2019年

As our planet suffers the effects of climate change, it is only a matter of time before society will have to centre all aspects of development around sustainability. In the past, clean solutions for transportation have been dismissed due to the higher cost, and lower efficiency than fossil fuels. However, in the past few decades, there has been a steep decline in solar module cost, and and a steady climb towards higher efficiency. From my findings in this project, I have concluded that we are now at a point where we can embrace the clean, renewable potential which our sun offers. I have created and tested a proof-of concept electric vehicle (Solar EV), which can run indefinitely during daylight hours, provided sunny conditions. There are several mechanical features of my project which highlight the potential that renewable energy in transportation can have. Firstly the vehicle’s 500W motor is powered by 3 100W solar modules, and 3 50W modules, for a total of 450W or power generation. This means that when driving at anything less than 90% throttle, the Solar EV can run continuously without needing to stop to charge or refuel. Another design mechanism installed in the vehicle are three 12V lead acid batteries. These batteries allow the Solar EV to be powered for over 1.5 hours, which is useful during cloudy conditions, night, and most importantly, when driving through areas of shade. A unique efficiency component designed into my vehicle is the linear actuator I installed into the module racking system. This design element allows the tilt of the modules to be altered, to maximize the efficiency of the solar module array. At early or late hours of the day, it can be heavily tilted with the press toggle switch, or kept at a relatively flat level when the sun is the highest in the sky. I ran a series of trials to figure out whether or not the theoretical data matches up with the experimental results. After my series of trials, the bike was yet to run out of power. The solar vehicle reaches speeds up to 32 km/h, however comfortably glides at around 25 km/h. The linear actuator I installed allows the solar modules’ tilt to change . During different times of day or year, the sun is at different heights in the sky, however it is very important to maximize the solar potential. With the press of a switch, the module can be actuated to account for this. Lastly, regenerative braking captures the energy from braking. Using the reversible nature of a DC motor with a specialized motor controller responding to feedback from the brake actuators allows the vehicle to reuse energy that would otherwise be wasted as heat.

本研究在探討過原點且通過特定格子區域中格子點的直線數，利用縱向或橫向方式來計算。不論哪一種方式皆從正方形區域探討，得到其格子直線數與歐拉函數有關，特別是在橫向方式中增加上高斯符號與高斯符號協助計算，得到正方形、長方形、三角形及圓形區域的直線數及其上下界，及探討上下界的特定區域。此外，將原點移動到任意點，探討過任意點且通過特定格子區域中格子點的直線數，得到一些有趣的性質。 接下來，從正方形區域推廣至高維度的超立方體區域中的直線數，並推導出三個歐拉函數的推廣式，其中一種是約當囿互質函數，使用這些函數不僅能簡化計算，更能拓寬歐拉函數的視野。另外二種皆是利用幾何結構推導出來，其中一種是用第二類史特林數來表示。 最後我們使用此歐拉函數的推廣三式推導出高維度的超立方體、超長方體、單體 (即高維度中廣義三角形區域)及角錐柱中的格子直線數及其上下界，特別是利用橫向方式獲得公式的更為精簡。

本研究進行虎紋三角渦蟲 (Girardia tigrina) 黏液分析及功能推測。利用Bradford法得知渦蟲捕食白線斑蚊幼蟲時不會分泌大量黏液；以銀染染色SDS-PAGE，並以ImageJ與Excel分析，發現渦蟲捕食蚊幼蟲前後黏液中蛋白質單體濃度無顯著增加 ( p > 0.05)。進一步以API ZYM得知渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中含至少8種酵素，包含磷酸水解酶、脂肪酶、蛋白酶、醣水解酶，能協助於體外行化學消化；以酵素活性染檢測，則發現渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中α型醣水解酶分子量位置位於25-37 kDa。未來將持續針對渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中酵素進行分析，如確認渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中蛋白酶、脂肪酶及幾丁質酶分子量位置；探討渦蟲捕食蚊幼蟲時黏液中磷酸水解酶及α型醣水解酶功能等等。

纖毛(cilia)病變是許多疾病的成因，像是多囊性腎臟病、巴德-畢德氏症候群等，但目前仍不清楚纖毛生成的機制。我們的研究初步證實纖毛生成和閉鎖小帶(Tight junction)可能有密切關聯性，且閉鎖小帶完整的細胞，纖毛基部到細胞底部的平均距離較長。因基體上的遠端附器(Distal appendage)能辨認細胞頂端膜(Apical membrane)上的特殊構造，有完整閉鎖小帶的細胞纖毛生長在細胞頂端，閉鎖小帶不完整時，細胞的極性未表現，纖毛無法生成在細胞頂端。 本研究以IMCD3(小鼠腎小管)細胞株，在去血清(serum starvation)的刺激誘導下，使IMCD3細胞長出纖毛，再以免疫螢光染色分析閉鎖小帶與生成纖毛的關係。並利用克隆形成試驗(Colony formation assay)，將IMCD3細胞株分為四類型態，也進一步發現在三維培養中，四種細胞型態皆無法排列成空腔構造。最後我們建立載體DNA：pLAS2w.Ppuro-EGFP-Arl13B，以綠色螢光標示纖毛蛋白，在活細胞中追蹤基體的移動及纖毛生成的過程。期望藉由研究纖毛形成的過程機轉，能探討致病的作用機制，找出治療纖毛病變的療法。

共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情，促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後，顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱風，發生共伴效應的比例較其他路經之颱風高。在風場與輻合輻散場之比較得知共伴會隨著颱風環流與東北季風相對位置的接近而產生增強的現象，再用地面天氣圖與雨量統計資料確認高壓靠海導致東北季風含水氣量的增加也會加強共伴雲帶降水。利用數十個颱風與六個測站雨量與風向的變化結果相互比較後，得知地形風向效應也會導致當地瞬時及總降雨量增減，而風向與地形走向之夾角越趨近於垂直影響雨量的效果則越顯著，而颱風路徑與共伴地形效應也有極大關聯性。最後利用高空比濕場驗證垂直上空氣舉升效應，確認風向輻合確實會造成氣塊舉升。

在本研究中，我們在正壓模式裡植入渦旋，當作實驗中的颱風眼，以不同的渦旋結構類型、渦度環及渦度比值進行實驗並觀察其變化。實驗結果顯示當渦旋結構的徑向渦度梯度變率存在正負的變化時，有機會導致正壓不穩定的發生，促進擾動而使渦旋形成多邊形結構。當渦旋內部的渦度梯度越大，則多邊形的形成越快但邊數越少；若渦旋外圈的強渦度區越薄，多邊形的形成越快且邊數越多。多邊形渦旋結構的演化則有可能發生「邊數合併」或「混合內縮」的情形，最終達到穩定或均質化的狀態。2017年泰利颱風行經台灣東北方海域時，我們從衛星雲圖中可觀察到颱風眼輪廓有多邊形變化，本文闡述此現象變化的歷程與可能的機制，進而希望在未來能利用此特點在颱風預報之領域中做出貢獻。

本實驗以二階段電壓/電流步進陽極處理法生長二氧化鈦奈米管，並找出最佳生長參數並能有效降解有機物。在實驗過程中，我們發現以氟化銨及有機醇類在形成二氧化鈦奈米管，有著較長管徑的效果。本驗以20 x 20 mm2大小的鈦片，透過鈦片的前處理，不同程序的氧化步驟及不同的醇類來探討二氧化鈦奈米管進行降解亞甲藍的效果，以及二氧化鈦奈米管其生長情形。結果發現以化學處理及陽極氧化處理過的鈦片，在0.6w%的氟化銨2ml的水及98%的乙二醇當作溶劑，以每分鐘調整1V直至50V在恆壓一小時的電壓步進法進行陽極處理，最後以450度進行退火，最後可得其二氧化鈦奈米管有最佳的降解效果。

氯化鈉水溶液滴上染料，外加互相垂直的電場和磁場後，離子受到和電流方向垂直的勞侖茲力而移動，因黏滯力作用而形成漩渦偶極子；由漩渦偶極子的位置隨時間變化，可得到漩渦偶極子的運動動量通量，進而算出鈉離子和氯離子的電遷移率和(μ++μ-)。 用氫氧化鈉水溶液實驗時，因正離子的電遷移率小於負離子，漩渦偶極子一面移動一面偏轉，由移動的位置隨時間的變化可求得鈉離子和氫氧離子的電遷移率和(μ++μ-); 由偏轉量可求得兩種離子的電遷移率差(μ--μ+)。用氯化氫水溶液實驗時，漩渦偶極子偏轉方向和前者相反，由偏轉量可求得兩種離子的電遷移率差(μ+-μ-)。 霍爾效應實驗可求得離子的電遷移率差，用氯化鈉、氫氧化鈉、氯化氫、氮氣奈米氣泡、和氧氣奈米氣泡水溶液作實驗，和漩渦偶極子法對照比較。

在植物中，對於外在威脅能有效進行防禦一直是個非常重要的課題，而此實驗在探討植物彼此間經由根部傳遞的防禦訊息與生理防禦機制。 利用鹽刺激使其根部分泌出AtCAPE1胜肽進行防禦訊息的傳遞，以證實阿拉伯芥防禦訊息確實可經由根部進行彼此的溝通，且可利用擁有正常基因的植株提升突變株的防禦能力。 結合AtCAPE此種植物體內少有被發現的胜肽進行實驗，並提供了許多延續實驗，為植物防禦系統闢出一條大道。

本研究以牛血清白蛋白(BSA)做為合成模板，利用仿生礦化法合成 CuS奈米晶體，並藉由葉酸(Folic Acid Hydrate，FA)進行表面修飾作為特異性標靶，再利用EDC/Sulfo-NHS 共價交聯反應結合光敏劑二氫卟吩(Chlorin e6, Ce6)於 CuS@FA奈米材料表面，可成功地合成多功能性奈米複合材料 CuS@FA-Ce6。 經由UV、PL、ICP、Zeta potential與DLS，進行奈米材料組成及光學性質之分析，並透過雷射光激發的照射下，觀察其溫度變化，可驗證其具有光熱材料之性質。此外，材料亦具備了光敏劑 Ce6 之特性，可結合光熱與光動力治療來達到雙重治療的特性。 在生物毒性的測試實驗，選用斑馬魚的受精卵為試驗細胞。紀錄斑馬魚胚胎在不同濃度的材料下，發育狀態及死亡數，確認了材料為低毒性，具有潛力成為新興光治療材料，可運用在癌症治療。