三等獎

本研究在於製造出一顆環保並可回收利用的電池，在顧及環保的同時，也要有更多經濟與日常的考量。 在電解液方面：藉由添加植物肥料中常見的含氮、磷元素之化合物，及金屬離子以產生氧化還原反應來獲得電動勢，如此一來，電池使用完畢後，還能將剩餘的電解液做為肥料來為植物施肥。 在電極方面：在政府教育的推廣下，使用後的乾電池都必須要進行回收以免破壞生態。據此，我們進一步從廢棄乾電池中取出電極部分並作為環保電池的電極運用，如此一來便能使廢棄乾電池重獲新生。 在外殼方面：我們利用可生物分解的甘蔗渣吸管為包覆材質。 我們已自製成功可產生約1.5 V的環保電池，後續將發完電的電池做為肥料並用來使植物茁壯成長，未來若能取代現有乾電池，那麼對於廢棄電池造成的環境汙染，將具有極大的改善效益。

本研究中探討的是，超高疏水表面上微小水珠結合後並發生向上彈跳的物理現象。此現象近年來被視為能夠應用在眾多領域上，包括增加導熱效率、anti-icing surface等等。本研究從實驗和數值模擬的層面對此現象進行研究，探討水珠在結合中的的表面能的振盪行為以及結合過程中受到的作用力，並提出了一套力學振盪模型來解釋水珠的複雜運動，並且將利用模型討論的結果與模擬結果比較。 在模型驗證之中，我將建立模型中使用的假設給予理論上的誤差，並從兩種觀點進行和實驗數據比較，其中以受力觀點討論水珠碰撞，我所建立的模型誤差在2%以內。最後，對於水珠碰撞在增加導熱效率的應用，我以實驗結果推論並提出了在未來實際應用時應注意的細節。

台灣位於太平洋地震帶，80%強震發生於此處，且台灣老舊建築為數甚多，因此震後結構物之健康診斷相當重要。 本研究為解決目視監測之侷限與實驗模態分析面臨邊界與縮尺效應等問題，基於操作模態分析，發展一套快速、方便與準確之結構物健康診斷系統。 使用地震儀量測結構物之速度訊號，透過區域基線修正與極端值修剪等訊號前處理，再利用Lo et al （2015）提出之Multiscale Symbolic Entropy（MSSE）計算不同尺度之熵值，以建立結構物於健康狀態下之模型，地震發生後以相同之方式量測、分析多尺度熵趨勢，並比對地震前後之模型是否改變，藉以判斷結構物是否受損。 經過十九次於兩座橋、五個測站之測量，再經過數據前處理後，利用MSSE計算多尺度下之熵，而多尺度熵之趨勢有高度之一致性，證明此方法適合用於結構物健康診斷。 應用層面來說，此方法不需耗費長時間來完成，只需要幾次之測量來確定其數據之一致性，並於地震後再進行另外幾次的測量，此方法即可判斷該結構物是否受到地震之影響。

傳統的「風火輪」是將酒瓶蓋打扁後穿線所製成的童玩，因容易發生危險幾乎已被遺忘。利用學姊設計的實驗裝置-『扳手』、『節拍器』及『人的聽力』，補做『轉動風火輪初始圈數』10圈 ~ 50圈的實驗。重新看實驗影片，找新方法量上萬筆數據。實驗結果得知：所看到的駐波幾乎是繩子捲成『單股』後的波動，偶而會看到繩子鬆開成『雙股』後的波動。因繩子所受張力大小前後不對稱，故在一個週期內，駐波多數時間發生在扳手由最後面往前移時、會出現2次最大值、最大振幅發生在扳手轉到最後面附近，呈週期性變化。繩長40公分、轉動初始圈數只有10圈時，適當條件下也會產生駐波。沒想到看似很簡單的童玩，竟隱藏非常深奧的物理現象!

本文從一個博奕遊戲談起，探討遊戲的期望值得到一無窮級數Σn=1∞n/Cn2n 並嘗試用相關的數學概念與方法思考，首先處理問題Σn=1∞n/Cn2n 與Σn=1∞n2/Cn2n 的值，過程中利用了Σn=1∞n/Cn2n 函數與Σn=1∞n2/Cn2n 函數的性質將欲求之無窮級數轉化成積分或微分方程式的型態，再利用奧斯特洛格拉德斯基積分方法解出所求。 為了更有效率的得到相關之無窮級數，引進了微積分工具中之冪級數的概念，輔以微分方程式公式解求出了 f(x)=Σn=1∞Xn/Cn2n =√x/(4-x)3 (√x(4-x) + 4sin-1(√x/2)), x∈(-4,4), 進而推廣、延伸與其相關的一系列無窮級數，並利用導函數f'(x)求得 Σn=1∞n·2n-1/Cn2n的值。 接下來討論與f'(x)相關的無窮級數，發現可利用f(x)的高階導函數透過迭代方式得到Σn=1∞nm/Cn2n的值，其中m為任意正整數，歸納這些級數後可以應用在本文之博奕遊戲，讓獎金的選擇更富有變化性。 最後觀察f(x)與卡塔蘭數列{Cn}的倒數所構成之冪級數有所關聯，解出 Σn=1∞Xn/Cn的收斂函數後求出了Σn=1∞1/Cn的值以及{1/Cn}的偶數項與奇數項的和。

胃癌的治療方式以手術及化學藥物治療為主。本研究目的是研究中草藥白花蛇舌草的主要成份熊果酸(Ursolic acid, UA)對於胃癌細胞增生的影響。研究使用兩種人類胃癌細胞株MKN45及SCM-1。藉UA處理胃癌細胞之後，由鏡檢可見細胞數目減少，SRB分析法也證明UA會降低細胞的存活率。利用流式細胞儀，證實UA會讓胃癌細胞凋亡。進一步由西方墨點法實驗顯示，UA會誘導促細胞凋亡蛋白Bax及Bak的上升，並且降低抗細胞凋亡蛋白Bcl-xl及Bcl-2的表現。UA也會抑制訊息傳遞途徑p-Stat3/c-Myc/Cyclin D1。實驗也發現UA合併使用化療藥物順鉑(cisplatin)會使胃癌細胞存活率降低。經由周塔氏藥物合併指數及流式細胞儀分析均與協同順鉑能抑制胃癌細胞的增生,西方墨點法也發現pro-caspase 9 被活化，皆與UA會促進順鉑引發凋亡效應有關，這些實驗證實UA是cisplatin治療胃癌的輔劑，這個結果對中草藥白花蛇舌草的抗癌效果提供了具體的實證。

Sustainable mobility concepts are playing an increasingly important part in today's social developments. As a promising mode of future transportation, quadcopters play a special role, and their further development and optimization is being advanced along many disciplines. Even in my hometown of Zurich this trend has not passed by without leaving its marks. Since 2019, the Swiss National Postal Service has been testing autonomous means of transport together with the Zurich University Hospital as part of a pilot project. However, quadcopters are not exclusively used for transportation purposes. Geologists use them for landscape modeling and the insurance industry utilizes them for damage assessment. Quadcopters have also become an integral part of photography and agriculture, where they are used for pest control, for example [2]. I first became intensively involved with quadcopters in 2017, when I received a hobby model for my birthday in the form of the Mavic Pro from the Chinese company Da-Jiang Innovations Science and Technology Co., Ltd (DJI). In October of the same year, I completed an internship in the biofluid mechanics department of the Institute for ImplantTechnology and Biomaterials e.V., where I studied the aerodynamics of airfoils. With my Mavic Pro in my backpack, I had the idea to develop and prototype my own functional rotor for my quadcopter as part of my upcoming Swiss Matura thesis paper. The rotor would be considered functional if it generates enough lift to keep the quadcopter hovering. The focus of this project was the investigation of aerodynamic properties. The influence of other factors, such as the material used, was not the primary focus of the work and therefore not investigated in detail.

近年來，螢光材料已經被廣泛用在染料敏化太陽能電池與有機發光二極體的敏化劑。然而，大多數的螢光材料皆含有鑭系元素以提供能階差供電子在基態與激發態間躍遷。在這個研究當中，即使不使用鑭矽元素，依然可以合成出具有高量子產率的光致發光材料。因為TPB(1,2,4,5–tetra(4-pyridyl)benzene)，有機胺類的一種，我可以不藉由鑭系元素而合成出各式各樣的螢光材料。本研究所合成的材料不僅較便宜，而且其放光光譜具有相當的變化性。因為這些化合物用有如此獨特的螢光特性，故這些材料具有作為感應材料的潛力。

若對肥皂膜通過電流，並在垂直電流的方向加高電場，只要電壓與電場超過閾值，就能夠在肥皂膜上產生旋轉。 我們的目標是製作能穩定運轉的液體膜電動機，同時持續改進精確度及操作便利性。我們調配溶液，並用電阻法測量厚度控制變因。攝錄影片匯入Tracker追蹤，分析旋轉性質。 我們了解到角速度與外加電場呈線性正相關，也了解旋轉半徑與角速度成負相關。我們認為是界面活性劑離子在電場中運動產生的效應。然而，驗證實驗卻推翻了我們的假設，不僅加入電解質沒有改變角速度，甚至純水膜也能夠旋轉，證明離子並非運動來源。 因此我們改從水分子偶極切入，通電的液體膜其實類似介電質，會因電容充電導致電極化，使液體膜上出現電荷分離，因外加電場的作用產生力矩而旋轉。此假說能夠解釋我們所有的實驗結果，我們也希望未來能立基於此，對液體膜電動機的應用領域進行實驗與研究。

第一型糖尿病是因自身免疫破壞使貝他細胞（ß-cell）數量減少，目前治療糖尿病最好的方式是利用胰島移植補充貝他細胞，而胰島來源缺乏導致全世界超過三千萬糖尿病患者無法用胰島移植治療糖尿病。在低等節肢動物的消化腔，肝胰組織存在同一個器官中，稱為肝胰臟(Hepatopancreas)。因此從生物演化角度看，肝胰兩種器官細胞親緣相近，且為擴大貝他細胞供應來源，我們試著測試肝臟細胞是否能藉由同時表現胰臟轉錄因子Pdx1或 Ngn3重新編程成胰島素分泌細胞，並進一步開發能增進這些胰島素分泌細胞活性的培養因子。因此，我們測試正常個體中會調控貝他細胞生長、分化、胰島素製造及分泌的外在環境培養因子：葡萄糖濃度、菸鹼酸（Nicotinamide）、腸泌素 (Glucagon-like peptides 1) 、類腸泌素（Exendin-4）、血小板生長因子(platelet-derived growth factor)，對肝細胞重新編程為胰島素分泌細胞的影響。結果發現這些因子會抑制肝細胞專一轉錄蛋白表現、細胞生長或造成細胞死亡。且在肝細胞中表達胰島分化必須轉錄因子Pdx1及Ngn3，並配合不同培養因子組合處理後，得知當葡萄糖、腸泌素、類腸泌素、血小板生長因子共同處理，對肝細胞轉變成胰島素生成細胞效率有加乘並顯著促進胰島素分泌的效果。因此我們藉由表現Pdx1及Ngn3配合特定培養因子提高肝細胞轉化效率，並提高胰島素分泌細胞活性，希望將來提供胰島移植應用。