2021年

植物病原菌為造成台灣農業生產損害的一大威脅，近年來隨環保意識抬頭，生物防治更顯重要。本研究旨在探討芽孢桿菌FZB42 (Bacillus velezensis FZB42)中，影響對植物病原菌拮抗作用的基因序列，主要選取馬鈴薯瘡痂病菌(Streptomyces scabies PS07)做為本研究植物病原菌的受試對象。 研究中以跳躍子TnYLB-1隨機插入FZB42之基因體，破壞基因的表現能力，並以對峙培養實驗(dual culture experiments)分析其對植物病原菌的抑制圈半徑大小，觀察其拮抗效果的變化，後續以反向聚合酶連鎖反應(Inverse PCR; iPCR)技術確認跳躍子插入所破壞的基因序列，進而探求其對於植物病原菌拮抗的分子機制。 本研究初步篩選出五株FZB42突變株(mutant)，於對峙實驗中分析得知其對S. scabies PS07的拮抗效果較FZB42野生株顯著降低，推測該突變株內受跳躍子插入破壞的基因與其拮抗作用相關。再透過iPCR確認該基因的序列，經資料庫比對，推論此基因最有可能為「可產生蛋白質LoaP以促進菌體內基因簇(difficidin gene cluster)產生抗細菌物質的基因」或「藉光遺傳學控制調控菌體生長的基因」。本研究探究FZB42拮抗病原細菌S. scabies PS07的機制，得證抗細菌基因與芽孢桿菌FZB42拮抗馬鈴薯瘡痂病菌Streptomyces scabies PS07之分子機制具有一定關聯性。 期望透過本研究對此拮抗機制的結果，應用於抑制馬鈴薯瘡痂病菌對作物的威脅，提供未來生物防治領域的參考。

本研究從原始畢氏數組數函數探討質數在整數間的分布密度，我利用質因數個數、通式、座標軸上面積導出原始畢氏數組數函數(最小數字不大於自變數的原始畢氏數組數，我視(A,B,C)和(B,A,C)為相同的原始畢氏數)，參考其他文獻之後，我得到組數函數可以寫成以下形式:f(x)=c∙x∙ln⁡x+O(x)c∈R ，此推測將在此研究中進行證明。因此我可以依此計算π函數近似值，在進行初步計算後，我亦利用差分法算出較為準確的c值，並以此c值估算更為準確的π函數近似值。

本研究以仿生微飛行器為標的，選擇以蝴蝶為仿生對象，期望妥善發揮其低振翅頻率、高靈敏度等優點，製作拍翼機，並觀測其拍翼動態與流場進行設計改良。 首先對8種蝴蝶進行動態分析，經過拍攝、標點、程式撰寫等步驟分析其飛行動態並呈現在三維空間中，觀察得到拍翼振幅、拍頻、上下拍時間比等數據，作為拍翼機設計之依據。接著以大鳳蝶為設計基礎，使用3D列印並結合生活材料，經過六代的改良，製作出與大鳳蝶拍翼動作相近的拍翼機。最後以PIV可視化技術，使用氧化鋁粉末與綠光雷射紀錄流場的變化，並利用matlab的套件PIVlab進行分析，接著觀察到昆蟲飛行的特色：翼前緣渦旋貼附與夾翼造成的射流。 本研究整合了生物觀察、機械工程、流場分析等領域，並已完成雛形的設計與製作，而我們希望動態與流場分析的數據能夠作為未來改良之依據。

水產養殖已成為本世紀重要的水產品供應源，多數水生生物需生長在一定的水壓下，才可穩定成長進而達到性成熟及產生子代，而陸池養殖無法產生相對應的水深壓力環境，導致水生生物成長及性成熟困難的困境。本研究提出創新的低水體(水深10.5公分、容量14公升)模式，使用加壓調壓器材、水冷機、過濾系統等自製一個密閉、具穩定調控高水壓、可觀測生物、穩定水溫及水質淨化再利用的循環養殖系統。以本系統進行高水壓(1 kg/cm2 ; 約10公尺深)及次高水壓(0.5 kg/cm2 ; 約5公尺深)分別養殖淡水螯蝦及海水白蝦，結果顯示此些生物皆呈現體色較深及成長速率較快的現象，證明此高壓系統有利其生長。本研究以環境友善為出發點，採用低水體壓力調控方式，營造水生生物適合的水壓環境，未來可應用於水生生物的性成熟養殖操控或特殊養殖等研究，預期將可多元發展且極具發展潛力。

圓內接四邊形有一個幾何定理：若圓內接四邊形的兩對角線相互垂直，則連接對角線交點與一邊垂足點的連線過對邊的中點，稱為婆羅摩笈多定理。 我們嘗試將圓內接四邊形推廣至圓內接多邊形的情形，定義其多邊形中若滿足對邊建構原則：「連接兩垂直對角線交點與一邊垂足點的連線過對邊的中點，同時連接同一邊中點的連線垂直於對邊」，則稱此多邊形為婆羅摩笈多多邊形，簡稱B-多邊形。另外定義在圓內接多邊形中，兩相互不垂直的對角線交點若滿足對邊建構原則，則稱為特定多邊形。 本作品中，深入探討婆羅摩笈多定理推廣至圓錐曲線內接四邊形的情形，先推導出圓錐曲線內接正方形的建構條件，顯然此正方形必為B-正方形，此曲線包含七種。接著利用直徑性質推導出拋物線內接四邊形作圖，進而推導出圓錐曲線內接四邊形的二種建構條件，此曲線包含十一種。

依據世界衛生組織2013年調查研究顯示，全球每年約有29%的孩童 (超過兩百萬名) 因腹瀉及肺炎而死亡，而在我國腹瀉群聚亦佔傳染病防治之大宗，尤其2020年受新冠肺炎(COVI-19) 疫情影響，台灣民眾均留在國內旅遊，腹瀉案件急速增加，且因適逢旅遊熱門旺季加上中小學開學之際，經常出現規模上百人的腹瀉群聚，危害民眾健康。現階段急性腹瀉病人的治療多以支持性療法為主，然而目前應用糞便移植重建腸道菌叢已是包括癌症在內的重症醫療方向之一。本研究應用次世代基因定序技術偵測微生物16S rRNA 的高變異區域進行急性腹瀉患者腸道微生物菌相組成、菌種豐富度分析及菌種鑑定，希望透過偵測急性腹瀉患者的腸道微生物相分析有助於理解腹瀉患者與健康人體腸道菌叢的差異，可提供未來臨床治療參考，亦可藉此推動從家庭到社區的全民健康促進，打造健康優質的生活品質。

45 度線偏振光入射銅化合物所得散射光為線偏振，銅片直立或橫置，在同一光源下，相對位置亮暗趨勢相似，故銅片上顏色變化非薄膜干涉。圓偏振光入射晶體，不同照相角度所得散射光強度、偏光軸偏轉及偏極化等變化，可推知為雙折射晶體。控溫定量供氧的均質銅化合物晶體，其散射光偏振態偏向圓偏振，因細紋、粒徑等因素，造成偏極化變化。 溫度梯度變化造成銅化合物晶體折射率及介電係數改變，為散射光強度、偏光軸偏轉及偏極化變化的主要因素，經由理論模擬更可得知散射光偏振態的細微變化；不同波長入射相同銅化合物晶體，所得偏光軸偏轉有極大差異，且變化不同波長的光強度所造成偏極化現象及晶體吸收率各有不同。 故不同波長的光進入銅化合物雙折射晶體時，因散射光強度變化、偏光軸偏轉差異、偏極化、取值角度及吸收率不同，晶體會有顏色差異及色彩變化。

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體，觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場，發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響，進而改變磁振盪振幅。本實驗也利用了磁場的橫向位移帶動轉動中的磁浮體，藉此觀察磁浮體轉動對磁浮穩定的影響。研究結果得知磁場的交變頻率越大，會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。而磁浮體的轉速越快，周圍磁路分布越平均，越容易穩定隨載具移動。

路燈若變壓器損壞，會連同高效率LED晶片被丟棄，就像勞斯萊斯的引擎壞了就整台廢棄。本作品思考如何回收LED良品，改造成「不需要」變壓器也能發揮高功率路燈LED的強光照明並長時間使用。 用a-IGZO取代電阻器，從已發表的論文知a-IGZO經紫外線或藍光激活後，有超過一天以上的持久性光電流，可讓LED有更好的發光效率，路燈LED發藍光，且適合放在玄關入口照得到紫外光激活可持續到晚上。LED需要直流偏壓3.7V下工作，用110V交流電除了電壓相差太大，也有閃爍問題。我們巧妙利用路燈LED是集成晶片，經設計可在交流電變換極性時都有LED亮著，再用擴散片(從液晶螢幕拆下)將光弄勻，讓燈看起來是恆亮，材料成本僅需一元(電阻器)。回收再製後，可用在大門入口或走廊下長時間照明，環保愛地球省電省錢。利用Arduino設計監測模組並用wifi傳回數據，可長時間觀測，證明可行。

本研究主要研究人類尿液中，腎結石中的奈米細菌(nanobacteria)是礦物結晶或細菌成長作用，使用自製分光光度計，以OD值的差異劃分，結果顯示奈米細菌呈現礦物結晶特徵，成分分析亦證為磷酸鈣。之後研發腎結石抑制劑時，使用自製人工尿液，以磷酸鈣Ca3(PO4)2、草酸鈣CaC₂O₄和尿酸(C5H4N4O3)為主體，分別測試維他命C、(•OH)、模擬管壁發炎、模擬尿液pH值變化，並觀察其結晶型態變化，結果發現模擬管壁發炎OD值最高1.4，尿液pH值5時OD值 1.3次之。推斷腎結石主因與管壁發炎最密切，其次是pH值變化，偏酸與過鹼皆易產生結晶。最後以自製的結石抑制劑比較傳統C6H5K3O7(檸檬酸鉀) 抑制劑，本研究抑制劑OD值呈現較佳抑制效果。