2025年

本研究探討了潮間帶環境中細菌與古菌的群落結構及其生態功能，並評估了隨機過程與環境因子對群落演替的影響。我們於金門南門海域的潮間帶進行了五次採樣，我們使用次世代定序(Next Generation Sequencing)進行16S rRNA 基因的定序技術分析了該區域微生物的豐度變化及其功能特性。結果顯示，細菌群落以變形菌門為優勢群，而古菌群落則以亞硝侏儒菌科為主。隨機中性模型的結果顯示古菌的豐度顯著受到隨機擴散的影響，而細菌群落則主要由鹽度、溫度和溶解氧等環境因子所驅動。經由Picrust2 代謝路徑預測的結果顯示，古菌與細菌共享多種基本代謝途徑，顯示出它們在生態上的互補性；同時，各自特有的代謝途徑則體現了它們對環境壓力的不同適應方式。本研究為潮間帶微生物群落的動態變化及生態功能提供了新的發現。

本作品針對固定格點中的最大覆蓋進行研究，探討三角形與平行六面體的最大覆蓋面積與體積，以及此時的作圖圖形。對於三角形，我們的研究對象為平面 9𝑛2 格點，我們觀察出每三圈格點為一個作圖單位，並藉由定義點集合範圍來證明最大面積三角形。為了證明所提出的猜想，我們以三個正方形與四個三角形之間的轉換關係為方向進行研究，並求出相同旋轉點三角形的大小關係，將坐標分門別類後加以探討。至於平行六面體的部分，我們則研究立體 8𝑛3 格點，在提出最大體積總和之猜想後，以底面積與高兩方面來推算出最大體積，最後將平行六面體依據平面法向量分成數類以證明猜想。

本研究運用綠藻、螺旋藻、卡拉膠（k,i,λ）進行製備碳點並應用高效超級電容。本實驗已完成綠藻、螺旋藻、卡拉膠（ k,i,λ）在不同的pH值中的溶解度測試，並找出綠藻、螺旋藻、卡拉膠（k,i,λ）各自適合溶解的溫度及溶液。此外，中途也已透過文獻中的實驗證實我們實驗中所運用的電化學實驗設計及裝置可以成功製備出碳點。而在電化學製備碳點的部分目前完成單獨藻類、藻類加histidne的電擊實驗以及測其吸收光譜，也運用先前製備出較穩定的碳點加入MXene進行電化學分析，透過碳點擴大MXene分層，以達到增加MXene電化學效能的效果。最後，預計之後將進行更多的電化學分析，進一步地確認碳點結合MXene能在超級電容的應用。

本研究旨在開發一個綜合系統，利用電化學還原技術將水中硝酸鹽轉化為氨氮，並結合薄膜蒸餾技術進行氨氮的濃縮與回收，實現資源循環利用與廢水處理的雙重目標。研究首先評估了不同操作電壓對電化學還原效率的影響，優化了將硝酸鹽轉化為氨氮的效果，當驅動電壓為1.2V時，可有較完全的硝酸鹽還原效果，並無硝酸鹽的中間產物亞硝酸鹽，硝酸鹽去除率最佳接近90%，氨氮產率亦可達7000mg-N/h/m2加上其能源消耗亦較低，因此1.2 V為最佳操作參數之選擇。隨後，針對薄膜蒸餾技術的應用效果進行測試，評估其氨氮回收效能。最終，綜合評估了電化學還原與薄膜蒸餾技術的整合應用，結果顯示該系統能有效實現氨氮的資源化回收，對廢水中的氮污染治理具備潛在應用價值。

有孔蟲Globigerinoidesella fistulosa的滅絕時機(1.7 million years ago, Ma)恰與東西赤道太平洋水溫由似聖嬰現象狀態轉變為似反聖嬰現象狀態的時機相近，前人推論可能是有孔蟲為了維持雷諾數，將自身殼體生長階段倒退為較小的型態，進而提出假設「當垂直水溫梯度變緩，黏滯度變小，Trilobatus sacculifer complex 為了維持雷諾數，殼體半徑、沉降速率和殼體與水的密度差必須相對變小」。本研究利用3D列印的G. fistulosa、T. sacculifer有孔蟲殼體模型進行沉降實驗驗證此假設，同時探討浮游性有孔蟲的殼體型態對其沉降模式的影響，由多個角度分析浮游性有孔蟲改變外型的現象。

本研究使用水槽、自製造浪器，模擬海岸環境，探討消波塊的擺放角度、擺放密度，以及沙灘的水深、坡度、波浪強度(造浪器頻率)，對沿岸沙石侵蝕面積的影響。利用image j 分析在不同因素下消波塊周圍沙石侵蝕之面積，以及其隨時間的變化。研究結果發現，在不同擺放角度中，消波塊之兩角面向波浪時(本研究定義為0度)其下沙石侵蝕面積最大；在擺放密度中，發現擺放越多的消波塊，其侵蝕面積越大；在沙灘水深不同時，當水深越淺時，其侵蝕面積越大；當沙灘之坡度越大時，其侵蝕面積越大；當造浪器之頻率越大時，其侵蝕面積也會增加，而計算體積時，發現在不同擺放角度下，掏空的體積與侵蝕面積成正相關。

本研究旨在探討如何利用地衣共生藻類與共生真菌天然的互利性來建構長效的微生物電池，此實驗將培養出的地衣共生真菌與藻類利用海藻酸鈉（SA）進行固化，並進一步製成不須添加質子交換膜的晶球地衣電池，並觀察其發電量。經觀察，本研究之地衣電池電壓高峰為0.497 V，且目前已維持運作1038小時，電壓仍有0.3 V。由上述可知，利用海藻酸鈉固化之方式能製作出穩定且高效能的地衣電池；而地衣取自於自然環境，亦不需添加質子交換膜，故對成本低廉且環境友善成本低廉，符合永續發展目標（SDGs）中的目標七：確保所有的人都可取得負擔的起、可靠、永續及現代的能源。期許未來能夠發展為具備實用性且低成本的綠色能源。

量子運算發展日新月異，人類對上網溝通保密的需要與日俱增。市場已有量子資訊加解密所需的金鑰分配系統(QKD)搭配機密資料保險庫(Archive)。然實體金鑰因其安全性，不可或缺。本文探討以製備含鐵、鎳過渡金屬錯合物，利用含 X 光繞射儀等設備檢測、分析其結構與相變。並研析將該錯合物作為分子開關裝置，導入半導體製程，應用於研發上述金鑰之可行性。

氣候變遷加劇了蚊媒疾病對全球公共衛生的威脅，迫切需要創新的解決方案。在台灣，登革熱的傳播主要由蚊蟲滋生所致。為了解決此問題，我們設計了一款三層結構的3D 列印誘蚊器，包括吸引懷孕雌蚊產卵的誘餌層、捕捉蚊蟲的黏膠層，以及防止異物進入的保護層。該裝置成本低、易製作且不需要外部電力，特別適合在資源有限的地區部署。 我們結合校園監測站每日捕捉的蚊蟲數據與氣象站提供的溫度、濕度和降雨等環境數據，運用SARIMA 與隨機森林混合模型進行分析與預測。SARIMA模型負責捕捉蚊蟲數量的季節性與長期趨勢，而隨機森林模型則處理環境變數與蚊蟲密度之間的非線性關係。此混合模型不僅提高了預測精度，還能解析蚊蟲的生態模式，進一步指導誘蚊器的最佳配置。此外，我們還開發了紅外線感測系統，即時偵測蚊蟲活動，為監測提供精準數據。 為評估氣候變遷的影響，我們模擬了不同全球暖化情境下的蚊蟲密度變化趨勢。結果顯示，隨著溫度上升，蚊蟲密度呈現非線性收斂趨勢，但正相關性依然存在，強調了氣候變遷可能帶來的潛在危害。我們還開發了一個網站，用於即時呈現蚊蟲密度預測，幫助政策制定者和公共衛生機構有效應對疾病防控挑戰。 本研究與聯合國永續發展目標（SDGs）中的SDG3（良好健康與福祉）及SDG13（氣候行動）高度契合，展示了結合3D列印、機器學習、即時感測和網路技術應對蚊媒疾病的創新潛力。此系統提供了一個可持續的全球蚊蟲控制模型，為公共衛生、疾病預防及流行病學的未來創新奠定了堅實基礎。

登革熱(Dengue Fever)俗稱天狗熱，由登革病毒(Dengue virus; DENV)透過埃及斑蚊(Aedes aegypti)和白線斑蚊(Aedes albopictus)傳播並於熱帶及溫帶地區肆虐。每年全球約有五千萬至一億人感染登革病毒，約有五十萬人因登革出血熱(Dengue Hemorrhagic Fever; DHF)而住院。登革熱主要流行於熱帶及亞熱帶地區，尤其是與台灣頻繁往來的東南亞國家，其中一型與二型在東南亞國家病例數較高。當不同血清型登革病毒交錯感染容易引發登革出血熱以及登革休克症候群(Dengue Shock Syndrome)，對公共衛生構成重大挑戰。因此研發可快速辨識四型登革病毒之檢驗試劑將有助於提升臨床診斷與後續治療。本報告的研究結果有三項，(1)四型登革病毒NS1 (Nonstructural Protein 1)蛋白的表達與純化：利用分子生物技術成功構建載體並純化四型NS1蛋白，作為免疫原蛋白用於小鼠免疫；(2)單株抗體的篩選與親和性測試：經三次免疫後，利用小鼠脾臟細胞與骨髓瘤細胞進行融合，篩選並生產針對NS1蛋白的單株抗體(monoclonal antibody, mAb)，並通過酵素結合免疫吸附法(Enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)驗證抗體的專一性及親和力；(3)快篩試劑的開發與性能測試：運用側向流體免疫層析法(lateral flow immunoassay)設計並組裝快篩試劑，先以重組蛋白進行初步測試，隨後將使用去活性病毒進行性能驗證，確保試劑的靈敏度與準確性。期望這些研究成果有助於台灣登革熱防疫且為臨床治療提供參考。