2024年

可可殼為鮮少被有效利用的農業廢棄物；四環黴素（TC）為水體中常見的有機環境賀爾蒙，殘留過量在環境及生物體中會造成威脅；生物炭將高纖維植物在無氧環境下高溫熱裂解，低成本、多孔且富含官能基。過硫酸鹽（PMS）具有強氧化性，且降解 TC 後產物較無害，已被廣泛應用。綜上所述，本研究欲以可可殼生物炭（CSBC）活化 PMS 降解 TC，促進永續發展。 本研究燒製不同溫度的 CSBC，並探討相關反應機制及參數後，找出的最佳化條件為： 300 mg/L CSBC-700 活化 0.3 mM PMS 降解 50 ppm TC。而後進行斑馬胚胎 96 hr 急性毒測試， 測試投放不同劑量的 TC、CSBC、PMS 之魚隻孵化與存活情形，並將最佳化條件投入測試後，對仔魚無發育與存活上的影響，可驗證本研究的應用性，望找出淨化環境水體的方法。

ChatGPT 問世後，許多問題皆已能由其回答。然而在邏輯方面的問題，ChatGPT 免費版有著明顯的不足，時常出現似是而非的答案。為了解決此問題，本研究利用連線 ChatGPT API，使用四種 Chain-of-thought prompt 的方式，將問題分解成若干個子問題，利用子問題們提供原問題較多的資訊以降低在解題過程出現的錯誤。最後分析四種方法的優劣，四種方法各有優缺，並無一方法於所有題目皆正確率最高。

網際網路高速發展時代，為解決身處於無蜂窩訊號涵蓋範圍下，可提供通訊服務及緊急呼叫的手持無線電及衛星服務昂貴不普及，因此本研究採用遠距離、低成本、ISM免執照頻段的LoRa物聯網無線電技術，透過其啁啾調頻技術(Chirp Spread Spectrum)、高鏈路預算等優勢，以「人人皆為基地台，亦為客戶端」理念，設計P2P去中心化網狀網路(Mesh Net work)節點傳輸協定和低廉可負擔的通訊裝置，應用於SOS緊急救難呼叫、短文通訊、定位回報等。在固有網路系統不可用時也得以獨立組網，無須高昂的修建維護成本。也可透過搜救無人機、高空氣球等，快速部署Gateway於高山極地、無訊號區、第三世界國家等情境場所，促進人類福祉達成聯合國SDGs永續理念，未來將技術結合低軌道衛星，較其他衛星技術更經濟、環保，並覆蓋全球範圍達成無死角通訊。

高海拔的高山多與極區相似，地表覆蓋著冰雪，故推測可能觀察到與極地放大效應類似的情形發生。本研究探討歐洲、美洲以及亞洲海拔超過3000 公尺的數個近百年測站之氣溫資料趨勢並比較各測站之間的差異，藉由觀察所繪製出的圖表，得到支持高山地區的暖化情況同樣也較全球平均的暖化情況明顯的證據，以及高山地區季節的暖化差異，並更加了解高山氣候變遷的趨勢，以及近代與過去暖化情況的不同。

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。

本研究旨在解決摩爾定律和庫梅定律的困境，利用合成生物学將酵母菌配型變換的特性改變為一種運算機制。首先，以HO內切酶切割不同配型的酵母菌(MATa和MATα)染色體使其進行配型變換，並用顯微鏡檢視是否達成交配和計算效率。其次，利用同源重組將製造必需胺基酸(TRP1和HIS3)的基因替換配型變換中會置換的配型基因(a和α)，將酵母菌配型變換改造為二進位生物運算單元。本實驗設計了引子用於PCR確認酵母菌第三條染色體中是否準確插入TRP1/ HIS3序列。目前成功以HIS3基因轉殖重建酵母菌的配型。這項研究為隨後涉及不同配型變換以及利用CRISPR系統進行計算應用的更廣泛研究提供了基礎。

塑膠汙染問題日益嚴重，生物降解是一個對環境相對友善的解決方法。淡紫青黴菌(Purpureocillium lilacinum)為一種內寄生性真菌，前人發現其 BA1S 菌株具有降解PBAT(Polybutylene Adipate Terephthalate)塑膠的能力。本研究目的在篩選能夠提升 P. lilacinum BA1S 降解 PBAT 能力的添加物。將厚度 30µm 的塑膠片置於含有 BA1S 以及各類添加物的溶液中進行生降解試驗，以 7 天或 14 天為單位進行取樣，依塑膠片餘重來計算塑膠的降解百分比。實驗結果發現添加 Cu²⁺離子的處理組在鹼性環境下(pH 7.5)有最佳的降解效果，推測是該添加物可作為漆酶（laccase）的誘導物，促進 BA1S 的氧化的降解效果。添加 Rifampicin 的處理組也能顯著提升降解率，推測是因為該物質具有促進 cytochrome p450 單加氧酵素活性所致。本研究成果不僅可運用在降解 PBAT 農膜，也可以解決田間病原線蟲危害的問題。

蘭科植物的種⼦細微如沙塵然⽽胚發育不完全，亦無胚乳。在⾃然條件下，蘭科植物需仰賴菌根真菌⽅能順利完成其⽣活史。本研究欲探討綬草(Spiranthes sinensis)與根部共生真菌（root-originated mycorrhizal fungi）的關係，將實驗分為四個部分，一為觀察綬草根部、種⼦和共生真菌。二為探討綬草的根部共生菌種。三為測試共生菌絲與萌發所需物質的關係。四為探討共生真菌與綬草萌發的關係。結果發現綬草的根部共生菌種類會受環境影響，並且綬草根部的真菌種類不少，其中包含角擔菌Ceratobasidiaceae、膠膜菌Tulasnellaceae、傘菌科agaricomycetidae等，且能分解環境中的澱粉與蛋白質。

水蕨(Ceratopteris thalictroides)為台灣本土常見的水生蕨類，亦為觀察植物生活史的絕佳教材。然而發現秋季採集的水蕨孢子具有明顯的休眠現象，因此本研究旨在探討水蕨孢子的休眠現象與機制，以及成熟度、低溫儲存、吉貝素及光照等因素對於水蕨孢子發芽的影響。研究發現，孢子的休眠現象與成熟度具有顯著相關性，並且可以藉由低溫儲存有效打破休眠狀態。適當濃度的吉貝素則可以有效逆轉離層酸對於水蕨孢子發芽的抑制作用，並促進孢子發芽。針對光照處理，結果發現藍強光及紅光能顯著提升孢子發芽率，藍弱光則無，而遠紅光則具有拮抗紅光的效果，此驗證了光敏素對於水蕨孢子發芽的調節機制，此外也發現於不同光照處理間需存在一定時間的黑暗間期，使光敏素進行轉換。本研究對於水蕨孢子採集與培養之條件，可提供培養水蕨時的參考，未來期望能應用於其他蕨類植物的培養與復育。

GROSSMANN, João Miguel Sastre. ReCiPla - Cyclic Soil Microplastic Remover: A way to remove microplastics from soil using electrostatics. 2023. 28 p. Research report – Scientific Apprentice Program, Colégio Dante Alighieri, São Paulo, 2023. Microplastics are the largest form of physical pollution on the planet. Affecting everything from terrestrial and aquatic environments to the air, compounds up to 1 micrometer in size are present inside the human body and can intoxicate the main organs in which they are found, such as the lungs, spleen, liver, and heart. Therefore, methods of removing these compounds from nature are essential, which is why this research is based on electrostatically removing MP from the soil. To this end, a vibrating conveyor belt was designed that would act in conjunction with a plate electrified by a Van de Graaff generator to separate the plastic compound using electric field induction. After characterization tests to quantify the voltage produced by the generator, which produced an average of 95 kV, the vibrating belt was made and will be used later in conjunction with the electrostatic method. This methodology suggests that it’s a success even after the electrified plate was applied to its structure. It carried out the proposed processes, such as moving the test masses, vibrating them, and fully supporting the electrified plate. In addition, the electrostatic removal method was tested to verify its efficiency and applicability. It was found that the removal of microplastics ranged it from 10 to 20% efficiency, suggesting it to be an effective method for separating microplastics. It should be noted that these statistics will be improved as the research progresses. In this way, the research proved capable of establishing an electrostatic removal method, as well as a process for transporting the material to be removed, thus achieving the objectives it set out to achieve. Finally, it should be noted that this research is still under development, with a view to applying the process in conjunction with the conveyor belt to carry out sample tests, as well as improving the removal process in the future to make it more efficient.