二等獎

本報告研究台灣地區閃電與雷達回波強度的關係，期望了解雷達回波資訊成為閃電多寡代言人的可能，以及是否存在閃電活躍區及寧靜區。方法為將台灣附近區域分別以不同空間尺度 0.125 度、 0.25 度及 0.5 度、 1 小時的時間視窗將閃電及雷達資料分割。再利用 R 程式將雷達回波圖的不同像素轉化為強度數值，分析不同時間及空間下，第 95 百分位的回波強度和閃電個數對數資料的關係。 我們選取2019 及 2020 年中 8 個閃電個數高的氣象事件進行分析，發現相同時間移動視窗下及固定 空間網格點內的雷達回波強度較小時，閃電個數的對數值偏低 相反的，當雷達回波強度增加，除可能發生較少閃電個數的情況，會出現較多的閃電個數。當我們將各雷達回波強度階層對應到閃電個數對 數值大約的最高 門檻，進行線性迴歸分析，結果呈現三種不同空間尺度的網格得到的判定係數均接近 1 ，斜率稍有不同，但都約為 0.1 ，顯示此關係 可以利用雷達 回波強度進行閃電在空間時間分布的估計。 以上述經驗公式為基準，將各雷達回波 強度階層所對應到的閃電可能個數以 25% 分為低標及高標，繪出閃電寧靜區及活躍區比較，發現台灣西南部及其海域為活躍區，本島為中間區，而寧靜區的分布較不規則，但多在台灣西南、東北海域。

本研究以家用微波爐及自製集熱盒燒製高溫陶瓷，用於家用微波爐的集熱盒材料的材質以玻璃纖維為主體為佳，集熱材料使用碳化矽顆粒級配重量比為1:3(320目碳化矽:180目碳化矽) 有最佳的微波吸熱效率並半浸泡的方式沾黏3.02mm (10層)最好；集熱盒玻璃纖維與集熱材料碳化矽之間的高溫黏著劑，以體積比3:7(矽酸鈉:水)為最佳配比。以家用微波爐搭配自製集熱盒可於26.5分鐘便可燒結陶瓷上釉作品，與傳統電窯需480分鐘比較可大幅減少94.48%的燒製時間，且其耗費的能源可省去89.44%的電費，以家用微波爐及自製集熱盒燒製之陶瓷品與傳統電窯燒製之陶瓷品在洛式硬度儀上測試結果無明顯差異，是未來極具發展性的陶瓷燒成技術。

將一個n個點的圈，中間新增一個點u，使得點u與圈上所有的點皆相連，這種特殊的圖類稱為Wheel，若n為奇數，則稱為奇數Wheel；若n為偶數，則稱為偶數Wheel。一個圖若賦予每條邊特定的方向性，稱為此圖的一個定向。對於Wheel這類的圖形設計一個特殊的定向，我們欲分析定向中特殊的有向子圖數量，過程中運用了許多的代數手法，從中發現奇數Wheel與費氏數列的關連性以及組合性質；同時也將研究問題延伸至Chebyshev第二類多項式，運用高等數學中的Girard-Waring Formula來論證我們對偶數Wheel的研究結果。然而圖的定向是研究列表著色的工具之一，我們也將這個特殊定向的組合性質運用在列表著色問題上。對於一般的圖形，若在原圖上新增一條路徑，我們也探討了新圖形為可列表著色的充分條件。

本研究首先設計一5公斤級之聚甲基丙烯酸甲酯—氣態氧混合式火箭引擎，搭載軸向注入器(axial injector)進行水平推力測試，控制氧化劑流量，改變燃燒時間，量測氧化劑截面通量與燃料耗蝕率，探討其燃燒特性、推力、比衝值與各項引擎參數，並評估該引擎作為混合式火箭推進系統之可行性。引擎成功研製後，本研究設計兩種渦漩注入器(swirling injector)，幾何渦漩係數(SNg)分別為3、5，將推力目標提升至10公斤，並進行地面推力測試，探討幾何渦漩係數改變對於混合式火箭混和效率與引擎表現之影響。經實驗後證實渦漩注入器能有效提高引擎推力，且引擎推力及燃料耗蝕率會隨幾何渦漩係數提高而上升。未來希望能以本引擎為基礎，將推進系統放大後，將其裝載於小型火箭之上，進行探空及技術驗證之任務。

本研究探討改善冬季養殖廢水中亞硝酸降解不良的問題。潘朵拉菌Pantoea sp.可在冬天生長並降解水體亞硝酸，不同於其他菌其在低溫時生長較好但降解較差，顯示兩者非正相關。進一步得知溫度會影響Pantoea sp.細胞內代謝機制，也發現氨濃度降低時降解能力上升，西方墨點法及酵素活性實驗得知MDH表現量和活性在低溫較高。水體中添加葡萄糖可使冬季亞硝酸降解能力提升6倍，且不影響其生長，與文獻添加碳源會促進益生菌生長不同。比較各式糖類後得知單醣和雙醣皆可提升降解能力，其中單醣較雙醣好，且此做法適用各鹽度環境，而碳源可提升降解能力，推測因其影響細胞內TCA cycle運作。最後實際到戶外採集養殖池水研究，結果顯示成本低的擴培方式可有效降解亞硝酸，對改善台灣冬季養殖廢水水質有高度應用價值。

台灣火災地點以建築物占最大比例，在火災現場時常為了逃生及救火而打破門窗，造成建築物內部濃煙流動面積擴大，而釀成更大的災害，故本作品目的為研究「方形結構四周開口大小與數量對火焰與煙霧燃燒狀況的影響」，本研究從熱力學、流體力學、結構學三個角度探究此議題，並以煙囪效應與煙層逆流效應為理論基礎，使用壓克力搭建方形盒子來模擬建築物，並以四面壓克力上的開口大小及數量進行實驗，使用火焰及煙霧作為實驗介質，火焰方面以高度與溫度作為應變變因，煙霧方面則以MQ-2煙霧氣體感測器於結構內部進行濃度測量，同時也使用CFS-MODEL的FDS進行結構內部模擬，綜合實體實驗及各結果可發現，與一般想像不同，並不是開啟門窗就能撲滅火勢，甚至可能因為湧進過多氧氣而導致火勢更加嚴重，開口面積與火焰強度關係成二次函數曲線，本研究可供建築物搭建時的火災防範參考以及防災的宣導，並有進階研究的可能性。

我們的感官不斷地提供超過大腦可以處理的信息，所以需要注意力來選擇性的處理重要的感官信息。雖然研究指出，人類有能力處理在同時呈現的不同感官刺激中集中注意力在一種感官，但對於這樣的跨模式注意力如何快速移轉在感官間仍不理解。要回答這些問題，首先要建立良好的行為派典，我們才能夠從中研究跨模式注意力的轉換歷程。在本研究，我們設計了一個新的派典，允許自由行為的老鼠在同時呈現的聽覺和視覺刺激間動態地轉移注意力，並透過老鼠的行為選擇反映出他們當下的注意力焦點。我們觀察到老鼠面對同樣的聽覺與視覺刺激時，能在不同的狀況下，將注意力焦點專注於其中一個感官刺激，並忽略另外一個; 且能在單一次刺激呈現之間快速的移轉注意力焦點。這些結果證實我們建立了一個新的跨模式注意力派典，我們能在未來的實驗中研究背後的神經迴路機轉。

Cycling is a very popular mode of transport as well as a famous sport around the world. Many people enjoy this sport either professionally or recreationally. Cycling in the UK alone has grown up to 200% since lockdown in 2020. (Chandler, 2020) Cyclists make use of a broad selection of products to enhance their performance. Those products range from wireless gear shifting, advanced geometry, smart suspension. This project is aimed to indicate the importance of tire pressure and to introduce a product which will be able to adjust tire pressure while cycling. This product will give cyclist an advantage on different terrains as well as eliminate some common problems amongst cyclists. Flat tires are one of these problems. It occurs commonly amongst cyclists and can happen due to a variety of reasons. Another problem is wrongly inflated tires. This causes unnecessary loss in a cyclist’s power and speeds due to the high rolling resistance between the tires and the surface. This then results in losing time whether racing or commuting. In an article published in 2014 in Velonews.com, Lennard Zinn states: “Whether on tarmac or singletrack, a tire with lower rolling resistance reduces the power required to move forward while also providing a better quality ride. The tire absorbs small bumps by not transferring them into the bicycle and rider, resulting in a smoother ride, faster speeds, and better cornering." (Zinn, 2014) Taking this in consideration it becomes clear that it is important to develop a system which is able to control tire pressure.

近年來碳排放的淨零是全人類所想達成的共同目標，因此本研究透過油浴將鐵、鈷或鎳離子與配位基配位，並形成以2-甲基咪唑為配體的前驅物沸石咪唑骨架，以及以雙氰胺和葡萄糖反應為配體的前驅物類石墨相氮化碳，再鍛燒形成可導電的催化劑。研究者分別以上述兩系列的金屬單分散催化劑，使用氣液分隔的氣體擴散電極進行電解人工光合作用，將CO2高選擇性地還原為CO，並探討各催化劑產CO效率。本研究發現鎳金屬類石墨相氮化碳對CO2還原反應的選擇性極高，能使產CO效率達到99%。而CO作為合成氣已有成熟的工業製程，能生成許多具經濟價值的產物，工業需求量非常大。未來若實際執行，則有助碳中和目標的達成。

The research work is dedicated to analyzing the impact of disposable tableware and packages made from synthetic polymers on people and the environment, and the search for ecological alternatives to synthetic polymers used in their production. Various types of disposable tableware and packages, their composition, production technology, harmful effects on the human body, environmental pollution, processing and recycling were studied. The statistics of the use of disposable tableware and packages in Ukraine and the world as a whole, the places of their use were analyzed. Ecological alternatives to disposable tableware and packages made from various natural materials have been studied. A practical study of the use of organic waste and wastepaper for the production of ecological disposable dishes and packages was carried out.