2019年

「魚能發電」是全新的能量擷取研究，讓魚類游動變成電能。海洋魚類生態研究著重在魚類追蹤，傳統追蹤器受限於電池容量無法長期追蹤，故以魚類追蹤器為目標，以流體分析軟體ANSYS模擬三維流場不同水流速度與形變量，找出追蹤器的最佳設計為前端鈍體為「正三角柱加尾翼」。 透過自製大型文氏管，將迴流水槽原僅每秒0.6公尺流速提高9倍達每秒5.37公尺，是目前台灣壓電發電水流實驗的最高流速。並透過快速傅利葉轉換及自製微電能整流儲能模組，獲得水流速度之頻率特性、發電量上升率，得到許多寶貴的研究數據。 本研究提出創新的壓電陶瓷軟性固定法，有效解決傳統迫緊固定易斷裂及防水問題，讓壓電陶瓷能應用在「魚能發電」；亦自製微電能整流儲能模組量測電能、仿魚尾鰭之不對稱尾翼，獲得最高發電量10μW，是魚類生態追縱新里程碑。

異族效應可能是造成種族歧視的原因。本研究透過按鍵反應及腦波儀的形式，對本國人及高加索人兩族群進行受試。實驗中，我們給予受試者兩種族群、正反兩種方向和七種情緒的刺激材料，請受試者辨識情緒，受試完畢後再利用ANOVA、EEG lab等分析行為實驗數據及腦波圖。分析結果發現：按鍵反應方面，高加索人較會辨認情緒，也表現出較強的同理心；本國人對兩種族皆產生面部倒置效應、高加索人則僅對於本國人產生；高加索人判斷正臉情緒時會有異族效應，本國人判斷時則正反皆無。腦波儀方面，每一種情緒的異族效應是相似的，就腦內影響的區域而言，本國人面部倒反效應多由枕葉影響，高加索人則多由額葉影響，本國人異族效應由右腦影響，且僅出現在刺激後150～200毫秒，高加索人則未呈現異族效應。另外，異族效應與面部倒反效應間具有交互作用，於是在臉部辨識上的正反差異就會呈現不同結果。將上述結果進一層地推論，可得知異族效應是後天學習行為，而面部倒反效應則是受本能與後天學習共同影響而產生。 期望本研究結果未來能運用在社會議題或心理學研究上，減少異族效應可能產生的負面影響。

本研究旨在探討轎車四輪關係。藉由車體結構的限制:左右互相平行，其距離為輪寬w，後輪沿車身延長輪距d，會碰到當時刻的前輪位置，以此做為發想，發展出前推後、後推前、左推右及右推左四種推論方式，最後得到結論。 研究最後將結論應用於許多方面，如應用於刑事鑑定方面，此外亦將程式寫於MATLAB以利修改跑跑卡丁車只留下了後輪軌跡之程式不足。

近年來全球暖化與能源危機成為眾人關心的議題，將太陽能轉換成電能並電解還原二氧化碳，生成運用於替代能源的產物，可同時解決兩個議題。本研究以水熱反應製備銅奈米線，以無電電鍍將銀鍍上銅奈米線，並以油浴反應、改變硝酸銀與聚乙烯吡咯烷酮的莫耳數比，合成銀奈米材料。塗布至玻璃碳盤電極後，以穿隧式電子顯微鏡、紫外光-可見光光譜儀、X射線繞射儀鑑定、以氣相質譜層析儀分析其電催化還原二氧化碳之產物與法拉第效率，發現產氫之法拉第效率以奈米銀立方電極 ，在電壓為-0.65 V至 -0.7 V時最高；產一氧化碳之法拉第效率以銀奈米粒，在電壓約為 -1.1 V時最高。銀奈米電極可以產熱值高的氫氣以及可進行多種反應、作為工業原料的一氧化碳，而銅鍍銀之奈米線電解之產物多元，包括碳氫化合物、一氧化碳、甲醇、乙醇等。

為探討青少年壓力對生活的影響，我們在網路上進行問卷調查，調查12~18歲的青少年對自身所感受到的壓力所進行的自我評估。 統整後，決定以青少年時期之小鼠作為模型，探討睡眠剝奪對青少年學習的影響，並討論男女差異。生理狀態方面得知睡眠剝奪會使體重成長較緩慢，且由曠野實驗發現睡眠剝奪不會大幅影響自主活動量。 學習與記憶方面利用新奇事物測驗測量短期記憶，在公鼠身上可以看到睡眠剝奪會影響公鼠的短期記憶；母鼠在此實驗中控制組與操作組無顯著差異。長期記憶與空間記憶部分利用巴恩斯迷宮測試，發現性別間無顯著差異，各性別控制組與睡眠剝奪組間亦無顯著差異。

粒線體，『細胞內的發電廠』，它生產了我們生存所需的幾乎所有能量。除了產生能量，它也參與了細胞的凋亡的過程，或反應出自由基所引起細胞的老化。我們在此實驗中，利用酵母菌模式，跟兩個特殊的螢光染劑（JC-1與Rhodamine 123），來活體測量酵母菌裡的粒線體膜電位的變化，以了解細胞的早期凋亡的過程。並且，透過加入抗氧化劑與否，測量氧化游離基的產生，探討跟粒線體膜電位之間的關聯性。實驗結果顯示，的確酵母菌經過長期培養，且無提供適當的營養補充條件下，雖然外表還活著，但JC-1的螢光染色顯示，粒線體膜電位是有逐步遞減的現象，代表酵母菌活力慢慢衰弱。但是，另外氧化游離基的實驗結果卻沒有如預期般增加，反倒是跟JC-1的表現呈正相關現象。抗氧化劑的加入，非但沒有增加酵母菌的活力，反而是減弱了粒線體膜電位的表現，而氧化游離基也同時降低。這樣的實驗結果，雖然跟事前的預期結果不同，但也可能暗示1. 胡亂加入抗氧化劑，對生物不盡然是有幫忙的。2. 酵母菌在這一種生長條件中，可能需要一些氧化物的刺激或幫忙。3. 粒線體是細胞內氧化作用最強的單位，如果他生命力變弱了，自然產生氧化游離基的能力變弱，而非氧化游離基一開始去減弱粒線體的活性。此實驗的重大意義，是告訴我們，氧化游離基或抗氧化物的腳色並非一成不變的，甚至你原來認為的粒線體膜電位改變是細胞凋亡的起始原因，也可能相反，粒線體膜電位改變只是細胞凋亡後來發生的結果。科學的有趣也就是在這裡!我們藉助於【實驗】，不斷地實驗，去挑戰既有的知識跟原理，會讓我們發現更多的真理，一個單細胞的酵母菌就有這麼多問題需要去回答，那麼放眼將來不孕症醫師想嘗試『卵質轉移』，主要就是要取得健康的粒線體，增加懷孕的機會，那就可能需要更多的實驗跟努力，才能給出一個真正的正確答案。

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。

熱電材料的條件為導熱差，電導率高的材料，此特性可將熱能轉換成電能，為一新興的再生能源。竹子生長快，為一導熱差的材質，但電導率低。本實驗將野生孟宗竹加工裁切，浸泡於飽和食鹽水加上奈米銦顆粒(73mg/ml)環境中，以高壓蒸氣(121℃、1.1 atm/cm2)處理40分鐘後測量處理前後其電阻變化、增加兩端溫度差及電壓改變的電流密度、增加溫度改變的電流，及熱導率等，並以複式顯微鏡觀察，確認奈米銦顆粒的確有進入竹子維管束內。實驗結果顯示，以飽和食鹽水及奈米銦顆粒高壓蒸氣法處理的竹片，相對於對照組，電導率上升了約1706倍，但熱擴散度只上升了約10%，熱電優值(Thermoelectric Figure of Merit) ZT為 0.059。本實驗方法有效提升竹子的電導率，證實竹子是一個有潛力的新興熱電材料。

同類相食行為廣泛發生於動物界，兩種可能原因：個體的特殊營養需求和族群的汰弱留強策略。觀察雜食性的高音符絲鱉甲蝸牛(Macrochlamys hippocastaneum)，初步發現同類相食行為與蝸殼破裂與否有關，殼完整的個體間不會發生相食行為(100%)，且當破殼程度愈大愈易發生。食性實驗中攝取過植物性養分的個體傾向選擇同類相食(χ2=22.04,***P<0.001)，同時提供同、異類蝸牛內臟時則未顯著選擇同類(χ2=3.76, P=0.053)，因此未能充分支持特殊營養需求。然而，此種蝸牛會追蹤破殼同類分泌之特殊黏液且具顯著趨向性(χ2=13.06, ***P<0.001)，與距離呈負相關(χ2=6.53, *P<0.05)。觀察腹足顯微構造中，發現內有特殊的疏鬆組織與大量分泌細胞，且通往尾端分泌特殊黏液的開口部位。結果證實破殼受傷個體產生的特殊黏液會主動引起同類相食，支持汰弱留強的族群策略，且物質誘發同類相食模式為動物行為研究中首次發現。

本文研究轉換二氧化碳成為替代能源，介紹運用太陽能源，以SnS2及光觸媒進行CO2還原反應，以產生碳氫和碳氫氧化合物。我們以溶劑熱法配置SnS2，過程中藉由加入不同重量百分比例的銅(0, 0.5, 1, 5, 10 wt.%)探討銅的添加對於觸媒的影響：能隙縮短、底面為從六角形至四邊形晶體結構、吸收光範圍延伸至可見光之域。以活性測試探討其綜合性能，結果呈現1 wt.%銅修飾的SnS2光觸媒有最高CO2轉換效率，且產物單一為乙醛。未來希望藉由研究最佳銅修飾的比例，以改良二硫化錫光觸媒的吸光特性、減少電子電洞對復合，並進一步增加其量子轉換效率、增加產量。