第51屆--民國100年

在眾多不同類型的太陽電池中，染料敏化太陽能電池（DSSC）因兼具透光性、易層疊、可撓曲及製造成本低之優點，有其發展契機。關於製作DSSC的材料與方法，有許多值得探討的地方。由本研究得知，含花青素、深藍色系染料的電池有較好效率。以紫色高麗菜為染料的電池，在第二階段的研究中，均可逹到0.5V以上，在某些實驗條件下會有0.7V以上，再現性良好。燒結溫度控制在450～550℃，有較好的電池效率。浸泡染料的時間可隨實驗課時間的長短做調整，10分鐘～96小時均有不錯的電池效率。TiO2膠體的濃度，以2克的TiO2加稀醋酸6mL最佳。最後，能以硬碟、光碟等材料自製轉旋塗佈機，其所製成的DSSC，再現性好。在電池效益方面，可得到0.6V以上的電壓，及0.09安培以上的電流。

圓葉鴨跖草植株有三種枝條，著生不同的花：直立莖的開放花、匍匐莖和地下莖的藍色、白色閉鎖花。開放花有雄性及兩性花，雌雄蕊位置分離，有利異花授粉；先開地上閉鎖花，最後開地下閉鎖花，花比較小，花粉可孕比例低，影響種子數目，但種子較大，尤以地下閉鎖果為最且萌發率最高，是以質取代量的生存策略；故推測其具有資源分配(resource allocation)的能力，植株小時以地上閉鎖花快速繁衍；產生開放花，以增加基因歧異度；最後有充足的能量產生地下閉鎖果，加上原本母株的合適環境，可確保子代的繁衍。溼度高、植株遭破壞、黑暗有助於閉鎖花的產生，土壤密度高、生長空間小則不利，推測植株能因應環境，調整不同花朵之間的比例，利用吸收的養分有效率地繁衍後代。

在一次上課時提到蔬菜中硝酸鹽對人體健康的影響，因此提倡有機蔬菜的好處。但學生問到:「老師!我們吃的蔬果中如果本來就有大量的硝酸鹽，那廚餘堆肥出來的肥料，再拿去種植蔬果，難道硝酸鹽就會消失嗎?」因此我們開始著手設計實驗找出答案。結果發現除了自種蔬菜以外，不論是否是有機蔬菜，都含有大量的硝酸鹽，利用水煮加熱後(不濾水)硝酸鹽含量也不會降低。之後，利用這些蔬菜堆肥後去種植綠豆及紅豆，所種植出的紅豆芽及綠豆芽內含的硝酸鹽含量也都較高，可見堆肥物硝酸鹽的含量對其植物生長後內含硝酸鹽含量是有影響的。

本研究旨在瞭解塑膠製品製成的水溶液對豆類發芽的影響，透過問卷調查與三個批次實驗實際栽種，獲得結果如下： 1. 環境荷爾蒙對植物生長的影響和動物一樣，都是緩慢而長期，由內而外改變生物的生長情況，而非立即性的造成死亡。 2. 由塑膠水的製程到水質檢測，確定塑膠製品部分成分會溶於水中；使用塑膠水種植的豆類，其發芽情況不同於使用常溫水種植的豆類。 3. 小學生對環境荷爾蒙認知有嚴重偏差，應讓其有正確的認知與行為。研究發現塑膠製品容易因高溫水而溶出物質，其水溶液確實會影響種子發芽，藉此希望人們減少塑膠製品的使用頻率，以降低環境荷爾蒙的吸收。

近年來，造成中低緯區溫度下降的北極震盪逐漸受到科學家的重視。一般我們說的「北極震盪」，指的是北半球高緯區的氣壓變動關係：極地渦漩減弱，造成原本聚集在極圈的冷空氣向中低緯區擴散，而使中、低緯度氣溫驟降；但就溫度層面而言，學術上認為這和平流層急劇增溫有關。 本研究分析福衛三號自西元2006年始的北半球大氣溫度資料發現：震盪現象最明顯出現在冬末春初；高度方面，低空較不易觀察震盪現象，而30公里以上的高空受影響的程度略為類似；緯度方面，北緯40度以南的地區受SSW影響而降溫，其幅度較小，而北緯40度以北升溫，且幅度隨緯度增加而漸大。 另外將西元2006~2010四年資料比較後，發現西元2009年為近四年來最高峰，且SSW有類似北極震盪部份週期的變化，故福衛三號氣溫數據資料在未來極有可能成為新興的氣候變化觀測依據。

本研究成功解析以綠光雷射經過單狹縫產生的繞射光強度分布，有別於一般高中使用之單狹縫繞射實驗教具組，僅能測出光屏上亮暗紋的間距，且可分析之明暗帶數目甚少，進一步思考，這些量測結果皆不為球面波光分佈情形，所以勢必產生誤差。本自製機構加入巧思，建立旋轉平面分析繞射光強度，得到球面波的解，並透過對數放大器電路進行數據處理，可提升觀察解析度至第40亮帶。同時使用的材料皆成本低廉。應用上，可量測未知狹縫之寬度。另有鑑於市售之儀器價格昂貴，若此機構可以透過推廣量產，將提升高中課程對於單狹縫繞射進階的認識。

本研究透過觀察不同豆類、不同植物種子，加熱後溫度維持狀況，分析不同豆類、不同植物種子研磨後溫度維持狀況，比較釋迦種子與紅豆作為暖暖包材料的差異。實驗結果發現釋迦種子無論磨碎或不磨碎，加熱後溫度維持狀況與紅豆相近。釋迦種子加熱後的異味問題，可依據個人喜好加入植物添加物來改善。釋迦種子暖暖包重量的多寡和體積的大小會影響到溫度維持，不同的襪子材質也會影響保溫效果，結合藝術與人文製作一個自己的釋迦種子暖暖包是很酷應用。又濕又冷的冬天，小朋友總會使用暖暖包來取暖，希望藉由我們的研究發現，讓大家在吃完好吃的釋迦後，可以多一項選擇，利用釋迦種子DIY製作環保暖暖包，不僅可以減少垃圾量，也開發了釋迦另一種功用！

高價能源時代來臨。尋求永續、環保、經濟的能源刻不容緩。太陽能乾淨無污染，但遇上陰天或雨天便要罷工。本件作品主要「以水果電池為基礎，尋求安全環保的電解質；普遍、便宜的陰極、陽極材料；以較小的體積自己製作較大電流與較高電壓的環保電池，並加以實際應用於太陽能車上，作為預備電源，使成為全天候不虞電力中斷的光電化學能車」。

社子島頭公園紅樹林生態系以弧邊招潮蟹為優勢物種。本研究在探討個體差異與環境對分布的影響。弧邊招潮蟹螯型分為正常的短螯型和細長的細螯型。觀察發現評估個體大小，宜選用正相關明顯的大螯寬為輔助數據。進一步收集弧邊招潮蟹的甲寬、螯長、螯寬等資料，發展細螯型簡易測量法幫助探討個體分布。弧邊招潮蟹左、右大螯的個體數比約１：１，呈均勻分布。在紅樹林的個體分布多且密集，而體型愈大的個體分布愈廣。其中，細螯型個體密集分布於紅樹林和泥灘地較乾的溼地。垃圾多、土質含水量多、紅腳蟳分布環境的個體數較少。而其煙囪建築在紅樹林有增加的現象。未來增加細螯型個體判斷的準確性、行為探討研究，可以做為溼地觀察、教學的教材。

Y擺是迷人的科學之旅！來自百貨公司"動能沙擺"的啟發，奇異的圖形深深打動我們的好奇心！它沒辦法用一般的單擺週期來觀察，當它擺出複雜的圖形時，讓很多人都感到不知道如何研究。剛開始進行實驗很迷惑，但是我們仍不怕辛勞，不斷探索其中的奧秘。提出ABH1H2標示法、定義T、Tx、Ty三項測量值，研究在不同象限、擺幅、角度、AB、H1與H2長度變化、擺繩材質、抖動的影響；與傳統的頻率估算法m：n及Java程式比對，得到Ty/Tx取代m：n的新方法，促使我們積極地去探究箇中所藴含的物理奧妙！提出新方法以初始條件－長度(L、l )估算擺圖變化，導出Y擺方程式與重力加速度g，實驗g值與理論g值相比，誤差可在3%以內！最後，請您DIY感受它的美！Trust me,You can make it.