第52屆--民國101年

傳統的粉圓煮法相當耗費能源，因此我們針對粉圓烹煮方法進行探討。生粉圓之澱粉粒大部分未糊化，彼此間結著力弱，粉圓放入冷水時會散裂。若經78℃熱水處理1min後，粉圓表面澱粉糊化，此層結構較疏鬆，水分子較易進入粉圓內部，經掃描式電子顯微鏡拍攝粉圓之澱粉結構，驗證我們所提出的假說。實驗結果顯示，粉圓烹煮前最適處理條件：粉圓烹煮前以78℃熱水處理1min，再浸漬冷水4小時。熱水煮滾後，放入處理過的粉圓，間歇式加熱循環10次 (每次加熱循環：加熱1min、悶1min），可大幅縮短粉圓烹煮加熱時間。此外，利用PLC連結加熱器，有效控制粉圓間歇式加熱循環，並透過電能消耗測試，發現改良後烹煮方式與傳統粉圓烹煮方式比較，可大幅節省耗費之電能。

過去模擬漩渦的方法與真實漩渦多有差異，我們參考過相關書籍後，試著提出一些看法，並從實驗中加以證實或修正。首先我們製作三種模型，嘗試比較其差異，並找出較佳的模擬方式。觀測數據則是測量水中壓力，再輔以質性方式觀察真實漩渦的類型。經過多次實驗後，我們得到以下發現： 1.強制渦流模型：以攪拌石製造之漩渦屬於組合漩渦，內部的強制渦流中，愈靠近漩渦中心水壓愈大。段數越高，內外圈壓力差越大。 2.自由渦流模型：水流從洞底流出時，無切線方向速度的水流狀況對渦流造成的影響無法忽略，所以製造自由渦流應提供切線方向水流的源頭。 3.仿河道模型：水遇到障礙物會引發渦流，且渦流型態與水源進入方式和障礙物大小有關，摩擦力亦有影響。

臺灣是個地震頻繁的地方，為了達到增強抗震能力許多建築物會加設斜撐，目前建物結構中有許多斜撐型式，在眼花撩亂的斜撐型式中何者具最好的抗震效果？而在這些斜撐型式中，也僅有基本的介紹，因此我們想透過實驗方式去探討各個斜撐型式的好壞，並建議出較佳的斜撐型式。本研究目的在研究現代斜撐型式，透過數值與實驗模擬地震來臨時，建物搖晃時所產生的破壞，加了斜撐之後是否有改善的效果？並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較，藉此歸納出不同斜撐之特性。根據實驗過程與研究數據，並以「安全性」、「經濟性」、「實用性」三點進行討論出最佳化抗震效應之斜撐型式，其結果在韌性較佳的構材與韌性較差的構材皆為交叉型斜撐型式。

曾經在Discovery的節目中，看到垂直軸風車的介紹，引起我的興趣。因此團隊決定研究垂直軸風力發電機。在研究一，我們設計了垂直軸風力發電機，並針對可動式葉片形狀、葉片面積大小、相同面積下葉片長寬比以及在葉片上打洞和葉片打洞疏密度進行實驗。在研究三發現：葉片面積相同、形狀不同的葉片，以正方形葉片發電量最穩定也較高。在研究四發現：葉片的面積越大，發電效能越好。在研究五發現：相同面積，不同長寬比的葉片，高瘦型的葉片發電效能比矮寬形葉片高。在研究六發現：在葉片上打直徑1公分的洞，發電效能比不打洞的葉片佳。在研究七發現：在葉片上打4個洞，可以得到較高的發電量。最後我們還利用風力發電機組，製作了一組「垂直軸風力發電路燈」。

由於經濟蓬勃發展，而台灣又是位於亞熱帶的島嶼型國家，四季如春的天氣，為了防止食物的腐敗，因此每一戶家庭至少都有一台電冰箱，所以家用電冰箱可說是現代家庭中不可缺少的家電用品。在現今油價飆漲，能源短缺的情況下，對於需要全年24小時不停運轉的冰箱，如何減少其能源消耗，是本研究想進一步探討的問題。目前市面所銷售之家用冰箱居多採用電熱除霜方式，以節約能源而言，採用電熱除霜是一種較耗能的除霜方式，若能將壓縮機所產生之熱量回收再利用，利用原本要排除至大氣之熱量儲存於儲熱桶中，於除霜時，利用其熱來除霜，不僅能減少能源消耗，亦能達到節能減碳等目標。

「雙角轉輪蟹」外殼的兩側轉輪吸引我們投入這次的研究，翻閱專家學者研究報告和瀏覽資料後，僅瞭解雙角轉輪蟹的些許奧秘，仍無法揭開所有的神秘面紗。藉由專家提供標本和帶領實地野外採集化石，觀察印證現生標本及化石外觀構造特徵差異，驚異地發現化石背甲有菱形及橢圓型兩種不同形狀。經查閱網路資料和參觀螃蟹博物館後，發覺還有外觀和其非常相似之「同科異屬」的艾氏飛輪蟹背甲兩側也有轉輪，但在化石的外觀上卻不容易區別。本研究利用背甲殼寬與殼長的比值分別雙角轉輪蟹與艾氏飛輪蟹，正確率達89%；另外，若採用分群判別的改進方法，正確率更提高為96%。期待這兩個分類方法，可以有效協助對於這二種螃蟹化石有興趣的人做出快速且正確的判別。

本研究以臺灣野蜂（Apiscerana）採集花粉的行為做為觀察標的。檢視野蜂利用哪些身體上的作用，有效率的採集花粉？透過顯微鏡的觀察，我們發現：翅膀上具有針狀凸起物。那麼「針狀凸起物的演化目的是：增加與空氣摩擦，而產生更多的靜電嗎？」實驗證實，我們的推論正確。此外，利用直尺摩擦置放於花朵上方，發現靜電能夠吸附花粉。我們再以電風扇旋轉實驗和夜光粉沾附實驗，實驗結果顯示，臺灣野蜂胸毛以及翅膀狀態（雙翅勾合、後翅下摺），能輔助蜜蜂善用靜電，聚合較多的花粉。因此在花海中，野蜂除了利用腿部構造刮集身上的花粉，「靜電和毛狀構造、翅膀狀態」的功勞也不容小覷！

水污染是大家關心的議題，而光觸媒處理法是可同時處理水中重金屬離子及有機物的可行方法。根據文獻指出，光觸媒二氧化鈦接受紫外光的照射，產生電洞及電子；電洞在水中會產生活性氫氧自由基(OH‧)，電子則產生超氧離子（O2－），便能夠分解有機物。另外，電子也可以還原重金屬離子。可是二氧化鈦會因為密度大於1而沉於水中，無法分解浮於水面的污染物。所以我們找尋適當方法，就是玻璃球與金屬鈦基底，使整體物質密度低於水。玻璃球提供載體可以回收，不沉入水中也不會擋到陽光；而金屬鈦則可讓二氧化鈦奈米管堅固地鍵結於其上，並非只是以塗佈方式沾附在物體上。另外金屬鈦也可保護玻璃球不因運送過程中堆疊、碰撞而破裂。

綠藻(Chlorellasp.strainDT)為含有大量油脂的球型單胞藻，容易大量培養，目前研究証明以電穿孔法能獲得最佳化的轉殖效率。而竹嵌紋病毒(Bamboomosaicvirus,BaMV)已成功發展為表現外源蛋白的載體，其衛星核酸(satelliteRNA)的載體系統則仍在發展階段。本實驗目的有二，第一為比較BaMV及衛星核酸(satBaMV)載體，以建立較高效率的轉殖系統。第二為延伸應用生物課程中所提到的基因轉殖技術。實驗中利用電穿孔法將質體轉入綠藻中，比較篩選抗藥性細胞數、計算轉殖成功率。經PCR檢測後發現以satBaMV為載體的轉殖成功率較高。未來如能成功建立完整的衛星核酸載體轉殖系統，可將特定基因以此系統轉殖入綠藻以增加綠藻產油量，正式成為新興生質能源，以因應能源危機。

台灣柑橘產量富產且含有極高的營養價值，特別是果皮部分的營養更勝於果肉百倍以上。所以我們研究一套去除柑橘皮原有的嗆辣苦澀味的標準程序，再以處理過的柑橘皮為主要食材，開發出橘皮果醬、橘皮冰棒、涼拌橘皮、橘皮泡菜、糖漬橘皮巧克力和香酥甘梅橘皮等六道營養又美味的食物，以增進國人健康。新開發的食品經過「官能品評」問卷調查發現，民眾對柑橘皮食品的接受度非常高，但是去除橘皮嗆辣苦澀過程較費時，因此把去除嗆辣苦澀味的橘皮開發製成「冷凍橘皮料理」包，方便忙碌的現代人後續料理有很高的商業價值。最後嘗試使用近幾年流行的蔬果調理機「慢磨機」，提煉高品質的柑橘精油，提升柑橘皮全方位的利用價值，賦予台灣柑橘新的生命。