第52屆--民國101年

本實驗主要研究如何提升染料敏化太陽能電池的電壓與電流。我們研究的項目有：改變染料種類、測試不同濃度的電解液、改變升溫速率、改變浸泡染料的時間。我們使用的染料主要以雜環為主，染料有茄子(主要含花青素)、薑黃素與葉綠素，去比較各種染料在上敘條件下，如何達到最高的發電效率？實驗發現染料為茄子時(1)低溫浸泡時24hr間最佳電壓0.59V、電流15uA；(2)電解液I2濃度以0.00025M電壓最穩定；(3)升溫速率以5℃/min最佳電壓0.547V、電流24uA。而為了加快TiO2薄膜的製程，以CVD化學氣相沉積製做TiO2薄膜，進而研究提升電壓的最佳方法，並觀察能否延長電壓在一個較大的數值或延緩電壓下降的速率，以延長電池的壽命。

風力發電的發展是我國即定的能源政策，但目前所建置的百餘座風力發電機，似乎成效不佳，也未達預期目標，最近國內媒體陸續報導風力發電的負面消息，更有專家提出應放慢腳步，適合國內環境使用的風力發電機尚待研究開發。我們研究改良較不受重視，一般認為效率不佳的阻力型垂直軸風車，我們希望倍增它的輸出動力，更重要的是它將更適合台灣的風場條件。

問題與想法：邊長1的正三角鏡ABC中，光由原點B射到CA上一點P(圖一)，再依反射定律繼續反射下去，我們想探討：是否能回到原點B？而若回到原點B，所走路徑及反射次數可找到通式？考慮圖二探討此問題。圖二中的每一頂點都對應△ABC中每一頂點。主要結論：我們算出每一反射點在圖二中的座標得以下結論： (1)CP為有理數時，CP=b/a,(a,b)=1,a,b∈N，導出第一個相交頂點在展開圖的座標為(a-b,b)。再利用展開圖中，同名點構成的直線特徵(如圖三)得：由B射出光時，會返回原點B。並知反射後回到B所需的次數與路徑可由a、b決定，公式如下：若a+b≡0(mod3)，次數為2(a-1)次，路徑為B→B 若a+b≡1(mod3)，次數為6(a-1)次，路徑為B→C→A→B 若a+b≡2(mod3)，次數為6(a-1)次，路徑為B→A→C→B (2)當CP為無理數時，我們得到由B射出的光線不會返回B。且所有無窮多的反射點，在邊上的分布具有稠密性。

本研究以綠水螅為指標生物，研究綠水螅在鉛、銅、鋅、鎳等重金屬毒性下的生理反應。四種重金屬對綠水螅的LC50(30min)分別為：鉛(11.43ppm)、銅(0.78ppm)、鋅(4.40ppm)、鎳(6.12ppm)。各重金屬對綠水螅的致死率隨著濃度的增加而上升，此外重金屬會造成細胞毒性，使綠水螅的觸手及管狀體產生防禦性的退縮反射且活動力減弱，體壁上則有刺絲胞被誘發及皮肌細胞膨脹的現象，顯示體壁細胞已偵測到微量重金屬並產生生理變化。重金屬毒性亦干擾了水螅的再生作用，影響細胞的分裂與個體自癒能力。若混合兩種以上重金屬，會引發加乘的交叉毒性效果，綜合上述結果，可知綠水螅偵測重金屬毒物的敏感度及生理反應的差異性，提出綠水螅作為水質重金屬汙染的指標生物。

首次見到如此奇特－葉子上長了一根棒棒糖，後來發現原來是蟎蜱造成的植物癭，在自然科學研究領域迷霧重重，節蜱與植物演化故事做深入研究主題想必有趣。首先由生態棲地植物調查開始，瞭解哪些植物有蟲癭，聚焦研究其是否會生長在其他植物上及其生長歷程，續觀察環境因素的影響，最後深入研究內、外在結構，並針對酸鹼性及蟲蜱特徵等做分析。具有蟲癭的木本植物比例高多生長於營養器官，陽光對蟲癭生長有利，生長周期分四期，數量多易觀察具寄主單一性，蟲癭與葉子具相似、相異結構，分析蟲癭與植物屬於何種共生生態機制。最重要是學會在都市叢林觀察微宇宙生態奇蹟，尊重自然萬物，由以人為主的環境倫理價值觀轉化成以生態為主的環境倫理價值觀。

本實驗在證實低頻聲波對植物種子的催芽作用。我們的結果顯示，與對照組比較之下，800Hz對於土耕小白菜發芽率平均增加了40%，1300Hz對於水耕小白菜發芽率則平均增加了30%，200Hz對於綠豆、苜蓿、小麥發芽率分別增加了7%、22%、17%；在響度50~90dB之間的催芽效果差異不大，且須使用5小時以上才具有催芽效果；我們也將聲波催芽與化學催芽比較，發現兩者可以同時使用並有疊加的效果，並且聲波催芽單獨使用時催芽效果比化學催芽來得好；而探討環境聲音對種子發芽的關聯性，發現在環境中，種子發芽的條件除了光照、水分，聲波(振動)也是很重要的條件。最終探討聲波催芽的成因，發現與種皮的破壞並無關係，因此推論低頻聲波造成的振動具有影響種子體內分子的效用，進而有催芽的效果。

本科展探討及製作智慧型災難逃生系統，為解決目前市面上的逃生系統或指示方式的缺點，我們以一個複雜的平面樓層為模擬對象，並以LED串接成引導線形成智慧型的動態導引，主機與導引線之間採無線通訊方式，在樓層各通道及出口處佈線及安裝偵測裝置，依偵測情形分析計算出最佳逃生路線，功能特色如下：(1)建立完整逃生網路。(2)能分析最短且最安全離場路線。 (3)人們在火場中因慌亂容易失去判斷力，因而設計出能提高安全感及逃生速度的導引方式。(4)逃生路線百分百不中斷特性。(5)災情嚴重時，警示原地等待救援指示。(6)資訊中心呈現起火位置、溫度及氣體濃度，幫助救災人員迅速救災的目的。(6)停電照明。

本實驗將小型塑膠圓片置於水中以不同角度釋放，模擬落下樹葉在空氣中的左右擺動情形，藉由分析影片得到小型塑膠片的位置、速度、角度、角加速度等物理量，觀察後提出了「分流點」的假設，並結合白努力方程解釋塑膠片的規律性運動。

衛生紙看似簡單，內容卻不簡單，我們發現平版式衛生紙與抽取式衛生紙的花紋類型、張力、吸水性和承載重量都不相同。我們以實作方式統計小朋友適當手掌長/寬度的測量，分析一元所能購買的衛生紙數量，透過訪問方式進行購買動機的行為調查，讓我們發現生活必需品-衛生紙，充滿了有趣的學問。希望大家檢視自己的行為習慣，為節能減碳盡一份心力。

本研究是探討與地震相關的阻尼器現象，並運用簡單的器材來設計簡易的地震模擬振動平台來測試阻尼器的效用。實驗是用台車、彈簧、樂高積木板來建構地震模擬振動平台，樂高積木來建構建築物模型，砝碼來模擬阻尼器，結果如下：一、利用彈簧拉力，讓地震模擬振動平台能水平來回擺動，模擬水平移動的地震。二、懸掛式砝碼（似擺錘）能減少建築物搖晃情形，且砝碼移動方向會因慣性而與建築物移動方向相反。在改變砝碼重量的實驗中可以發現砝碼越重，越能減少建築物搖晃的情形。三、固定砝碼重量，改變砝碼位置的實驗中發現，砝碼擺放位置越高，越能減少建築物搖晃的情形。實驗結果可用以解釋台北101大樓中重達680公噸大圓球阻尼器設置於88-92樓的原因。