2021年

金屬-石墨烯材料在異相催化電極應用被蓬勃研究，製程避免石墨烯破裂或氧化也深具挑戰。高應用價值的金屬-石墨烯必要條件是具低電阻，文獻中銀奈米線和石墨烯兩者組合時，可獲得優化導電性能，並可代替昂貴易碎的銦錫-石墨烯。本研究從紙上薄層實驗，確認銅銀共接具優良催化還原能力，進而採用銅銀共接及化學氣相沉積技術發展出創新簡潔製程，成功製得奈米片狀銀-石墨烯異相材料。本研究製得的奈米片狀銀-石墨烯保有優良導電性及可調變性，而且大大增加石墨烯的抗氧化性。將銀-石墨烯異相結構做為電極以催化水電解產氫，產氫速率又高於銅銀雙金屬電極。除此之外，石墨烯也成為銅銀雙金屬的保護機制，使雙金屬不會因多次使用而被氧化，性能上更具經濟價值。片狀銀-石墨烯具透明度，將應用為可撓式透明導電膜，在穿戴式元件與綠能開發具高應用價值。 Abs

本研究由科教館的網站上科學研習月刊第54卷第3期探索數學專欄─「周休二日」進行發想。我們進行一般化的問題描述：假如在連假k天當中，任意連續m天之中，剛好要讀n天書，則在連假k天當中的讀書日最多有幾天？以及最少有幾天？本研究嘗試從相關文獻帶入原來的題目規則中，延伸至二維空間並找到其應用，卻意外地發現它其實是一個集合覆蓋的問題。於是，我們便著手進行將一維問題延伸至平面上格子點，以期能提出最佳化的結果，並找出其規律。

電流變液是一種由介電顆粒和絕緣液體混合而成的特殊流體，在外加電場到電流變液後，二氧化矽沿著電場排列成整齊的鏈狀結構，提升電流變液的黏度。 在這個研究中，使用添加了界面活性劑、親水二氧化矽顆粒以及矽油的電流變液作為研究對象，發現電流變液的黏度可以隨電場增加而有效地增加，且增加的效果會同時受到矽油初始黏度和是否添加界面活性劑的影響，但並非初始黏度越高效果越好，且添加界面活性劑在每一種初始黏度造成的影響也不同。 影響黏度的機制則和液體在電場下的靜態結構以及結構被破壞後的修復速度有關。比較黏度測量、散射光實驗、顯微鏡觀察等實驗結果後，推測該機制作用原理如下: 當矽油的初始黏度較小時，由於二氧化矽鍊的結構較不穩定且修復速度較快，因此主要會是修復速度在控制矽油的黏度，添加界面活性劑後，它會在親水的顆粒表面形成一層高介電常數的薄膜，提升顆粒的極化率，進而加速結構的修復、使液體的黏度增加。而當初始黏度較大時，由於修復速度較緩慢但結構相對較穩定，因此是由結構來決定矽油的黏度。

由於新冠肺炎的影響，引發了世界的一陣恐慌，也促使我對於免疫系統及病毒之間的交互作用有了更濃厚的興趣。而在疾病的肆虐之下，疫苗儼然成為對抗病原體的重要武器。試想我們若能找到某些化合物，在未找到特定疾病的疫苗之前，能藉由化合物刺激增強人體免疫能力，進而達到對抗病毒的功效，或許會是未來萬用疫苗的首選。 目前已知一種配體R848在RNA病毒界具有一定的代表性，在動物實驗中對冠狀病毒的感染也有一定的功效，因此我希望進一步探究此配體在免疫系統中的作用。本研究以細胞株及小鼠骨髓細胞為材料，以R848、CpG等2種不同的配體刺激，發現R848濃度會影響細胞的分化種類及活性，而經過CpG再刺激的細胞將會被活化。且若於發育過程受到持續高濃度R848刺激，將會使細胞活性下降，進以避免自體免疫反應的發生。透過此研究，可初步了解R848影響免疫系統的途徑。

本研究旨在探討自創ETF投資組合之策略。藉由比對現今台股前六大原型ETF之持股明細分析，找出這六檔ETF的持股交集狀況，發現交集六者的有3支股票，而交集五者的則為18支。能夠在這六檔ETF中出現，該公司之股票勢必有一定的潛力，而交集數愈高者，表示該股票愈具公信力。因此，本研究分別將交集五、六者的股票，分別以定期定額每月兩萬元計算近3年來的投資報酬率，比較投資ETF與投資此21支個股的投報率。 本研究將市值作為權重分配依據，收錄在前六大ETF中，交集六者與交集五者的21支股票，並計算近3年來在每個月第一個交易日的收價，以定期定額每月兩萬元的方式投資，最終將所有累積的持股，以2020年9月18日的收盤價計算總市值，並加入所有持股的配息金額，計算自創ETF的投資報酬率，期望能打敗前六大ETF，建構理想的ETF天菜組合。

本研究接續前系列作品結果並聚焦於探討氣流引入的機制。由於溫度最容易測量，因此此份作品環繞於溫度變化的分析。作者首先以初步實驗測量氣流溫度變化並比較現實觀察結果印證實驗的準確性。接著，以進階實驗探討氣體在流動路徑上和在截面上的動向。在路徑上，氣體的總引入百分比(Px)隨氣流水平位移而變化，並在0~5公分符合對數關係及在5~20公分符合線性關係。此外，氣體的單位距離引入百分比(Qx)不隨水平向位移而明顯變化。另外，氣流在截面的分佈情形觀察與現實狀況相符。 最後，透過觀察不同密度氣體和分析實驗結果歸納出氣體的定量分析。而由於實驗發現當口徑為 0.4公分時，氣體釋出達18公分的過程中，初始氣團充分引入外界氣體，使得其性質相當接近周圍環境，若將此模型到用於更多口徑，可以應用於人群密集、空間有限的情形中，使人們能避免暴露於氣體可能觸及的位置，不僅可降低傳染可能性，也可使社交距離較能符合日常生活情境並增加其實用性。

遙控技術進步快速，無人機由玩具演進入戰場，甚至在科學研究中成為無往不利的利器。本研究旨在探討若將MQ-9大型無人機捨棄匿蹤性，改採鴨式布局是否對其飛行效率及穩定性能達到更好表現。 以自製風洞為主要研究器材，此外也使用電子儀器測量，推導出升力係數及其計算過程。得升力係數與爬升能力呈正相關。 本研究結果如下： 一、 比較採常規布局模型與採鴨式布局模型於不同攻角下的升力係數變化，攻角0 ˚ ~15˚ 時採以常規布局模型有較好升力係數，但與鴨式布局模型差異不大。且採鴨式布局模型較採常規布局有較大的失速攻角（20˚）。 二、 常規布局模型與鴨式布局模型於不同攻角下的阻力係數變化，攻角0 ˚ ~15˚ 時採以常規布局模型有較大阻力係數，但與鴨式布局模型差異不大。 三、 以溫度流探討採鴨式布局模型比較採常規布局模型，其主翼下翼面溫度較低，可得採鴨式布局模型翼面下流速、密度、壓力較採常規布局模型小。 四、 自行設計Python程式統計側風狀態下採兩種布局之MQ-9風洞模型翼梢雷射光點閃爍次數，採常規布局模型擺動頻率較鴨式布局高。 五、 將方格紙上反射光點軌跡進行影片格放分析，並進行FFT模式分析，探討機翼運動模式。推測常規布局模型較多為「擺動」；「振動」則較少發生。鴨式布局模型較多為「振動」；「擺動」則較少發生。 六、 對放大機翼面積進行氣流分析，常規機翼模型攻角0 ˚ 時觀測到機翼有邊界層現象，15 ˚時觀測到層流分離現象，製造機翼表面壓力差並提供升力；鴨式機翼模型攻角15 ˚、20 ˚觀測到渦流現象，有助減輕主翼受力負擔並提供額外升力。 將大型無人定翼機結合鴨式布局，飛行時有更好的效率提升，以其高爬升比及穩定度高的特性，能在相同油耗下有更長遠的航程，也符合綠色科學發展與環保理念。

本研究以回收目前於電動汽機車及儲能設備中使用量最大的 Panasonic 18650 三元鋰離子電池為主軸，開發以三混深共熔溶劑(TDESs)將電池中的鈷、鎳回收之方法。 TDESs的合成，四級銨鹽選擇文獻中常用的氯化膽鹼，配對各種氫鍵予體(HBD)後，使 用針對鋰鎳鈷鋁氧化物(LiNi 0.8Co0.15Al 0.05 O2 ,LNCA)溶解度最高的 TDESs 組成作為探討主軸。 接著以循環伏安法(CV)分別量測 TDESs與LNCA及電池電解質溶於TDESs之電位窗及還原峰電位。並採用二極式電鍍還原鈷、鎳後，以掃描式電子顯微鏡(SEM)及能量分散光譜儀(EDS)分析鍍層表面的形貌及成分。最後以無電電鍍法還原出貴金屬。 結果顯示，溶入電池電解質之 TDESs溶液，在溫度373.15K，外加電壓4V、5V、6V的 條件下可單獨還原出鈷金屬，且在無電電鍍的實驗中觀察到，在室溫下靜置 2 小時後，可將 鈷、鎳還原。

在漸凍症(ALS)以及額顳葉退化症(FTLD)等神經疾病中，病患體內會有不正常的類澱粉蛋白TDP-43錯誤堆疊，在不同的堆積階段有單體(monomer)、多倍體(oligomer)、纖維(fiber)等不同的形態。目前在相關的疾病中，並沒有有效藥物及生物標誌(Biomarker)可以治療及進行檢測。在本研究中我利用由單株抗體技術所製造出對應TDP-43纖維的不同抗體，進行純化及濃縮，並透過酵素結合免疫吸附分析法(ELISA)鑑定這些抗體對於TDP-43不同型態的親和力，並找出專一性最高、結合效率最好的抗體，以作為疾病不同階段的生物標誌(Biomarker)，且希望可以以此來預測疾病進展並評估對治療的反應。

目前已有研究指出：胰島類澱粉蛋白(islet amyloid polypeptide；簡稱IAPP)的不正常堆疊與聚集，與罹患第二型糖尿病有很大的關聯。本研究使用一系列有機物香豆素(coumarin)分子，觀測其對胰島類澱粉蛋白聚集之影響；我們成功地自行合成出高純度的IAPP分子，將其與經光學性質篩選過的香豆素有機物，進行硫磺素-T動力學試驗，並輔以電子顯微鏡、圓偏光二色光譜進一步瞭解有機小分子對於IAPP結構之影響。實驗結果得知：具較高極性基團或取代基之香豆素系列分子，可抑制IAPP聚集成纖維；且具特定官能基結構者可有效改變IAPP之纖維型態。期待透過本研究探討有機分子與蛋白質作用之機制，進一步為糖尿病病症提供治療方法與途徑。