2024年

Currently, Large-scale solar PV systems installations are taking place in the desert environment and space to harness abundant solar energy effectively. Dust accumulation on the surface of photovoltaic panels (PV) is the most stignant problem for photovoltaic panels, as dust deposition reduces PV problem energy generation efficiency significantly. Thus, the removal of dust from the PV panels has become very important to increase the rate of energy efficiency by the PV panels. The dust particles could be reduced using traditional dust cleaning techniques. But, in the harsh and hostile desert environment, these approaches which requires a lot of water, complicated mechanical instruments, enormous logistics, and personnel. Electrodynamic dust shielding (EDS) system has been developed at our laboratory to remove dust particles from the surface of the PV panels. The EDS system has been successfully tested for dust mitigation. The unique features of our EDS System is that it is cost effective, easy to install and no manpower required as it is an unmanned system. The design and construction of a single-phase electrodynamic dust repulsion device built locally in KSA is demonstrated in this study. This work showed that the optimized electrode design and electrical parameters, such as AC source voltage and frequency, maximized the EDS system's dust mitigation effectiveness. A perfect balance was achieved between the geometrical and electrical parameters of the EDS system, resulting in a dust removal efficiency of up to 92±1 ℅.

在高度數位化的社會，存在大量的數位影像資料，在不影響視覺品質之前提下如何標記持有者或資料來源是一重要課題，而不可視浮水印機制是可行的解決之道，本研究運用對抗性機器學習技術的概念及深度學習技術研發設計數位影像之浮水印機制，研製偵測器與註冊器。本研究設計研製之偵測器與註冊器可以處理任意大小的影像，經實驗分析具高度的保真性，並具可以承受 JPEG 中度品質(qlt=50)的失真壓縮攻擊，解壓縮還原之已嵌浮水印影像偵測器仍舊可以有效判定具浮水印。本機制可以結合網站、伺服器或影像設備為其提供的數位影像嵌入浮水印，在不影響視覺感官的前提下標記來源或持有者。

當船開過水面，因為內波而產生船速下降甚至停滯不前的現象，稱為「死 水效應」。此現象好發於初春冬冰消融之際、河川出海口等容易出現穩定密度分層區域。本研究主要針對「死水效應」進行探究，運用食鹽水製作密度分層，在水槽中利用模型船模擬現實中可能發生的情況，了解內波與死水現象的 關聯。 結果顯示當拉力較小、船重較重、上層水較薄、下層水較厚時，較容易發 生劇烈的死水現象。無論船速為何，在 Froude number 接近 1 時皆會受到內波影響，造成加速度減緩，當加速度達到負值，稱為死水現象。船一旦發生過一 次死水現象，並再加速時，船尾流會增強殘存的波，船極有可能再次陷入死水 現象，使得 Froude number 在 1 附近上下震盪，須等內波破碎或分層混亂時才 能完全脫離死水現象。同時本研究也發現船速與平均波速具有一關係式，可協 助進行觀測上等用途。

本研究主要是研究雷射光通過瓶底的圖紋，出現多樣性的焦散曲線圖形。瓶底的圖紋有數字、花紋、環保標章等，焦散圖則是由亮暗相間一環一環的曲線組成的繞射圖。 研究分析焦散圖的共通性，有焦點、折皺、尖嘴、三曲、橢圓、雙曲、類牛頓環、海波、沙灘共九類基本單元圖，以數學函數方程式表示並探究圖形與玻璃的紋路結構的關係。 探討最外環的寬度的變化得知： 1.每個焦散圖最外環的亮帶最寬，然後依次寬度漸小。 2.圖紋到螢幕的距離、入射光波長與寬度呈線性增加。 3.入射角度、瓶底圖紋的曲率與寬度呈線性減小。 改變折射率，結果焦散圖形狀樣貌不變，縮小後仍然呈現立體狀。而且在水中最外環寬度與距離成正比，入射角度線性減小，波長線性增加趨勢。 未來希望能繼續探討複雜的焦散及 3D 立體的實像圖，應用於光學藝術的創作及室內設計上。

亞硝酸鹽與對胺基苯甲酸 (4-Aminobenzoicacid, PABA)反應生成重氮化合物，並與 N-(1- 萘基) 乙二胺二鹽酸鹽 (N-(1-Naphthyl)-1,2-ethanediamine dihydrochloride, NED) 進行偶聯反應，進一步生成紫色、褐色的化合物，使水凝膠的表面從無色轉變成化合物的顏色。隨著亞硝酸鹽濃度的改變，水凝膠成色的效果也會有所不同，這也導致了其表面灰階的變化。重氮化偶聯反應可用於亞硝酸鹽的比色測定，亦被證明可用於實際水樣本中的亞硝酸鹽檢測。

氦閃是類太陽恆星演化過程的關鍵事件之一，過去已有人建立了不同初始質量、不同金屬豐度的恆星演化模型，但礙於當時的科技水平，無法直接計算氦閃的過程，只能在水平分支時透過導入模型繼續運算。如今因為模擬程式的進步，已能補足以往之缺漏，以新的視角來檢視恆星演化的過程。 本研究使用功能強大的 MESA進行恆星演化的模擬，再以 Python將模擬結果繪製成可視化圖表，來探討金屬豐度對類太陽恆星氦閃過程及恆星演化的影響。經分析得知恆星的金屬豐度與能夠發生氦閃的初始質量上下限呈正相關。而在會發生氦閃的恆星中，金屬豐度與其氦閃前的表面光度為正相關。隨後因為金屬豐度氦閃釋放的功率峰值呈負相關，導致其與氦核溫度與密度的變化也呈負相關，所以金屬豐度與恆星氦閃後的光度呈負相關；並因為金屬豐度與氫包層質量呈負相關，所以其與恆星在氦閃前及氦閃後的溫度也呈負相關。

為了改善癌症藥物載體的標靶性，3-氨基苯硼酸與二硫化物同時拿來修飾天然材料奈米纖維素和植物核酸。3-氨基苯硼酸可以和高度表現唾液酸的癌細胞結合，二硫化物可以被癌細胞內高度表現的穀胱甘肽切斷雙硫鍵而釋放藥物。利用油包水的乳化方式，將化療藥物包覆。這些雜合奈米膠粒徑界於 100 到 150 奈米之間，是帶負電的球狀構造。高濃度(2 毫克/毫升)的奈米膠對正常細胞的毒性很低。3-氨基苯硼酸修飾的組別可以誘發更多的癌細胞死亡，而且比二硫化物的標靶效果更好。具有 3-氨基苯硼酸修飾的組別可以促進更多的癌細胞吸收化療藥物，以及被細胞核染劑染上螢光。本研究提供標靶性藥物載體在癌症治療一個替代的方式。

為研究花青素在不同因素影響下的抗 UV 能力，選用矮仙丹作為研究對象。以矮仙丹花瓣的花青素，研究不同濃度及 pH 值的環境下，花青素的抗 UV 能力，以及在照射 UV 後， 矮仙丹 SOD、POD 之濃度變化。由實驗得知，紅花的花青素含量大於粉花。對比了紅花及粉花的 UV-Vis 光譜圖後發現：在相同濃度下，紅花的吸光度大於粉花且兩者的最大吸收高峰皆位於約 510nm~520nm 處，由此推知矮仙丹的花瓣含有大量的花青素。而花青素在不同pH 值環境下，會因為結構改變而呈現不同的顏色。我們測試在不同 pH 值緩衝液的花青素是否具有不同的抗 UV 能力，發現鹼性高於酸性。植物在代謝過程中容易產生具有毒害作用的活性氧，由於活性氧會對細胞造成傷害，於是演化出抗氧化酶，如 SOD、POD 等，用以清除活性氧，降低對植物的傷害。

在這篇作品中，探討科學研習月刊中森棚教官的數學題－「互相牽制」的整除問題，此問題是指「你可以找到多少組正整數對(x, y)，讓x的平方減5為y的倍數且y的平方減5為x的倍數？」。我們除了探討原問題之外，也探討將5改為任意整數 l 的情況，我們要刻畫滿足 y | x2- l 且 x | y2- l 的所有整數解(x, y)。 首先建構生成另一組整數解的方法且推導出在 (x2+y2-l) / xy 為整數的條件下生成另一組整數解的方法。在 (x2+y2-l) /xy 為整數的條件下，可利用二階齊次線性遞迴數列及二次曲線刻畫滿足 y | x2 - l 且 x | y2- l 的所有整數解(x, y)。當上述條件不成立時，利用二次曲線試圖刻畫滿足 y | x2 且 x | y2 的所有整數解(x, y)，進一步推導出在特定條件下，可利用二次曲線刻畫滿足 y | x2且 x | y2的所有整數解(x, y)。

n個人面向圓心圍成一圈，順時針編號1, 2,..., n。初始每人手中皆持有一顆糖果，由 1 號開始依序傳給左邊的人一顆、兩顆、一顆、兩顆……糖果，手上沒有糖果的人必須立即退 出，直到不再有人退出。本研究主要探討此種糖果傳遞遊戲之最終結果，研究後發現僅分為由一人獨得之成功狀態，以及數人間循環傳遞之循環狀態，因此針對達成成功和循環狀態的充要條件、勝利者的初始編號、最終剩餘人數、遊戲結束時的傳遞輪數等進行研究探討。 除了研究最基本的型態之外，亦將遊戲規則推廣至初始每人手中可持有任意m顆糖果，也可任意傳遞i顆、 j顆、i顆、 j顆……糖果，且均已歸納並嚴謹證明其傳遞結果會依n值分為三大類。另外在研究過程中還發現：當傳遞步驟數為質數時，將其結果所成數列進行特定的行列式運算後之值與 jmn相關。