臺灣

本作品由2023年IMO的第五題出發，希望探索在忍者通道中的其他性質，首先思考改變每排中放入的球數並觀察規律，進而推廣到三維圓圈塔中的性質，最後使用hyper-cube(超立方體)的情況進行一般化的推廣與構造的優化，完成最小值問題的求解，另外也對於特例部分探索解的總數。

本研究旨在探究風成沙紋的型態和其移動速度及新月形沙丘的演化過程。利用吹出式風洞建立穩定且單一風向的風場，並運用不同粒徑的石英沙，以研究不同情況下沙紋和沙丘的變化。研究發現，風成沙紋的波長變化不僅受到風速、粒徑等特性的影響，還可能受到波峰後渦流長度的影響。另外觀察沙紋移動速度的變化後，可以明顯的發現與風速有高度正相關，亦討論能量的變化，並試圖建立風速與移動速度的轉換模型。在新月形沙丘演化過程的模擬中，我們歸納出三個主要時期：延伸期、崩落期和消逝期。我們也針對這些結果進行質性分析，透過觀察與討論，進一步了解沙紋與沙丘之變化過程與形成條件。最後我們比較了火星橫向風成脊（TAR）的形狀、動力及分布差異，推論其可能成因，希望進一步探究行星地表形貌的形成和演化過程。

色彩偏好影響生活的許多決策，對於背景對色彩偏好的影響，現行兩個色覺理論(對比理論與生態價理論)有不同的解釋，本研究以高中生為對象，旨在探討背景對色彩偏好影響與支持理論，並提出運用方向。 之前色彩定量方式缺乏對敏感度與視錐細胞的考量，本研究發展以中性灰為基礎對不同色彩的定量方法，並以此進行色彩偏好測試。實驗結果發現：顏色偏好會受到背景影響(支持對比理論)，背景對各色彩具不同影響力，偏黃偏綠顏色受背景影響較大；綠色與藍色背景提升偏黃與偏綠之顏色偏好而紅色背景則會下降(支持生態價理論)，背景亮度不影響顏色偏好。期望研究結果有助於青少年環境與產品設計配色參考，並對未來背景影響顏色的神經機制研究提供基礎。

本研究使用牛血清白蛋白（BSA）、穀胱甘肽（GSH）、金離子合成金奈米螢光團簇，並修飾上葡萄糖氧化酶（GOx）。此金奈米團簇上的葡萄糖氧化酶與葡萄糖反應，製造出過氧化氫，改變金奈米螢光團簇表面特性使螢光強度減弱，偵測葡萄糖濃度。 本研究探討不同條件金奈米團簇和不同濃度的葡萄糖反應，知道此材料可檢測到最低濃度的葡萄糖，且金奈米團簇在血液中對葡萄糖具有專一性，可穩定進行血糖檢測。另外，與不同濃度的人體血清樣本反應，發現血清濃度越高的螢光訊號下降明顯，因此可知修飾上葡萄糖氧化酶的穀胱甘肽輔助之牛血清白蛋白金奈米團簇（BSA/GSH-Au NCs）可用於人體血糖檢測。本研究開發出靈敏、快速、穩定的葡萄糖檢測材料，並期待未來能運用於實際的人體血糖檢測上。

隨著大數據與人工智慧的發展，新藥的研發周期大幅縮短，模擬體內微環境的體外細胞培養平台能降低動物試驗成本，滿足快速提供新藥檢測資訊的需求。本實驗開發一種以膠原蛋白衍生物建構的支架型三維細胞培養平台，以貼近體內環境為目標。我們以甲基丙烯酸酐化明膠(Gelatin Methacryloyl, GelMA)的電紡絲奈米級纖維製作支架，藉由不同紫外光照時間，調整支架軟硬度，觀察 NIH3T3 培養於支架上的細胞形態變化。材料拉伸試驗顯示在照光3分鐘(光能量2.88焦耳) 和照光 25 分鐘(光能量 23.96 焦耳)條件下，分別可得到楊氏模量 293kPa 及 1035 kPa，能在硬度上近似人體血管和皮膚。

Examination of the predation behavior of polyclad flatworms is extremely rare. This study collects Paraplanocera oligoglena, the most common species in Taiwan. Tank-based feeding experiments reveal that Paraplanocera oligoglena can prey on several species of gastropods, such as sea snails and sea hares. Predation behavior encompasses attack, invasion and ingestion periods. This research pioneers the use of stained clam and static image analysis to observe the highly branched digestive system of flatworms. The sequentially bidirectional flow of gastrovascular cavity is first found in polyclad flatworms by the post-stain active tracking technique. Measuring peristalsis movement in inward and outward directions and segmented movement, the contraction frequencies are roughly the same in subsequent order of given branches. Confirmation is provided that the circular membrane-like muscles within the digestive tract are the main driving force for transporting and mixing food. The food dyeing technology used in this experiment also provides the possibility of future research on food chains in the wild.

本研究探討銅銀奈米粒子的形態控制與抑菌性能。硼氫化鈉、寒天 Agar 及植物萃取液法，合成銅銀奈米粒子，TEM 分析粒徑大小和分散性，使用高效液相層析法(HPLC)檢測萃取液中的反應物質。結果顯示，銅奈米粒子在植物萃取液中穩定性較高，粒徑更小，具明顯廷得耳效應。銀奈米粒子因反應物濃度過高和穩定劑不足，容易聚集粒徑較大。奈米銅對大腸桿菌(E. coli)有顯著抑菌效果，而奈米銀抗菌性受粒徑影響較大。通過尖端放電，電擊處理過的奈米銀粒子，粒子數增加粒徑也明顯降低，使銀奈米粒子抑菌能力進一步提升。本研究為銅銀奈米粒子在抗菌應用領域提供了基礎，採用綠色化學製程所合成的奈米粒子，未來可透過合成條件的優化來進一步提升其性能。

平行四連桿機構廣泛應用於機械手臂中，若於桿件上加掛橡皮筋，可顯著降低轉動所需力矩，實現節能。然而，現有設計多依賴經驗與試錯法，缺乏系統化方法。本研究開發出高直觀性橡皮筋平行四連桿輔助設計程式，能提升機構設計效率與準確性。透過建立橡皮筋施加於連桿的數值分析力矩模型，並透過實驗數據對彈力常數進行非線性修正，提高模型有效性。同時，構建綜合指標以評估系統性能，並運用基因演算法搜尋最佳參數組合。實驗結果顯示，運用輔助設計程式尋找橡皮筋的最佳掛置點，能抵銷高達99%連桿所需做功，展現極高應用潛力。未來將納入轉動慣量與摩擦力，進一步提升模型現實性，並推廣至其他四連桿機構設計，為機械系統節能提供全面解決方案。

在這個計畫中預計透過發酵作用，將過熟或剩餘的水果轉化為酒精，以實現資源回收與環境保護。我們選擇含糖量較高的水果（如鳳梨、火龍果、柑橘、葡萄等），壓碎後加入酵母菌，在適當溫度下發酵，促使糖分轉化為酒精與二氧化碳。發酵完成後，利用蒸餾法獲得初步的蒸餾酒精。 此外，測試不同水果的酒精產量、溫度對發酵效率的影響，並分析蒸餾後酒精的濃度與產率。我們最終將驗證所得酒精的殺菌效果，探討其應用於日常環境消毒的可行性。由於有效消毒的酒精濃度需達 75％~78％，我們將進行多次蒸餾，提高酒精濃度，並記錄細菌與微生物的活動情況，以確認其可用性。此結果不僅能減少食物浪費，還能運用科學方法將剩餘水果轉化為有價值的清潔資源。

自然課學過反射、折射和稜鏡色散，於是利用壓克力和不同液體來探討全反射和光穿隧現象，發現降低表面粗糙度能減少散射，以利觀察雷射光路徑；而紅光和紫光的折射角差值可作為色散的簡易指標。此外，液體溫度、濃度及相變化也會影響臨界角；結合不同臨界角可達成「魔法隱身」；結合不同全反射，則可應用於液體高度警示。 同時也探討全反射在介面形成的漸逝波(Ref.[1])，利用液體填入介質空氣縫來降低折射率落差，或是將空氣縫隙減小到幾微米以下，都能讓漸逝波穿越空氣縫來實現「魔法穿牆」，此現象稱作光穿隧(optical tunneling)效應(Ref.[1])，或受抑全反射(frustrated total internal reflection) (Ref.[2])，未來可應用在精密測量領域。