第51屆--民國100年

我們在夏天的晚上，常常可以看到昆蟲們因為趨光性的本能而慘死在路燈下，所以我們希望透過校園昆蟲趨光性實驗來發現，有哪些燈源特別容易吸引昆蟲。我們選用日常生活中最常見的六種燈來實驗，實驗都是在暑假無風、無月或眉月的晚上，每次實驗都記錄昆蟲數量與種類，實驗完畢後，我們發現水銀燈的趨光種類和數量最多，而省電(黃)的趨光種類和數量最少，研究結果同時也發現昆蟲們的趨光性整體偏向白、藍光，而水銀燈屬白光容易吸引昆蟲前來，因此我們建議將道路、住家附近、民宿飯店、游泳池等將白色的水銀燈改為黃色的省電(黃)，如此既節能又省電。

我們利用敏感度高的奈米級金粒子溶液檢測樣品中特定胺類分子。依據魚類在不同腐敗程度下會釋放不同濃度的胺類分子，且奈米金粒子與胺類分子結合後會因濃度高低改變而影響其粒徑大小，進而影響溶液的顏色，便可藉此檢測魚類的新鮮度。我們加入不同物質以試圖提高試液的靈敏度及準確度，並且發現魚肉隨時間放置愈久，在相同條件的奈米金液中出現明顯的顏色遞變。

藉由水漩渦實驗，我們提出5個「評估藤原效應強度」的參考方法：（1）兩漩渦中心點的壓力下降值 （2）水漩渦的傾斜角度 （3）管內水漩渦偏離的程度（4）壓力弧線的彎曲程度（5）葫蘆形等壓線。通過「大山脈」比通過「小山脈」，漩渦傾斜角度更明顯，角度壓的更低，間接驗證弱颱的山脈地形效應較為顯著。水漩渦經過「小山脈」，空氣柱跳躍過山；若是漩渦經過「大山脈」，空氣柱會有消失較長的一段時間，然後再重新產生，驗證了強颱的「連續過山」和弱颱的「不連續過山」的現象。水漩渦由遠慢慢接近黃色的「大山脈」時，藍色液面呈彎曲狀，可以發現「副中心」生成之證據。模擬颱風經過臺灣的中央山脈，可發現空氣柱會往山脈和陸地的外側傾斜，推論真實颱風在臺灣北端和南端都較容易吸引氣流，所以會有偏向南北機率較高的情形。

本研究為傳統遊戲創新，改變遊戲形式與玩法，中間前後不留空格，且題目中花色種類按a、b、c……順序排列，在每種花色數量相等的情況下進行直線相鄰移位遊戲。研究裡設定了三種不同的最後排列順序要求，觀察當花色種類數與每種花色數量為任意數時的最少移位次數，試著從操作過程歸納最少移位次數(最佳解決策略)之規律，並得到通式。接著，將直線型改為其他排列圖形─順時鐘環形，同樣的歸納在最後三種不同排列順序要求下最少移位次數之規律，得到通式，並比較與直線排列之相關性。

設有一組數列定義{ai,j,l}，如下： 1. a1,1,1=0 2. ai,j,l規定: (1)除了a1,j,l，a2,j,l，a3,j,l，…，ai-1,j,l的整數不能再出現外的最小非負整數。 (2) 除了ai,1,l，ai,2,l，ai,3,l，…，ai,j-1,l的整數不能再出現外的最小非負整數。本研究首先發現 ai,j,l=aj,i,l，ai,i,l=0，ai,j,l=j-1，a2,j,l=(j-1)-(-1)j。並發現下列現象，並構造Al,r方塊。 Al,1=[0]，Al,2=[01 10]，Al,3=[0123 1032 2301 3210]，設Al,r成立，Al,r=[ai,j,l]2k-lx2k-1xl，A*l,r=[bi,j,l]2k-lx2k-1xl，則bi,j,l=ai,j,l+2r-l Al,r方塊分割成4個方塊，Al,r=[Bl,r-l Cl,r-l Dl,r-l El,r-l] ，則Al,r=[Bl,r-l B*l,r-l B*l,r-l Bl,r-l] 。本研究發現方塊的對稱，主對角線，次對角線的性質，並利用二進位法尋找ai,j,l的一般式1l。本研究並延伸到三維空間，發現三維方塊的構造、三維的軸對稱、三維空間最小步數的奇偶性及以二進位法探討三維空間一般式。

我們利用家庭裡常見的廢棄絲襪，將之回收再利用。絲襪中的耐綸成分可溶於甲酸，經純化、脫色後即可得到耐綸溶液。我們將耐綸溶液均勻滴加於玻片上風乾，得到自製薄板層析試片(TLC片)，可運用於生物及化學實驗中混合物的分離。分離後的物質亦可通過儀器做定性及定量分析。 耐綸的化學結構含有醯胺鍵，我們從早期的科展報告中發現重金屬鹽類易與蛋白質結合成穩定的沉澱物而析出，得知蛋白質因含有大量醯胺基團，能與金屬離子結合成蛋白質鹽沉澱，藉以除去水溶液中的重金屬。我們利用同樣含有醯胺鍵的自製耐綸溶液進行重金屬吸附實驗，期望能夠達到吸附並除去重金屬的效果。本實驗所使用的材料是家中舊有的尼龍絲襪，以達到廢物利用及環保的最高宗旨。

我們在雜誌上看見亞馬遜河非常美麗、壯觀，但是為什麼亞馬遜河是彎曲的，而不是成一直線呢？我們研究後，了解那是因為河流的侵蝕、沉積作用造成的。我們研究發現：流速愈快，侵蝕的力量就愈大，而水量和流速與侵蝕力也呈正相關。同一河道中水道較寬時，流速變小，水道較窄時，流速變大。在研究不同深度的流速時，發現愈靠近水的中央處，流速愈快；愈靠近流水底部或水表面時，流速愈慢。研究發現在彎流轉彎處，外側流速最快，侵蝕作用較大；中間次之；內側流速小，侵蝕作用小，沉積作用旺盛；造成河道一邊突出(堆積)，一邊凹陷(侵蝕)，就成了彎曲的河流。而研究河流彎曲度對侵蝕作用的影響時，發現彎曲度愈大(河岸夾角愈小)，彎道中內側和外側流速差距大；彎曲度愈小(河岸夾角愈大)，彎道中內側和外側流速差距小。說明彎道彎曲度愈大，加彎的速度就愈快；彎道彎曲度愈小，彎道加彎的速度就愈慢。

本研究主要目的在於瞭解不同的「油切」茶飲對於植物油脂的「油切」效果。我們透過資料的蒐集、觀察和實驗來探討不同的「油切」茶飲本身的「油切」效果。首先，觀察和實驗過程中，發現大部分油切茶飲的茶種都是綠茶或烏龍茶，酸鹼值呈現弱酸性。茶飲本身0熱量和無糖的標示，但實際上卻可測出茶飲的甜度在0.4到2.8之間，是因為含有碳水化合物（營養標示為纖維素）此種人類無法吸收的醣類。實驗過程中，我們依據「酸價」、「皂化價」的定義，檢驗不同油切茶飲的油切效果。最後我們發現茶飲本身的酸鹼值和油脂皂化後的肥皂重量，並沒有明顯的關聯存在；同廠牌的油切茶飲，綠茶的油切效果會較烏龍茶的油切效果來的好一些；至於油切效果較佳的茶飲則是愛之味健康の油切分解茶、古道超の油切山茶花綠茶、維他露御茶園每朝健康綠茶；另外在模擬胃液的環境下，胃液會影響油切茶飲的油切效果，降低油切茶飲的油切效果。

這個研究選擇學校及住家附近花圃，常見的蝸牛為對象，來研究蝸牛回到原點的行為與機制。研究1發現並非所有的蝸牛都會回到原點，而回到原點的機制與食物及環境有關。研究2發現蝸牛是在找尋食物，扁蝸牛會棲息在食物附近而高音符絲鼈甲蝸牛也要求潮濕陰暗的環境。研究3發現蝸牛有逆趨地性、逆趨光性、趨濕性，這都會影響蝸牛往哪裡去。研究4發現蝸牛沒有聽覺，視覺不佳，沒有分辨顏色的能力，靠嗅覺來感知及分辨外界的訊息。研究5發現蝸牛具有痕跡跟隨的現象，而痕跡能遺留很久，讓蝸牛可以依循而找到原來的環境或同伴。研究6發現高音符絲鱉甲蝸牛沒有明確的記憶能力。

本實驗針對布丁的吸水敏感性進行探討，並加入交聯劑改良布丁的穩定性。實驗發現布丁的吸水行為對於環境變化具高敏感性：交聯濃度越高，其吸水率越低；溶液越酸或越鹼，其吸水率越高；磁場強度越強，其吸水率有減小的趨勢。我們先後以「重量增加率」→「溶質滲透率」→「溶質釋放率」曲線討論布丁的吸水模型，並以水合離子團解釋布丁、離子與磁場的交互作用。由於布丁具有「可調控」的吸水性質，因此可以藉由酸鹼值或外加磁場的變化，達到特定區域、特定時間釋放溶質的目的，應用於肥料施放、藥物膠囊、痠痛貼布等，能增加溶質釋放的精確性與使用效率。