佳作

科技的主要目的是在改善人類及各種生物之生活。本研究的目的即是建立助行步態的分析，並發展可控式輔行設備，藉著此一智慧化輔具，改善長者或傷患的行動能力，使其不畏於行走，並對其復健、社交生活有所助益。 該可控式輔行設備使用磁流變液煞車器以即時提供最佳阻力，控制輔行設備速度。輔行設備上亦設計有力量感測器、傾角計、轉速計，可以感測使用者的行為，提供適當的信號以隨時調整輔行設備之阻力。研究中對長者步態進行量測與分析，建立各感測值與步態行為之關聯性，並找出關鍵變數來預測步態，依此建立輔行設備的控制邏輯。藉由整合煞車器、感測器與控制邏輯和人機界面，建立可控式輔行設備，大幅提高使用者之安全性與便利性。

本研究透過資料蒐集了解台灣的水庫現況，其中的13座民生水庫，平均淤積量已超過三分之一，因此，水庫的清淤刻不容緩。 經設計實驗探究發現：自然的水流不易帶走泥沙，需要大量的水流或攪動，比較容易透過水流帶走泥沙，達到排沙效果。 另外，發現運用洩降排沙時，壩體底孔開啟的閘門應該選擇接近泥沙和水的交界處，再使用適量的水就能達到較佳的排沙效果；並發現移動式虹吸的排沙方式，排沙效果較佳，是一項簡易方便的清淤工法，如果能再配合攪動泥沙的方式進行虹吸，排沙效果應該會更好。 最後提出建議：可以增加排沙道長度，讓不同工法排出的泥沙可在排沙道上流動一段時間，泥沙因沉降作用而分離出泥沙和水，再將較乾淨的水源導引至水庫內再利用。

此作品研究是「將問題先轉換成二元一次方程式的解(其中二元一次式為3x+4y)，再者，透過推導過程研發找到『間隔標記點數模式』方法，能快速且無遺漏的畫出，判斷能否將圖形覆蓋填滿；更進一步延伸到N×N方陣或M'×N'矩形，只有總格數為3的倍數，可完全被L型填滿，若一定都要用到I型或田型，則分別最少需3塊；當總格數為非3的倍數，則I型或田型分別最少為1塊或2塊，需視總格數推知。對I型與田型拼片數同但結構不同，部分巧拼是無法填滿，經總格數切割成小方陣或小矩形的組合，推導找出符合可將方陣圖形及矩形圖形覆蓋填滿之劃分方式的一般式，同時以『數學歸納法』證明之。最後，以程式C#寫出執行操作的友善介面，進行驗證其規律與異同點。

本研究為發展快速、簡易的方法以合成碲奈米線並作為相關研究之基礎，進而實踐綠色化學的理念，更進一步探討碲奈米線添加不同金屬離子後形成之複合/碲奈米線。在比較三種不同的碲奈米線合成方法後，選擇較符合綠色化學的方式，藉由調控碲奈米線合成反應的時間(30至150分鐘)和不同的金屬離子濃度及比例，以不同變因下製備出的複合/碲奈米線，透過其吸收光譜變化，找出具有最佳過氧化活性能力的反應條件。於上述條件下探討其對於常見食品病源菌的抑菌效果。結果顯示複合/碲奈米線的抗菌能力與高濃度銀離子相似，且在價錢方面能比銀離子便宜許多。因此透過本實驗的探究，相信本研究未來有極大的潛力能夠廣泛的推廣與應用，如開發新型奈米抑菌劑。

植物向性的研究大多以種子植物為研究對象，探討蕨類向性的文獻相當少。本研究將探討海洲骨碎補根狀莖頂端（150微米以內）是否有不對稱生長的現象，並討論生長方向與環境因子關係。利用根狀莖頂端的顯微切片及分析，發現頂端組織會因根側與背根側細胞大小不同而造成根狀莖頂端背離接觸物，而澱粉粒頂端區域及細胞內的分布與重力無關。但葉綠體在頂端組織有分布不均的現象；且根狀莖頂端會受藍光（波長440到450奈米）刺激而偏向藍光光源生長。綜合以上發現我們認為光是使其根狀莖頂端不對稱生長的原因。另外，植株在著生樹幹上並不因莖頂的偏離而大幅度彎曲生長，可能與莖頂的新生不定根的定錨作用有關，且莖頂會受水分所牽引。

羊蹄甲的果莢有漂亮的螺旋引起我們的興趣。 我們除了收集各式各樣螺旋果莢進行分析，也將果莢浸水切片成各種不同紋路的方向，再利用烘箱進行實驗，我們得到的螺旋主因是：果莢中的纖維紋路方向是斜直線，果莢乾燥時紋路相互靠近產生密合的力，及纖維變短產生收縮的力，此兩組力量同時作用造成螺旋，並利用彈性膠帶模擬纖維的力反覆實驗來印證。 我們也利用鋁箔紙（兩面材質不同）模擬果莢外型進行實驗，探討果莢彎曲度、腰身等對螺旋的影響。 最後，我們設計出與常見單螺旋樓梯不同的『DNA雙螺旋樓梯』，它類似兩條單行道，上下行走不會相遇錯身。我們還設計出『螺旋週期表』，比起平面週期表，更強調每一原子接連不斷的循環特性。

原先是從同學所戴的變色鏡片，引發我們對光致變色染料的好奇。本來以為變色染料像水彩能調配出各種顏色，要是用來畫照光變臉的圖案，一定會很有趣。於是便針對：變色染料種類、濃度對色光、UV光透光等變項設計實驗，發現 1.各色光對染料變色影響：UV>藍>綠>紅；染料對色光反應：藍>紅>橙>黃 2.變色染料能被酒精類的液體溶解成透明塗料，可增加染料的應用 3.利用色粉對不同光特定的變色反應，發展出UV光感應器 當發現塗料無法變透明時，原本很洩氣，幸好沒放棄，才意外試出甲苯溶解的配方，並成功設計出UV感應器！測試發現：能測各強度UV光，過程中不耗電。沒想到只是應用所學，堅持到最後，竟設計出實用發明，讓我們終於體會到科學研究的艱辛！

藉由實驗將科學知識與原住民傳統手工藝技術相結合。植物染布的歷史悠久，製作方式十分天然環保，本研究選用原住民用於染布的傳統植物「薯榔」做為染劑來研究。 本實驗發現以生豆漿為助染劑，清洗後布掉色不明顯，表示助染劑確實能幫助布料上色，而且使用溫度越高的薯榔染劑，染出的布顏色越深。再來使用媒染劑確實能使染布固色，使用不同pH值的媒染劑，布料會呈現不同顏色，例如鹼性澄清石灰水使布料近褐色、酸性醋使布料近黃色。布料浸泡染劑與媒染劑的順序以兩者分開先後使用較佳(先薯榔染劑，後媒染劑)。若染布髒了，以洗衣精當作清潔劑為佳，因為染布能維持原本色澤。最後，染布的晾乾方式以陰乾為佳，才能讓布維持原色而不易褪色。

我們自製之半U型管加PVC套管的測量裝置確實可用來觀察兩不同濃度之溶液的滲透壓現象。實驗半透膜之選用，以高分子奈米孔洞半透膜為最佳，玻璃紙容易因水所造成之部分溶解而影響滲透結果。歷屆科展常選用之蛋膜，需注意蛋膜是否真為具有選擇性之生物膜或只是微米級孔洞之半透膜。經由類似化學反應速率公式推算滲透速率依高度變化可分為n階滲流階次，而濃度差之趨動力可併到滲流常數k之變因中。生物滲透壓滴降法可有效測量與瞭解到溫度愈高，滲透速率愈快。而在植物生長的實驗及細胞顯微鏡觀察中，可知當營養劑濃度較高時，易因滲透壓的關係，造成原生質分離，而無法順利將營養劑運送到植物的頂端，可知在植物世界裡，不是π=iCMRT與p=hd絕對可換算相等。

為了減少實習課磨刀所消耗的時間，及提升刀具研磨的準確度，我們重新設計了一組刀塔「神磨之塔」，此刀座不僅能做角度偏擺(Yaw)及俯仰(Pitch)，亦能搭配自製的砂輪機構，直接在車床上做準確的刀具研磨；我們利用Inventor 3D繪圖軟體，將零件各部位尺寸繪製明確，再以零件模擬配合檢查干涉，確定無干涉後，利用3D列印，將其刀塔實體化，並組裝進行測試。