2023年

光觸媒被視為極具潛力解決二氧化碳過度排放的方式。二氧化碳因線性且高鍵結強度(~532 kJ/mol)的結構，當催化劑吸附二氧化碳分子並提供電子時，可降低二氧化碳最低未占分子軌域能階位置，有助於其進行氧化還原反應，轉化成再生能源。 本研究使用三氧化鎢(WO3)並摻雜不同濃度的銅原子作為主要光觸媒，期望銅能扮演施體(donor)，提供額外的電子，幫助二氧化碳光催化反應。我們藉由穿隧式電子顯微鏡(TEM)觀察樣品結構，利用拉曼光譜儀、X光繞射分析儀器(XRD)、X光吸收光譜儀(XAS)確認摻雜形式； X射線光電子能譜儀(XPS)得知銅的實際摻雜濃度。以紫外光-可見光光譜儀(UV-Vis)測量吸收光譜，最後以氣相層析儀(GC)分析光催化結果。我們目前成功配置出摻雜五種不同濃度銅的氧化鎢，光催化結果可發現摻雜銅確實有助於二氧化碳的轉換。未來希望提高產物一致性，成為高效的再生能源，實際應用改善環境。

顆粒體(細沙、塑膠珠與鋼珠)於扁平長方容器內近二維堆積在高速轉動時，其自由面有要成為拋物線的趨勢，但因有摩擦力的存在易導致自由面出現中央尖錐區與兩側線性堆積區之分布，因而呈現類似W之外型。近二維堆積顆粒體高速轉動下，摩擦力大者(如細沙、塑膠珠)易在近轉軸處出現中央尖錐；而摩擦力小者(如鋼珠)在近轉軸處則易出現較平坦之分布。另近二維堆積顆粒體在轉動過程達穩定後之自由面分布，會受經過的歷程所影響，不具可再現性。 相同數量(1000顆)與尺寸(3 mm)的鋼珠與塑膠珠混合後以高速(>500 rpm)轉動，其堆積分布與同轉速下的鋼珠一致，代表混合態高速轉動後穩定堆積的自由面分布是由慣性大的顆粒體所決定。 顆粒體和液體轉動時類似卻又不同的現象讓值得進一步的探討。

本研究探討液滴碰撞時各種變因對撞擊前後耗散能量的影響，主要以直徑、速度、黏度作為變因進行實驗。實驗前，先完成接觸角、表面張力、黏度與密度等基本量測，再利用高速攝影機測量出液滴直徑、最大擴張直徑與液滴撞擊速度，將其數值代入能量守恆式，計算出耗散能量後，發現它受到直徑的二分之一次方、速度的二分之三次方、黏度的二分之一影響，其中黏度也會造成能量與韋伯數關係圖的斜率些微變化。

在一期校內的階城盃中，我發現一個有趣的問題，在一個正多邊形，甲走一圈花 分鐘，乙走一圈花 分鐘，請問第一次甲乙在何時、何點相遇？當我寫下這題目特定解時，突然發現還有許多有趣且可延伸的可能，因此開始研究；本篇研究透過求出甲乙相遇的每一個地點連接形成一個圓形，再藉由此圓形與題目中的正多邊形的點所畫的圓形的頂點相對位置，找出甲乙何時何地第一次相遇在正多邊形的頂點上，並導出通解並期望在未來可以找到不限定人數等等的延伸。

In this project, we created a function integrated onto a Lingao Chassis that allows the robot to use Slam and Gmapping to successfully navigate its way to the most convenient destination for the user, while avoiding any obstacles on the way, improving the default Gmapping errors.

本研究利用在地取材的棋盤腳樹葉片經過高溫碳化後應用於鋰硫電池，並探討其電化學性能，並檢視其降低穿梭效應發生之成效。 利用三種不同碳化溫度探討溫度對棋盤腳樹葉結構的影響，由SEM圖中我們可以發現，隨著碳化溫度的升高，葉片表面呈現越光滑且越少雜質的樣貌，代表其碳化程度越高，導電性也隨著提升。電化學性能部分1000°C中間層在首圈0.2 C速率放電表現出1702.8 mA h g-1高電容量，而經過100圈0.2 C充放電循環後仍保有82.63%最高的電容保留率。在倍率性能部分，1000 °C中間層在1 C高電流密度下仍保有450.5 mA h g-1超高電容量，遠高於其他樣品。CV分析中可以看到1000°C中間層其還原峰重疊程度良好，且未發現較嚴重的偏移，代表其抑制穿梭效應能力較佳，且反應動力學良好。EIS分析中，1000 OC中間層具有最低的總阻抗，使鋰離子在高倍率時具有良好的導電性，是倍率性能提升的關鍵。

本研究從日本Subaru天文台 Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program （HSC-SSP）及Hyper Suprime-Cam Legacy Archive （HSCLA）計畫網站下載公開的可見光觀測影像，撰寫程式進行彗星軌跡擬合（trail fitting）與孔徑測光（aperture photometry），分析已知彗星在遠日軌道時的光度並初步測量其彗核大小，進行後續討論。

無線傳電是非常新穎的創舉，但卻沒有人用簡單且便宜的方法來改善傳輸效率不佳的問題。在主線圈加入軟鐵後，輸入和輸出的功率比從52%增加到70%，大大減少無線傳輸能量損耗，且若次線圈再加入諧振線圈，則功率比可從52%再增加到80%，這是一個重大發現。在主線圈加入軟鐵實際無線充電之效果是：充電到10mAh時間從9分32秒縮短到5分23秒，減少3分51秒，效率提升40%。在次線圈加入諧振電路對實際無線充電之效果是：大大提升次線圈原本輸出功率約3.8倍，且主線圈加入軟鐵後，充電時間又再縮短20%。由實驗最佳數據，本組設計了無電池風扇並結合3d列印及雷射切割技術，使研究結果商品化，只需插上電源就可以使用。

巴金森氏症是最常見的神經退化性疾病之一，目前尚無根治之法。研究已知，粒線體如果出現問題，會加速神經細胞退化。細胞自噬作用可協助清除功能不佳的粒線體，以維持神經細胞運作。電子傳遞鏈第三複合體核心中的UQCRC1 (Ubiquinol-Cytochrome C Reductase Core Protein 1) 基因點突變會導致巴金森氏症。然而，細胞自噬作用對於UQCRC1引起神經退化影響的仍不清楚。本研究中，在果蠅神經系統以RNA干擾方式降低UQCRC1表現量，建立巴金森氏症模式；而後利用不同藥物分別抑制或促進細胞自噬作用，觀察果蠅爬行能力；同時，利用MARCM遺傳工具，使果蠅組織細胞分為UQCRC1缺失和正常細胞兩群，觀察細胞自噬相關的蛋白表現量在兩群細胞間的差異。研究結果顯示細胞自噬對UQCRC1參與的粒線體功能缺損的神經退化有代償作用。

本研究研發出「能用池塘等高氨氮廢水來發電的新式微生物電池行動循環系統，搭配程式進行智能監控」。為了達成減碳的能源目標，我們設計了一個新式小型微生物電池。利用塑膠針筒連接常見的中藥塑膠罐，配合石墨棒加以改良，中間使用質子交換膜當鹽橋。串聯第14個微生物電池，電壓可達到7.53V，配合USB降壓板模塊，將放出的電能順利充入手機及行動電源儲存。首先將學校池塘水中的菌加以篩選出適合高氨氮環境中生存之菌種當成陽極微生物，能將含氨氮廢水以及葡萄糖氧化，配合傳統的魚菜共生形成新式微生物電池行動裝置，不僅達到綠能環保，還能行動自如地移動到不同水域進行發電。最後結合Arduino Uno程式監控水質，利用Arduino Uno程式搭配TDS感應器及繼電器，可以監測魚池中TDS雜質並啟動馬達抽水循環，Python程式回報水質。 本研究可解決環境汙染與能源缺乏的問題，期望達成水資源循環利用、永續發展。