2019年

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。

「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。

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。

Plexiglas is a macromolecule (poly-methyl-methacrylate) obtained by polymerization of the Methyl Methacrylate. Cation exchanging resins have acidic groups such as COOH (carboxyl) and SO3H (sulfonic) which fix metallic cations dissolved in water releasing an equivalent of protons through the following reaction: 2 RCOOH + Me2+ (RCOO)2Me + 2 H+ Regeneration is made treating the exhausted resin with diluted hydrochloric acid (HCl) which moves the equilibrium to the left. The aim of our research is to re-use the discarded Plexiglas by transforming it into a cationic exchanging resin. Alkaline hydrolysis transforms the COOCH3 group into COO– group; the obtained group is then transformed into COOH group by means of a treatment with HCl. After the alkaline hydrolysis spectra of the solid show the characteristic band of the asymmetric stretching of the COO– (1610-1550) at 1567 (1st experiment) and at 1555 (2nd experiment). Instead after the acidic treatment the spectra of the solid show that this band has disappeared. On the contrary the characteristic band of the OH stretching of the COOH group (3300-2500) at 3228 (1st experiment) and at 3200 (2nd experiment) appears. The water hardness, due to Ca2+ and Mg2+ ions, is studied to verify the capability of the obtained resin to capture these cations. For this purpose, some mineral water is percolated through the micro-columns. There are three experimental evidences to validate the hypothesis: EDTA molecule (Ethylene Di-amino Tetra-Acetic acid, disodium salt) to estimate hardness is not required The pH of the percolated water through the column decreases from 8 of the mineral water without any treatment, to 6.3 after the treatment as expected The spectrum recorded in the visible range of the percolated mineral water through the column plus EBT (Eriochrome Black T) indicator is the same as the spectrum obtained using de-ionized water plus the same amount of EBT In conclusion, the study has provided evidence that it is possible to convert Plexiglas into cationic exchanging resin.

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。

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。

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。

Even as a child, I was fascinated by the colors in nature, such as rainbows, butterflies and flowers. This fascination developed into curiosity with age, and as my school studies developed, I became particularly interested in the scientific aspects of the origin and development of colors. I wanted to answer the question: How are the different colors of the butterfly wings related to the nanostructures of scales and pigments? The color on the butterfly wings results either from the pigmentation (chemical color) or from the structure (physical color) of the wing scales. Colors such as yellow, black, red and brown are mainly created by pigments. The interaction of light and structures in and on the surface of butterfly wings, often the size of the wavelength of the light, results in physical colors. These colors are usually bright and dependent on the viewing angle (unlike chemical pigments that spread light diffusely). The colors produced here are usually golden, green, purple and blue. But, where do these colors come from and why do certain species dazzle more than others? To get to the heart of the matter, I identified two key questions: • How are the different colors of the butterfly wings related to the nanostructures of scales and to the pigments? • Using the nanostructure, can you find out the wavelength of the reflected light? In this work, I focus on the structural colors of butterflies and study the physics behind them. This includes parachuting in areas such as diffraction gratings, scattering of light, interference in thin films, and multilayer interference. In order to experience the greatest possible diversity, I selected butterflies from different species for the measurements. Using the spectrometer, I measured the light reflected from butterflies. High-resolution microscopes such as the laser microscope and the scanning electron microscope gave me the opportunity to study the detailed nanostructures of the wing. In addition, I was able to analyze and evaluate my results using existing physical models and MATLAB simulations (Maxwell equations).