55%)，但此位置範圍很小。障礙物在此範圍內時能有序分流顆粒體，且在分析後發現，可由顆粒體直徑、障礙物尺寸、開口寬度及邊界與開口的夾角推導出障礙物擺放位置範圍的方程式，但障礙物的幾何形狀會有所影響。障礙物放置於不同位置時，開口處的顆粒體流動狀態可分為兩類：「密集流態」與「稀疏流態」，兩流態間有一轉變的臨界值存在，類似於液態與氣態間的相變。最後，發現雙障礙物比單障礙物更能提升顆粒體的平均流率(最大可增加達無障礙物時的60%)，值得進一步探討。