臺灣

空氣汙染議題越來越受到重視，校園裡因空氣汙染紫爆而戴上口罩來上課的同學也大增，引發我們想多瞭解PM2.5被濾材過濾的效果並自行製作空氣清淨機。藉由撰寫Webduino與 Smart開發板程式積木、PM2.5微粒感測器、雷切木板及口罩濾材，組裝成一個可以監測PM2.5數值且具有清淨功效的桌上型空氣清淨機，成功的改寫程式讓google試算表可自動產生所測得的數據，並找出經濟且有效用的濾材。 市售的SHARP清淨機HEPA濾網及3M立體靜電濾網經過測試其過濾效果佳但卻昂貴，我們因而想要自製活性碳與奈米碳塗層，自製的奈米碳塗層過濾效果比SHARP及3M的濾材還要好。 進一步改良桌上型空氣清淨機並創新製作迷你可攜式型，運用3D列印機印出外殼，設計了各種造型輕巧、方便攜帶且過濾效果佳的機型。

為檢驗地下水的微量金屬，本研究組裝可同時測定透光度及散射光的LED光電儀，微觀金屬離子與單寧酸作用，找出單寧酸適用濃度及金屬可偵測濃度範圍。研究結果顯示，單寧酸對鐵及亞鐵離子皆會產生黑色錯合物，與鉛離子則產生沉澱及顏色變化。利用儀器的高靈敏度，利用10-4M的單寧酸測量鐵離子與鉛離子產生的變化，經透射電壓值分析後，可成功量到10-6M(5.6×10-2 mg/L)鐵離子，檢量線的關係為[Fe3+]=(0.4510-logVt)/6704.9 ，而鉛離子則為10-5M(2 mg/L)，檢量線的關係為[Pb2+]=(0.2485-logVt)/657.4 。有別於一般的金屬檢驗方法，以單寧酸檢測法為創新且具穩定效果，成本低無污染，可應用在高中的實驗室。

魚鱗往往被當成廢棄物丟棄，其實魚鱗中富含膠原蛋白，具有凝膠性，且會被蛋白質水解酵素分解成更小分子的胺基酸。因此，我們設計了一系列實驗來了解魚鱗膠原蛋白的提取、凝膠與水解現象。研究發現：1.熬煮不同時間會影響魚膠提取量。2.製程改用玻璃鍋具或悶燒鍋能增加魚膠提取比例。3.驗證傳統製程中加入白醋或檸檬汁的步驟，是為了有去腥的功能。4.魚膠的凝膠性會受濃度與溫度的影響。5.在了解木瓜酵素會使魚膠產生水解現象後，透過TLC檢測魚膠水解液與胺基酸標準品比對，發現魚膠水解液確實分解成更小分子的胺基酸。6.藉由品評了解魚膠運用在凝膠食品上有其可行性。從我們的探究，可推廣將魚鱗廢物利用，成為一種愛物惜物的綠色行動。

本研究製作了一個以Arduino讀取霍爾效應磁場強度感測器49E輸出電壓獲取手指寬度與深度的設備，藉由測量100隻手指並且交互比對後，證實以Arduino使用磁場量測的手指骨型也可做為一種生物特徵鎖具的鑰匙功能，且單一手指可以達到低於0.5%的誤判率，以多手指之判讀條件的方式更可進一步降低誤判率，且利用手骨辨識方法價格低廉。

乳癌是台灣女性死因第四名，其中的三陰性乳癌因具備高轉移力，又缺乏特定受體而不適用於標靶藥物治療或賀爾蒙治療法，所以其治療方法有其困難度。CID384634為2-phenynaphthyridone（2-PN）的衍生物，此藥物可藉由干擾微管蛋白聚合抑制致瘤性高的細胞株生長，於是我們想探討CID384634對於高度轉移性的三陰性乳癌是否也有同樣的治療效果。本研究以MTT assay和西方墨點法探討其治療效果與作用途徑，並發現CID384634可藉由回復雌激素受體表現，並且在合併臨床賀爾蒙治療用藥tamoxifen有明顯抑制三陰性乳癌細胞存活率。實驗也證實CID384634具有抑制上皮細胞及間質細胞轉換的作用。我們希望在不久的將來CID384634可以用來治療三陰性乳癌。

我們看到網路影片，一位工程師製作了流體化床浴缸，人埋在沙中玩沙像玩水一樣！影片中透過空氣就能產生固液態轉換的模式引起我們的興趣，讓我們想自己製作流體化床沙箱。首先我們以電動鼓風機替代影片中的高壓氮氣瓶，並找到連接電動鼓風機和PVC水管的方法，製作出水管流體化床沙箱，並研究影響沙箱噴沙的各種變因與水管鑽孔的最佳方式。 我們察覺「表面產生越多沙泡」，流體化效果越好！也研發出流體化效果更佳的製作方法「氣泡石流體化床」，也就是利用透氣陶瓷氣泡石當作隔層，下方保留氣室，讓空氣切割更細、噴氣更均勻。同時歸納出流體化床四種特色：流體化、減少摩擦力、改變沙體密度、固液體轉換，根據特色想出許多應用於生活中的點子。

本研究以藍色樹形玫瑰為主軸，研究嫁接對玫瑰生長、病蟲害之影響，分析其中問題所在，加以改進創新，也探討環境的酸鹼值對花色的影響。本研究發現樹玫瑰嫁接後外觀看起來安然無恙，卻在幾天後枯萎而死，經透過顯微鏡觀察切片，發現砧木與嫁接玫瑰形成層癒合速度不同而導致維管束喪失功能，無法輸送水分而死亡。本研究使用自創的嫁接方式—環狀剝皮法，搭配修剪技術及天然農藥，大大提升了實驗樹玫瑰的存活率。

本研究採用氣象局的颱風資料庫2010-2017年間的 8個侵台颱風，進行分析造成雨帶重建的特徵和原因，重要結果如下： 一、未雨帶重建的颱風個案在登台後，受到地形破壞，強回波常有下降的趨勢。但有些未重建的個案，颱風外核區內的雨帶仍有發展的趨勢。 二、有雨帶重建的整體雲系大多分布於颱風中心南側。 三、有雨帶重建的颱風個案第三象限低層與第二象限有風速差異較大(風切強)的現象。 四、2014麥德姆颱風北側的強風速差異可能使麥德姆在經過陸地時，北側颱風結構較南側更易受地形破壞而較鬆散。 五、對於雨帶重建的颱風個案而言，颱風結構中的第三和第四象限的回波增強變對於雨帶重建有著極大的貢獻。

本實驗藉由肥皂泡膜色彩擾動觀察拍翼機拍翅時周圍的氣場流動，用以模擬昆蟲拍翅時流場模式，利用肥皂泡膜黏滯係數和空氣相似，且有色彩擾動等特性觀測拍翅機的渦流流場。並利用泡膜厚度與顏色關係，畫出厚度梯度圖分析渦流相較於風洞，肥皂泡膜的流場即便在拍翅機經過的後方依舊能清楚呈現，但風洞在拍翼機後方的流場則會因為擴散而消失。

觀賞球類比賽時曾思考球的飛行路線為何會突然發生偏轉，產生意想不到的運動軌跡？查詢資料發現「馬格努斯效應」是流體力學中，因「白努力定律」所產生的現象；在壓力差的存在下，會使旋轉的運動球體（圓柱體）產生位置的偏移。我們先利用保麗龍的飄動，驗證了白努力定律中因速度差產生的壓力變化，接著利用2種不同的實驗，證明旋轉的圓柱體運動軌跡會因壓力差而產生路徑的改變；最後我們以「紙杯」來設計實驗，利用橡皮筋來纏繞紙杯並提供飛行時的動力，就像空中旋轉的陀螺。我們利用不同的操作變因，探討運動軌跡的變化，希望找出在空中能飛行更久、更遠的簡易飛行器，如果日後能克服重量的問題，也許不久的將來就能成為空中Ubyke。