2023年

本研究主要探討一群帶原者在城市間的隨機移動。假設城市總共是有限多個、每次移動只跟當前城市有關，與總移動次數、移動到當前城市的過程無關。本研究假設每次移動時間為一天。在上述條件下，我去思索帶原者是否必定會到達特定的都市。此時加入了任意城市均與此特定都市連通的條件。 關於數學推導的部分，先證明當移動次數趨近無限大時，帶原者到達首都的機率趨近於1。再來由轉移矩陣具穩定狀態的性質，證明期望值與變異數的收斂。最後，利用矩陣的極限與隨機變數兩種方式，解得期望值與變異數的關係式，將極限問題轉換成解線性方程式。 在模型實作方面，我收集了CDC五月的資料，並經過平均、換成感染相對比率後形成機率矩陣。運用拉格朗日參數法求最小值條件後，藉由大量的隨機撒點以牛頓法迭代求得最適轉移矩陣，以評估疫情變化。並利用自助抽樣法求得6月感染相對比率的95%信賴區間，繪圖進行比較。

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。

本研究建立美洲蟑螂的社會孤立動物模式，藉由隔絕費洛蒙的交流，探討對昆蟲行為與生理的效應。社會孤立的美洲蟑螂，具有較高的死亡率，並改變以下的行為反應：減少蟑螂的探索行為，使蟑螂運動的時間與距離降低，並增加對能產生較高能量之食物的需求。社會孤立可改變以下的生理反應：個體代謝過程的呼吸商降低，以脂質代謝作為能量來源；脂肪體觸酶活性下降；包囊作用的免疫反應下降。本研究發現，即使是非社會性昆蟲的蟑螂，社會孤立亦會造成生存上的負面影響，而引發隔離症候群(isolation syndrome)。

二氧化碳在大氣濃度中不斷飆升，進而加劇溫室效應。該如何降低二氧化碳的汙染成為一個重要的議題，而其中將CO2RR有很好的發展，運用電化學將二氧化碳經過金屬觸媒進行還原反應，得到的產物可以做為燃料電池的燃料來源或化工原料…等許多應用，被視為將來很有潛力的環保科技。 然而以銅做為觸媒雖然可以獲得多樣的產物，卻缺乏選擇性，因此我們決定以銀作為輔助，製作雙金屬觸媒，進行改善。 本實驗合成核殼結構的銅銀奈米粒子，並以碳黑作為載體，來製作金屬觸媒，可以防止銅在反應過程中氧化，並同時保留兩種金屬的特性。我們開始思考還原溫度如何影響雙金屬觸媒的生成，進而影響產物的選擇性。我們計劃以油胺油酸法合成銅銀金屬觸媒，改變溫度條件，並嘗試不同的金屬比例，尋找提升效率的最佳反應條件。

本研究以具空間梯度的臺灣周邊離島測站實測數據及衛星氣膠光學深度時空變化及相關性推斷東亞境外氣膠對臺灣北端PM 2.5濃度的影響。我們選取鄰近中國的金門與馬祖、中等距離的馬公及臺灣北部(富貴角、基隆)、遠離大陸的日本離島(石垣、那霸)共七站，分析2015-2021年東北季風盛行冬春季與西南季風盛行夏季的資料。結果顯示各測站冬春季PM 2.5濃度均較夏季高2-3倍並由西向東下降，冬春季相關性均較夏季高；針對高濃度事件，氣膠光學深度顯現冬春季高PM 2.5傳輸和各站測值在時空上緊密連結，由西向東下降；冬春季當地汙染極低的馬公平均濃度與臺灣北端兩站數值一致但夏季顯著較低，顯示季節性境外汙染對馬公和富貴角、基隆影響程度的一致及重要性。以上結果均支持東亞境外氣膠傳輸為臺灣北端冬春季PM 2.5主要來源。

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。

為觀察氣流流經物體表面不易流動的現象，我們設計製造風洞實驗裝置。將筆芯墊在金屬片上，測量筆芯被吹動時的驅動速率，繼而變更筆芯的高度與水平位置，測量筆芯被吹動之驅動速率。由數據作圖可看出在風洞管下半部，筆芯驅動速率會隨著高度以乘冪減少，也就是從底層往上的流速是乘冪函數增加，與文獻之圖形類似。同時從數據作圖分析中也可看出筆芯越細，隨高度增加時，驅動速率較快變小。而筆芯超過風洞管一半鉛直高度後，數據曲線不如預期，故又繼續研究金屬塊破壞層流之效應。在底層放平行條狀物(簡稱肋條)，用筆芯來看出氣流的擾動，測出驅動速率有些區域大有些區域小，表示障礙物引起二次流的紊流並不是流速變快，是屬於擾動式的。