113 年 國立清華大學奈米工程與微系統研究所《科技英文》

本題考查名詞的單複數與基本化學概念。
二氧化碳（Carbon dioxide）是一種由碳（carbon）和氧（oxygen）組成的化合物（compound）。
選項 (A) compound 為單數名詞，符合文法結構，且意思正確。
選項 (B) compounds 為複數名詞，不適用於指單一物質「二氧化碳」。

核心觀念：分詞片語修飾名詞

本題考「關係子句簡化」與「分詞片語」：

• 主動關係子句：名詞是動作的執行者，使用現在分詞 $V-ing$。
• 被動關係子句：名詞是動作的承受者，使用過去分詞 $p.p.$，若要表達動作者，後接 $by+$ 人。

句子的主要結構為：

The new machine attracted many possible sponsors.
這部新機器吸引了許多潛在贊助者。

空格部分要修飾 The new machine，說明「這部機器是由工程師製造的」。

解題方法

the engineers 是製造機器的執行者，因此機器與 produce 之間是被動關係：

關係子句簡化時，省略關係代名詞與 was：

完整句子為：

The new machine produced by the engineers attracted many possible sponsors.

意思是：「工程師製造的新機器吸引了許多潛在贊助者。」

選項分析

• (A) production,

  production 是名詞，表示「生產、製造」，不能直接放在 machine 與 the engineers 之間形成合乎文法的修飾結構；逗號也使句子結構中斷，因此錯誤。

• (B) produced

本題考查主詞與動詞的一致性以及動詞時態。
句子的主詞是 "The development of new technologies"。其中，真正的頭部（head）是 "development"，這是一個單數名詞。
因此，動詞需要與單數主詞 "development" 保持一致。
選項 (A) remain 是動詞原形，用於複數主詞或 I/you。

本題考查主詞與動詞的一致性。
句子的主詞是 "Each of the members"。
"Each" 在此是代名詞，表示「每一個」，它是一個單數概念，即使後面接了複數名詞 "members"。
因此，動詞需要與單數主詞 "Each" 保持一致。
選項 (A) have 是複數現在完成式助動詞。
選項 (B) has 是單數現在完成式助動詞，與單數主詞 "Each" 一致。

本題考查介系詞的用法，特別是與時間的搭配。
介系詞 "in" 通常用於表示月份、年份、季節、年代等較長的時間段。
介系詞 "on" 通常用於表示特定的日期（月/日）或星期幾。

本題考查介系詞或不定詞的用法，以及句子的邏輯關係。
句子的後半部是「我們之前開發了一台特殊機器」。
前半部空格處需要連接後半部，表示開發機器的目的。
當我們想表達「為了做某事」時，通常使用不定詞片語 "to + 動詞原形"。

本題考查主詞與動詞的一致性以及動詞的選擇。
句子的主詞是 "A microscope"，這是第三人稱單數。
因此，動詞需要使用第三人稱單數現在時形式。
選項 (A) make 是動詞原形，用於複數主詞或 I/you。
選項 (B) makes 是第三人稱單數現在時動詞，與主詞 "A microscope" 一致。

本題考查比較級的用法。
句子比較的是「較窄的通道製作」（The narrower channel fabrication）和「較寬的通道製作」（the wider channel fabrication）。
這是一個兩個事物之間的比較，因此需要使用比較級。
選項 (A) difficult 是形容詞原級。
選項 (B) more difficult 是形容詞 "difficult" 的比較級。

本題考查詞性，需要填入一個名詞，作為 "good" 的受詞，並與 "for chemical samples" 搭配。
句子的結構是 "The glass material has good ____"。
這裡需要一個名詞來形容玻璃材料的某種特性，這種特性對化學樣本是好的。
選項 (A) stay 是動詞或名詞（逗留），不合語意。
選項 (B) stable 是形容詞，意為「穩定的」。

本題考查詞性，需要填入一個名詞，作為句子的主詞，並與 "was nanometer level" 搭配。
句子的結構是 "The ____ of the coated material was nanometer level."。
這裡需要一個名詞來描述「塗層材料」的某個尺寸或屬性，這個屬性是「奈米級」的。
選項 (A) thick 是形容詞，意為「厚的」。
選項 (B) thicker 是形容詞的比較級。

核心觀念

本題考查：

1. 詞性辨識：空格需要填入名詞。
2. 主詞與動詞的數一致：主詞為複數時，搭配複數動詞。
3. analysis 的單複數變化：analysis 的複數不是加 -s，而是變成 analyses。

句子結構為：

The characteristic ____ of the sample were performed by the experiments.

其中，The characteristic ____ of the sample 是主詞，were performed 是被動語態的複數動詞，因此空格應填入複數名詞。

解題方法

先判斷空格在 characteristic 後方，且後面接有介系詞片語 of the sample。此處需要一個能作為主詞核心的名詞。

句意為：

該樣本的特性分析是由這些實驗所完成的。

「分析」的英文為 analysis，其複數形式為 analyses。由於後方使用複數動詞 were，主詞必須是複數，因此應選 analyses。

完整句子為：

The characteristic analyses of the sample were performed by the experiments.

選項分析

• (A) analyze

  analyze 是動詞，意思是「分析」。此處空格需要名詞作為主詞核心，不能使用動詞原形，因此錯誤。

• (B) analyzed

本題考查動詞的選擇，需要一個動詞來描述「液滴大小」與「壓力增加」之間的關係。
句子的結構是 "The droplet size ____ as the pressure increases."。
選項 (A) depends (依賴於)，通常後面接 "on" 或 "upon"。
選項 (B) demands (要求)，語意不符。

本題考查詞性，需要填入一個名詞，作為 "standard" 的受詞，並與 "calculations of" 搭配。
句子的結構是 "The errors in the data were estimated using calculations of standard ____."。
這裡需要一個統計學上的名詞，與 "standard" 搭配，表示「標準計算」。
選項 (A) delivery (遞送)，語意不符。

本題考查形容詞的選擇，需要填入一個形容詞來修飾 "measurement methods"，描述這些方法對目標分子造成的損害。
句子的結構是 "The target molecule was damaged by ____ measurement methods."。
選項 (A) incentive (刺激的，獎勵的)，語意不符。

本題考查名詞的選擇，需要填入一個名詞來描述水沸騰時發生的現象。
句子的結構是 "Phase ____ occurs during the boiling of the water."。
選項 (A) transition (轉變，過渡)，指從一種狀態到另一種狀態的變化。例如，相變（phase transition）。
選項 (B) transmission (傳輸，傳播)，指能量、信號等的傳遞。

本題考查詞性，需要填入一個名詞，作為 "law of" 的受詞，表示物理學的一個定律。
句子的結構是 "The Carnot cycle is closely related to the second law of ____."。
選項 (A) thermal 是形容詞，意為「熱的」。
選項 (B) thermally 是副詞，意為「從熱量的角度」。

本題考查形容詞的選擇，需要填入一個形容詞來修飾 "opinions"，解釋為什麼會議在達成共識上遇到困難。
句子的結構是 "The meeting had great difficulty in developing a consensus due to the ____ opinions of members."。
如果成員們的意見是「分歧的」或「不一致的」，那麼就難以達成共識。
選項 (A) trivial (瑣碎的)，意見瑣碎不一定導致難以達成共識。

本題考查名詞的選擇，需要填入一個名詞，表示過多的資訊對聽眾造成的負面影響。
句子的結構是 "Too much information in the presentation disturbed a better ____ of the audience."。
過多的資訊會阻礙聽眾對內容的「理解」。
選項 (A) beauty (美)，語意不符。

本題考查名詞的選擇，需要填入一個名詞，表示能量轉換的哪個方面得到了改善。
句子的結構是 "The energy conversion ____ was improved by the doping of different ions."。
「摻雜不同離子」通常用於材料科學中，以改變材料的電學或光學性質，進而影響「能量轉換效率」。

本題考查形容詞的選擇，需要填入一個形容詞來修飾 "time capsules"，描述這些時間膠囊對科學家而言的價值。
句子的結構是 "Discovered air bubbles [...] are ____ time capsules filled with information for scientists."。
這些被困在南極冰層中的古老氣泡，攜帶著有用的資訊，對科學家來說具有重要的價值。
選項 (A) amiable (和藹可親的)，語意不符。

本題考查名詞的選擇，需要填入一個名詞，表示在壓力驅動流動下，粒子的什麼被記錄下來。
句子的結構是 "The ____ of the particles under a pressure-driven flow was recorded using a microscope and camera."。
顯微鏡和相機通常用於記錄粒子在流動中的運動軌跡。

本題考查物理學單位。
詢問能量的單位。
選項 (A) W 是瓦特（Watt），是功率的單位。
選項 (B) N 是牛頓（Newton），是力的單位。

本題考查物理學公式。
詢問哪個物理量是透過將電流乘以電壓來計算的。
選項 (A) Resistance (電阻)，電阻的計算公式是 $R = V/I$（歐姆定律）。
選項 (B) Power (功率)，功率的計算公式是 $P = V \times I$ (或 $P = I^2R$)。

本題考查化學式。
詢問碳化矽（Silicon carbide）的化學式。
碳化矽是由矽（Silicon, Si）和碳（Carbon, C）組成的化合物。
選項 (A) SC - 可能是硫化碳，不符。

本題考查能量形式的轉換。
在發電廠中，渦輪機（turbine）通常是由流體（如蒸汽或水）驅動旋轉，將其動能轉換為旋轉機械能。然後，這個旋轉機械能驅動發電機，將機械能轉換為電能。
渦輪機本身將流體的能量轉換為機械旋轉能。
選項 (A) electric (電的)，能量在發電廠的初期階段不是電能。
選項 (B) thermal (熱的)，熱能可以驅動渦輪機（例如蒸汽輪機），但渦輪機直接轉換的是流體的「動能」或「勢能」。

本題考查動詞或分詞的用法，用於描述流體在奈米通道中的狀態。
句子的前半部是 "Nanofluidics is the study of fluids ____ in nanochannels"。
這裡的空格需要填入一個動詞或分詞，來修飾 "fluids" (流體)。
奈米流體學研究的是「被限制在」奈米通道中的流體。
選項 (A) confine (限制)，動詞原形，後面接複數名詞 "fluids" 不合。
選項 (B) confines (限制)，動詞第三人稱單數，不合。

本題考查動詞或分詞的用法，用於描述奈米流體學吸引關注的原因。
句子的後半部是 "and has recently attracted much attention ____ the development of new functionalities and applications."。
這裡需要一個詞來連接「吸引關注」與「新功能和應用」。
通常，關注是「針對」或「由於」某個事物而產生的。
選項 (A) regard (考慮)，不合。
選項 (B) regards (考慮)，不合。

本題考查動詞或分詞的用法，用於描述精確的通道製作和流體控制的狀態。
句子的主詞是 "precise channel fabrication and fluidic control"，這是兩個名詞的並列，構成一個複數主詞。
因此，動詞需要與複數主詞一致。
句子後半部是 "____ at the nanometer scale"。
這裡需要一個詞來描述這些操作的性質，即它們是「被要求的」或「必需的」。
選項 (A) require (要求)，動詞原形，後面接複數主詞，但句子缺少 be 動詞。

本題考查連接詞或介系詞的用法，用於連接兩個句子，表示前後句的邏輯關係。
前半句是「奈米空間的表面積與體積比非常高」。
後半句是「表面是其...的特徵」。
這兩句話之間通常是因果關係或並列關係。
選項 (A) since (因為)，表示因果關係，前半句是原因，後半句是結果。

本題考查形容詞的選擇，需要填入一個形容詞來修飾 "feature"，描述表面在奈米空間中的重要性。
句子的後半部是 "the surface is its ____ feature."。
由於奈米空間的表面積與體積比非常高，這使得「表面」成為其一個非常突出的、起決定性作用的特徵。
選項 (A) assertive (自信的)，語意不符。

本題考查關係代名詞或 be 動詞的用法，用於連接前面的「新功能設備」和後面的「難以獲得」。
句子的結構是 "...can be used to realize novel functional devices ____ difficult to obtain using conventional bulk spaces."。
這裡需要一個關係代名詞或連接詞，將 "novel functional devices" (新功能設備) 與後面的形容詞片語 "difficult to obtain..." 連接起來。

本題考查單位換算，特別是長度單位。
1 奈米（nm）等於 $10^{-9}$ 米（m）。
因此，1000 nm 等於 $1000 \times 10^{-9}$ m。
$1000 = 10^3$。
所以，$1000 \text{ nm} = 10^3 \times 10^{-9} \text{ m} = 10^{3-9} \text{ m} = 10^{-6} \text{ m}$。

核心觀念

本題考查立方體體積公式與長度單位換算。

立方體的體積為：

且：

體積單位換算需將長度換算後再立方。

解題方法

題目給定立方體的三個邊長皆為 $100\ \mathrm{nm}$：

因此立方體體積為：

又因為：

所以：

將體積換算成公升：

因此正確答案為：

選項分析

• (A) $10^{-6}$ liter：錯誤。
  此數值比正確答案大 $10^{12}$ 倍，未正確處理奈米尺度與立方次方。

• (B) $10^{-9}$ liter：錯誤。
  將 $100\ \mathrm{nm}$ 轉換並計算體積時，指數次方處理錯誤。

本題考查壓力計算和單位換算。
壓力 (Pressure) 的定義是單位面積上的力：$P = F/A$。
力 $F = 1 \text{ nN} = 1 \times 10^{-9} \text{ N}$。
面積 $A$ = 寬 × 高 = $1000 \text{ nm} \times 1000 \text{ nm}$。
1 nm = $10^{-9}$ m。
所以，1000 nm = $1000 \times 10^{-9}$ m = $10^3 \times 10^{-9}$ m = $10^{-6}$ m。
面積 $A = (10^{-6} \text{ m}) \times (10^{-6} \text{ m}) = 10^{-12} \text{ m}^2$。

本題需要根據圖一（Figure 1）的描述來判斷哪些參數被測量和控制。
圖一的標題是 "Measured voltage and current value as functions of applied pressure with controlling the pressure pump."。
這表示：

1. 電壓 (Voltage) 和電流 (Current) 被測量 (measured)。
2. 壓力 (Applied pressure) 是透過控制壓力泵 (controlling the pressure pump) 來改變的，這意味著壓力是受控變量 (controlled variable)。
   從選項來看：
   (A) "Voltage was measured with controlling pressure." - 部分正確，電壓被測量，壓力被控制。

本題需要根據圖一（Figure 1）的文字描述來解釋為什麼未修飾表面的電流和電壓值會隨著施加壓力的增加而增加。
圖一的文字描述中提到：「The current and voltage were proportional to the applied pressure, which indicates that the flow rate inside the channels was increased according to the increase of applied pressures. Then, the increase of flow rate contributed to the increase of current and voltage.」
這段話的意思是：

1. 電流和電壓與施加壓力成正比。
2. 這表明通道內的流速隨著壓力的增加而增加。
3. 流速的增加導致了電流和電壓的增加。

本題需要根據圖一（Figure 1）的文字描述來判斷電信號與表面電荷之間的關係。
圖一的文字描述提到：

1. "Positive current and voltage values were obtained on a negatively charged surface." (在帶負電的表面上獲得了正的電流和電壓值。)
2. "A positively charged surface was obtained by modification with amino group, which resulted in surface amino groups yielding negative current and voltage values." (透過氨基修飾獲得了帶正電的表面，這導致了表面氨基產生了負的電流和電壓值。)
   這兩點表明，電信號（電流和電壓值）的符號與表面電荷的符號是相反的。

• 負電荷表面 -> 正信號
• 正電荷表面 -> 負信號

本題需要根據圖二（Figure 2）的文字描述來解釋為什麼微通道的螢光信號在 4 分鐘後變得穩定。
圖二的文字描述中提到：「The replacement of the liquid in the nanochannel was finished in approximately 1 minute because the fluorescent signal was saturated after 1 minute. Then, the fluorescent solution was continuously supplied to the microchannel, and the replacement of liquids in the microchannel was finished in approximately 4 minutes.」
這段話的意思是：

1. 奈米通道的液體替換在 1 分鐘左右完成，因為螢光信號在 1 分鐘後飽和。
2. 然後，螢光溶液被持續供應到微通道。
3. 微通道中的液體替換在大約 4 分鐘時完成。
   這意味著在 4 分鐘時，微通道中的液體已經被螢光溶液完全替換。當替換完成後，螢光信號就會穩定下來，不再變化。

本題需要根據圖二（Figure 2）的文字描述和圖表來判斷哪個敘述是錯誤的。

首先，逐一分析每個選項：

(A) "The fluorescent solution was introduced from the microchannel to the nanochannel."
圖二的文字描述提到：「The replacement of the liquid in the nanochannel was finished... Then, the fluorescent solution was continuously supplied to the microchannel...」
這表明螢光溶液是從奈米通道開始替換，然後被供應到微通道。因此，液體是從奈米通道流向微通道，而不是反過來。這個敘述是 錯誤的。

(B) "It took approximately 4 minutes to replace the liquid in the microchannel because the fluorescent signal was saturated after 4 minutes."
圖二文字描述：「...the replacement of liquids in the microchannel was finished in approximately 4 minutes. The signal intensity of the microchannel was much higher...」
信號飽和（stable）表示替換完成，所以 4 分鐘完成替換，並且在 4 分鐘後信號穩定，這個敘述是 正確的。

(C) "The size of the microchannel was much larger than the nanochannel. Therefore, the fluorescent signals of