臺灣

本研究主要是觀察絲葉狸藻(Utricularia gibba)葉子特化的捕蟲囊觸發運動之影響因子，還有吸收物質的情形。結果發現此種狸藻捕蟲囊的表皮細胞主要有兩種細胞型態，分別為分布在內外表皮基部的四爪腺毛與半球型腺毛。因此，雖然其缺乏根部吸收功能，但是狸藻捕蟲囊具有輔助吸收養份的功能，水份主要由四爪腺毛基部進入至細胞內，再由內而外開啟的半球型腺毛排除。此外，我們觀察到含氮物質吸收較快，甘油與葡萄糖較慢，兩者的路徑也有差異，另外，我們也發現光照時間與照不同色光，以及在不同溫度下，對捕蟲囊的觸發運動會有不同程度的影響。若能對狸藻捕蟲囊構造更加了解，將可用於生物防治法減少孑孓病媒蚊孳生，或應用於仿生生物學開發負壓捕蟲的工具。

金蛛屬(Argiope)，是圓蛛科的一個屬。不論長圓或是中型金蛛其隱帶的長度與體長成正相關。研究中隱帶的長度與環境溫度、照度和風力的數值相關性不高。而在複式顯微鏡下發現隱帶的構造有疏密之分，為了解有隱帶的蛛網在承受風力以及獵物衝擊時的振動模式，以釣魚線及蠶絲製作仿生金蛛網，發現具有隱帶的蛛網其振動幅度較小。收集金蛛隱帶，檢測隱帶反射光後的光譜分布，結果發現疏隱帶的反射光譜，強度最大皆為黃橘光。仿生網受獵物撞擊及風吹的震動幅度：無隱帶＞直線型隱帶＞十字形密隱帶＞疏隱帶。研究顯示疏隱帶為穩固效果最好的，仿生隱帶支撐仿生網可減少振幅。而蠶絲仿生網的振動幅度較釣魚線小，穩固性較佳。

本研究創新使用一種生物可分解之離子液體作為鋁空氣二次電池之電解質。與文獻上使用的高價且含毒性的咪唑類離子液體相比，本研究合成的離子液體原料為甘油與氯化膽鹼，均為成本低廉且對人體無害的環保材料。延續過去參加新竹市中小學科展題目「可撓性輕量化鋁空氣電池」的成果，此次國際科展的內容更進一步延伸為可充電式的鋁空氣二次電池，除了電解質的創新外，亦包含電極方面的革新，如陽極除了採用純鋁外，另探討使用鈦鋁合金來減緩腐蝕。在空氣電極方面，除了添加活性碳來增加吸附氧氣的表面積外，另添加二氧化錳來增加氧氣還原的活性。

癌症多年來高居國人十大死因之首，過去研究顯示慢性發炎與癌症生成密切相關。在發炎反應中巨噬細胞的角色相當關鍵，但在腫瘤微環境下反而幫助腫瘤細胞生長。CHI3L1廣泛表現在腫瘤組織與發炎相關的疾病，在發炎中可能調控不同的免疫相關細胞。因此我們想探討CHI3L1在腫瘤微環境中的功能，研究CHI3L1是否影響巨噬細胞之極化及其他後續功能。結果證實有CHI3L1存在時，巨噬細胞無法正常表現M1巨噬細胞之特徵基因，且其濃度越高，特徵基因表現量就越低。而利用巨噬細胞抗原呈現試驗也發現CHI3L1會降低M1巨噬細胞的抗原呈現能力。綜合以上結果，得知CHI3L1會導致M1巨噬細胞功能缺失。未來將探討CHI3L1如何調控巨噬細胞內的分子機轉，並尋找小分子藥物阻斷CHI3L1的作用，期待對腫瘤合併治療有所幫助。

本實驗藉由濾紙色層分析法，以水性黑色顏料為混合物，探討各種沖提液在不同濃度下對色素吸附力的影響，並得知鹽類是鑑別展開距離的關鍵溶質。我們也發現，以氯化鈉為沖提液，「低、中、高濃度」都有其各自的區間，並有不同斜率。斜率的改變，是由於正、負離子互相吸引程度不同，而導致靜電力的消長。只要找到濃度區間交界點並做分段，就可得到極佳的線性關係，並且可以應用於未知濃度的檢測。 最後我們發展出解釋模型，根據「水合離子」的性質、條件，可說明沖提液中的離子在本層析實驗中的關鍵作用；也能完整解釋離子種類、濃度、帶電量多寡所造成的影響。

在接觸了Qwirkle之後，我們開始研究如何列舉出形色九連塊。我們發現不管是科展歷屆作品或是網路上的論文資料，大部分都夠過圖文操作來窮舉所有多連塊組合，而且也沒有人將多連塊加上Qwirkle的規則限制，因此開始了這次的研究。研究過程中，我們發現形狀背圖和顏色背圖的列舉是找出形色九連塊所有組合的關鍵。透過背圖和外接長方形的利用，我們發展了3種方法來列舉所有的組合。最後，我們找出了所有形色九連塊並統整了可連接數字與不可連接數字的變化。

本研究利用頂點圖探討三維空間中的正多面體及四維空間中的正多胞體圖形有幾種，並推廣至n維空間。四維空間中的正多胞體是用三維正多面體的圖形所堆疊出來，因此我們透過三維空間中的正多面體頂點圖探討四維空間中的正多胞體有幾種，進而推廣至n維空間。本研究透過遞迴式及數學歸納法探討n維空間中正多胞體（單純形、超方形、正軸形）之點、線、面的一般化結果。本研究利用代數及幾何的方式探討二維平面及三維立體圖形的對稱旋轉方式，再利用頂點圖去探討四維空間中正多胞體的對稱旋轉方式有幾種，並推廣至n維使其一般化。

此研究是關於液滴在震動液面上彈跳所產生的行為。儘管這個實驗很明顯是屬古典物理範疇，卻發現許多「類量子」的現象，所以嘗試尋覓兩者之間的關聯與互動。此實驗選擇以矽油作為實驗樣品，將其盛裝於容器裡，並放置在震動臺上使容器鉛直簡諧運動，於容器中央擺有一塊和器壁緊密接合的壓克力，稱之為「障礙物(Barrier)」，它的作用是使該區域的液體深度驟降，減慢矽油漣漪的波速。在開啟震動臺後，用細棒挑起油滴，由於彈跳時，油滴和油面會產生一層薄薄的空氣層，讓油滴得以在油面上進行彈跳而不致墜入油體中，在它彈跳的同時油面會產生漣漪驅使油滴移動。此實驗的研究主要探討這些變因如何隨不同的條件而變化，從中找出趨勢或關係，進而建構合理的模型。

鹵氧化鉍是第三代太陽能電池的材料，受到極高重視。鹵氧化鉍和g-C3N4皆為可見光光觸媒，將其彼此複合可增加其活性。研究利用水熱法 (hydrothermal method) 在高壓釜 (autoclave) 中合成三元鹵氧化鉍及其複合物 (BiOxCly/BiOmBrn/BiOpIq、BiOxCly/BiOmBrn/BiOpIq/g-C3N4)，成功做出鹵氧化鉍的一系列化合物，並檢測其特性。三元鹵氧化鉍及其複合物是可見光驅動之光觸媒，因此將其降解結晶紫染料(Crystal Violet, CV)來評估其活性。在pH值為1與4時觸媒樣品光生電子電洞的重組率較低，此對於降解效率有益。在沒有複合g-C3N4的情況，BC1B1I1-4-100-12樣品降解結晶紫的效率最為理想。而在pH值為10且有複合的情況，BC1B1I1-10-100-12-10wt%g-C3N4樣品降解結晶紫的效率最為理想，其光催化降解效率增為1.8倍。因此，複合光觸媒可增加降解效率，更有效處理紡織與染整等有機廢污水，大大減少廢污水的污染。

我們的研究主要由「海嘯的形成原因」、「不同海底地形對海嘯的影響」、「日本與台灣地區的海底地形與海嘯發生的關係」這三面向進行探討。實驗中，我們發現斷層錯動情形與高度都會影響海嘯波的形成；不同水深會影響海嘯波前進的速度；不同的海底地形，也會影響波浪形成的高度。此外，海岸形狀部分，我們模擬峽灣地形，來瞭解不同的灣口夾角大小對波浪的行進或高度是否有影響。最後，我們藉由「Google Earth」，來觀察日本與台灣地區附近地海底地形，針對日本311大地震出現巨大海嘯的地點進行分析，以進一步實際模擬台灣海底地形發生海嘯時的情形，希望藉此了解發生大地震時，台灣附近海域出現巨大海嘯的可能性，並分析可能造成的影響及潛在危機。