佳作

本研究在風洞中觀察到卡門渦街造成振動阻體共振的現象，了解到振動阻體口徑、風速大小影響卡門渦街頻率，而振動阻體的自然頻率與渦街頻率在特定條件下發生共振，也觀察到前後擺放兩個振動阻體，振動阻體因卡門渦街，有交錯擺動的現象。我們利用可產生最大振幅，口徑16cm的彈簧阻體來製作發電裝置，在風速3m/s、彈簧長16.5cm下，可得到最佳功率為530±11mW。將前後擺放兩個振動阻體串聯，在風速3m/s、彈簧長19.7cm下，可得到最佳功率為12.5±0.5mW。未來期望多加以改進並實際運用到生活中。

本研究探討「生廚餘分解養液」水培蔬菜的可行性。我們建立「生廚餘分解缸」，透過量測水質推測硝化菌(Nitrobater)與亞硝酸菌（Nitrosomonas）培養完成與累積出水耕蔬菜所需NO3-濃度(150mg/l) 約9週，pH值必須5個月才能趨於穩定值7.1。「生廚餘分解缸」DO值10ppm與自行研發「K1循環流沙床」，搭配琵琶鼠與泥鰍具有最佳分解效率。「生廚餘活菌養液」可利用純化大灰苔蘚作為｢活菌液肥熟成檢測」試紙。「生廚餘活菌養液」以動力循環方式水耕蔬菜有非常好成效。並以水耕機比較「生廚餘活菌養液」與「化學液肥」之間的差異，發現「生廚餘活菌養液」種植成效較好，且可以採取「無動力水耕瓶」方式種植，大量節省電力與設備花費，還能種植出硝酸鹽含量較低的蔬菜。

本研究源於一道常見的正方形內接三角形的動態幾何問題。我們考慮對角線，先刻劃出兩個動態的△𝐴𝐸𝐹與△𝐴𝑀𝑁之面積比值恆為定值，並且巧妙構造輔助線，利用純幾何方式證明共圓的動態四邊形 𝐸𝐹𝑀𝑁 的圓心軌跡為等軸雙曲線。為了一般化推廣，我們依序設定了等長、半角等條件去探討，實驗了長方形、菱形、直角箏形等，有趣的是，我們發現其兩個三角形面積比為定值的幾何結構是兩組四點共圓，並非等長或半角。值得一提的是，為了刻劃一般化的箏形中的圓心軌跡，我們先建立了菱形的模型，再給出箏形與菱形的對應模型，成功證明其圓心軌跡也是雙曲線。本研究將常見的幾何問題循序漸進地深化，刻劃出內在結構且給出獨特且有趣的成果。

手機已成為現代人不可或缺的科技產品之一，本研究主旨在讓所有中小學的師生能夠在不必進入實驗室的情況下，隨手擁有屬於自己的顯微鏡落實科學教育。從凸透鏡的光學原理開始逐步深入探討，拆卸雷射筆、自行燒製玻璃透鏡，最後使用聚丙烯酸鈉（水晶寶寶）圓珠做為鏡頭，並且深入研究水晶寶寶的含水量、耐壓程度與透光度，然而利用手機顯微鏡拍攝時最大的困擾是手部震動，為解決此問題我們搭配自製觀測台，通過不斷的測試、改進和調整，研發出了電子液壓式觀測台。此外我們還利用偏光片的折射原理，自製了與傳統不同的光圈調節裝置，最終我們結合了3D列印和雷射切割技術，成功研發出構造簡單、價格便宜、攜帶方便且易於操作的手機顯微鏡組。

我們將探討dexlansoprazole的副作用，是否會調節AhR和GR的活性。AhR和GR是細胞質內受體，在被其配體活化後，移轉入細胞核中，AhR和GR作為轉錄因子 (transcription factor)，與芳香烴反應元件(arylhydrocarbon response element, AHRE) 和糖皮質激素受體反應元件 (glucocorticoid receptor response element, GRE) 結合。CYP1A1和FKBP5分別是受AhR和GR調控表現的基因。我們的研究顯示dexlansoprazole促進AhR和GR活性，從而分別促進CYP1A1和FKBP5的mRNA和蛋白質表現。此外，dexlansoprazole誘導AhR和GR移轉入細胞核。據此，我們的研究顯示dexlansoprazole是一種AhR和GR的促進劑。由於其活化AhR的效力低於內源性配體ITE，我們數據顯示dexlansoprazole抑制了ITE和人工合成的AhR 配體 (β-NF)誘導人類細胞中CYP1A1的表現，這顯示dexlansoprazole可能降低ITE作用於AhR的生理功能。

茭白筍又稱美人腿，農友選種、育苗和田間管理，種出白皙、嫩長、有甜味的產品，但有時會長出內部有黑點、口感不佳的花心筍；內部有黑點的，不容易從外表判斷出來，需要切開筍體做檢查，這種破壞性檢查造成損耗，會降低農作收穫量。本實驗以手機色相分析應用軟體(Color Analyzer)，檢測剝殼茭白筍外皮，發現當綠殼茭白筍R值<160、G值<165、B值<110，或是紅殼茭白筍R<180、G<180、B<140時，內部有黑點，且有7成正確率；當帶殼茭白筍的R值≧210、G值≧200、B值≧130時，是最佳採收時機。此實驗證明了：使用色相分析軟體為可行的檢驗方式，是簡便、環保、不具破壞性又低成本的，可以幫助農友及時採收並檢查內部是否有黑點，以提高農產品的經濟價值。

課本中的鋅銅電池，藥品用量大，鹽橋製作也較費時，製作完成後，又會面臨電流過小以及不穩定的問題，這種傳統鋅銅電池約能產生2mA左右的電流，並無法使毫安培計有明顯偏轉，但又會超過微安培計測量範圍。歷屆科展的改良方式，是提高藥品濃度，或將鹽橋以玻璃紙代替，又或是將硫酸銅硫酸鋅做成凝膠，這樣製作較費時且較不利於回收再利用。我們嘗試在歷屆科展資料中找尋影響電流的關鍵因素，再設計微型鋅銅電池原型。最後，我們製作出用量僅傳統鋅銅電池藥品用量 1/10，但電流提升數倍的微型鋅銅電池，能讓毫安培計偏轉更明顯、藥品能回收反覆利用多次電流不衰減、能驅動LED，能在低用量低濃度即能使微安培計良好運作，又便於探討各種變因影響的電池。

本研究採用聯合颱風警報中心(JTWC) 2011-2020年衛星觀測資料，探究西北太平洋颱風快速增強(Rapid Intensification, RI)現象。研究發現並非所有颱風都會經歷RI現象，秋季(9月-11月)颱風伴隨RI現象發展的比例較其他季節高。颱風最活躍的6至11月，強颱的生成與發生RI的現象具高度正相關。聖嬰現象發生期間，有更多強烈颱風的生成，發生RI現象的強烈颱風也相對較多。RI現象最主要出現於颱風的發展期，其次才是極盛期。最後，以天秤颱風、卡努颱風進行個案分析，發現RI期間出現颱風眼隨強度增強而愈來愈清晰並趨於正圓、螺旋雲雲帶與颱風中心對流雲系發展迅速、颱風結構也愈接近對稱等現象。

我們研究「磁致伸縮」這有趣的題目！有趣在無法想像水一滴到棒子，馬上就氣化霧化，這怎麼可能？於是，我們透過科展研究，瞭解為什麼發生這現象！ 研究結果發現：鐵氧芯的震動頻率非常關鍵，頻率對了！才會出現最佳氣化。鐵氧芯的頻率與長度相關，頻率讓鐵氧芯的NS極快速改變，使長度出現微小變化，巨觀的表現就是讓水氣化；鐵氧芯太長太短太粗或太細，都不能產生有效震動來出現氣化，只有棒徑1cm的鐵氧芯，才是最適合氣化的條件。鐵氧芯這種有點硬的材料，居然會在實驗時直接被震斷，我們發現震斷的地方，通常出現在共振最激烈的地方。 最終我們引進點滴設計，讓水滴自動滴下、持續氣化，提升研究的實用價值！

2021年Todor Zaharinov在數學雜誌上提供了一道幾何證明題，題目為「給定任意三角形𝐴𝐵𝐶與動點𝑃，以𝑃點和三角形邊（或其延長線）上的點，構造三個旁接三角形，並使得𝐴、𝐵、𝐶點分別為其重心，再取旁接三角形的頂點構造兩個 衍伸三角形，證明衍伸三角形恆面積相同」。 我們的研究在原題構造中發現了新性質，並創新將其中的「重心」更換為其他形心構造與剖析，並關心衍伸三角形的面積關係，更探討滿足特殊條件時，動點 𝑃 在平面上的軌跡。 值得一提的是，當以三頂點為旁接三角形的「垂心」時，滿足衍伸三角形的有向面積的和與差為0的𝑃點，其軌跡構成外接圓及著名的Kiepert雙曲線，這是一大亮點。