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柏努利吸盤真厲害

生活有多元吸附物品方式,如磁力、吸力。而磁力只能吸附鐵和磁鐵或利用吸力抽取近似真空來吸附物品。當我們了解柏努利原理可產生吸力後,便想利用此原理製作吸盤,可輕鬆的吸起物品而不破壞物體表面,本研究結果發現1.在水管吸塵器和兩紙張吸引實驗中要先造成兩端或內外氣流速不同,造成壓差形成吸力現象。2.不同開縮口比較其吸管吸附水位產生壓差現象。3.柏努利概念吸盤吸附物面積需大於噴氣口尺寸,方可吸附。4.自製柏努利吸盤可吸附平均最大載重約191.22克且吸附平均落差高度可達84.3公釐。5.吸附物以重量輕、面積適中、粗糙面及吸附部位是平坦片狀為主。以上這些研究讓我們發現"吸力"的多元性,希望能更有效提供在日常生活中的便利性!

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兒茶素新天地-兒茶素與熱量限制對酵母菌壽命之影響

本研究探討熱量限制與兒茶素對酵母菌的影響,熱量限制(CR)可能具有延壽效果,而兒茶素被認為是潛在熱量限制模擬物(potential CRM)。以2%、0.5%和0.05%葡萄糖作為正常醣濃度、熱量限制與極端熱量限制進行實驗。結果指出酵母菌生長情形以CR組最佳,而加入50ppm兒茶素可提高其生長速率;醱酵實驗中兒茶素對酵母菌的產氣量影響不大;熱量限制與兒茶素的共同處理能增加其複製壽命;在SIR2基因實驗中發現在極端CR與CR加入兒茶素的組別,皆能增加其基因表現,此結果顯示在熱量限制下SIR2基因可能參與兒茶素增加複製壽命的作用。由此推測兒茶素具成為CRM的潛力,也發現CR搭配CRM可能有更佳的延壽效果,希望此研究能成為探討熱量限制模擬物之模型,作為研究人類延壽的基礎。

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拍「粄」定案,「條」出健康!

我們嘗試在在來米粉中添加不同種類及比例的澱粉、不同水量,找出接近市售粄條軟硬度、抗拉力的製作配方,並使用澱粉酶分解澱粉轉化成葡萄糖的方法,自製α澱粉酶檢驗抗性澱粉含量是否受保存條件影響而增加,希望享受美食同時能減少熱量吸收。研究發現在來米粉加入20%糯米粉,能煮出與市售粄條軟硬度、抗拉力最接近的粄條,研究中使用的各種澱粉都無法煮出抗拉力與市售粄條相當的粄條,可能與市售粄條的食品添加物有關;將自製粄條放入冰箱以3°C冷藏48小時,就能得到與未經低溫保存粄條相比,以自製α-澱粉酶溶液檢測減少約10%熱量的粄條。

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是幸運還是機率-探討彭尼遊戲必勝秘訣

我們準備了銅板和紀錄表,想要了解彭尼遊戲中,乙玩家是否可以技巧性地提高勝率,以及彭尼遊戲的變化形態延伸後對勝率有什麼影響。在實驗一我們發現不同的對戰組合,其勝率確實存在落差;在實驗二中,我們發現乙玩家確實可以透過彭尼的技巧取得更高的獲勝機率,在實驗三,我們發現當加入更多玩家時,後手不一定能掌握更高的勝率,在實驗四,我們發現相較於以第一或第三字節相反來作為乙玩家的第一字元,以第二字元相反後做為乙玩家的第一字元勝率更高,而本次實驗我們只以擲七次銅板中猜測三次的排列作探討,未來也許可以嘗試其他不同的擲銅板次數、猜測次數,以了解彭尼遊戲及其相關變形遊戲的勝率變化。

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線上教學資源

多.元宇宙的層次與情境

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忘「黏」之「膠」—光柵壓印對乾式膠帶效果之研究

因為對壁虎攀爬能力有興趣,我們決定研究不黏手的乾式膠帶!藉由自製穩定施力的檢測裝置,進行乾式膠帶作法和變因探討。 我們發現矽膠最適合製作乾式膠帶,壓印板推薦柵欄結構的光柵。當光柵刻線密度越密,剪切力越大!1000條光柵乾式膠帶(剪切力853 g/cm2)是市售奈米膠帶的2.75倍! 矽膠壓印可達到1µm單位,我們稱為「微米壓印」,是小學生就能使用的技術! 光柵形狀會影響剪切力!訂製光柵太昂貴,我們藉由雷雕「模擬低密度光柵」形狀。 推薦橫向、同心圓及正六邊形,形狀越小越密,剪切力越大。 我們研發出7099和台AB光柵乾式膠帶,擁有不黏手、無殘膠、易剝離、單雙面皆可用、彩虹光澤特性,水洗能恢復黏性、還能當作光柵及二次壓印光柵,具有推廣價值。

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BIOINFORMATIC PREDICTION OF CORONAVIRUS (SARS-COV-2) MUTATIONS THAT INCREASE CONTAGIOUSNESS

Inhibitory effects of the secondary metabolite of actinomycete were examined on cell cycle of the yeasts of S. pombe and S. cerevisiae. The secondary metabolite was obtained from cultivation of the actinomycete isolated from the soil of Owakudani in Hakone, Japan. The fifth fraction of the secondary metabolite by ODS column separation (HK-T5), which was soluble to pure methanol, was used in the present experiments. The HK-T5 brought about the delay of forming colonies of S. pombe for about 11 days compared to that cultivated without the HK-T5. The delay of the colony formation was longer for the S. pombe cultivated with more amount of the HK-T5. The cultivation with HK-T5 also brought about the extension of the lifespan of the S. pombe for more than 10 weeks in a liquidus medium. The cell life recovered the ordinary manner by removal of the HK-T5, meaning that the activities of the HK-T5 is reversible. These facts confirm the suppression of cell cycle, and the delay of cell growth by the HK-T5. These phenomena were similarly observed for S. cerevisiae. Comparison of the action of HK-T5 with hydroxyurea, which is an anticancer drug inhibiting the cell cycle at S phase, clarified that the inhibitory action of HK-T5 worked at the phase earlier than S phase. The combined effects of HK-T5 on the cell cycle were evaluated with triamcinolone acetonide (TA), or aspirin, the former of which is a drug synchronizing cancer cells in S phase, and the latter keeping human cells in G1/G0 phases. The combined use of HK-T5 with TA synchronized the cells at the phase slightly proceeding from G1 to S phase without toxicity. On the other hand, the combined use with aspirin made the inhibitory effect of HK-T5 inactive. Hence, the HK-T5 is attractive as a drug for the extension of cell lifespan, and anticancer therapy.

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基於中醫脈學開發深度學習體溫檢測系統

本研究提出一套創新的體溫檢測方式,透過全新的檢測演算法架構深度解析脈搏訊號中的特徵,並結合深度學習神經網路開發一套體溫檢測的嵌入式系統。本研究基於血液共振理論,將光體積變化描計圖法擷取到的脈搏訊號處理,從中擷取共振峰值及其變化量,並開發演算法實時檢測血液循環中諧波的微小變化,改善當前分析方法著重在計算平均值,無法呈現即時狀態的缺失。本研究提出的系統和演算法所延伸的深度學習體溫檢測系統準確度在±0.16°C,同時預警系統可以擴展至多種趨勢相關的臨床症狀。此外,本系統實作出嵌入式AI技術,並且以聯邦式學習方法保障資訊安全,將資料保存於本地,上傳訓練調整後的參數到雲端,對邊緣運算領域能做出實質貢獻。

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蘭陽溪口溼地以及五十二甲溼地水質分析與比較

本研究區域為蘭陽溪口溼地與五十二甲溼地,各選擇5和6個採樣點,檢測水體中的溶氧度、pH值、導電度、總固體溶解量(TDS)、水溫以及濁度並記錄當時氣溫。 在蘭陽溪口溼地中我們發現越靠近出海口,導電度、TDS越高。採樣點4濁度為最高,猜想可能與位置有關。五十二甲溼地中則以採樣點6的導電度、TDS為最高,濁度、pH值及溶氧量則是採樣點3最高。我們還藉由五十二甲濕地分區使用圖,比較人為因素對水質的影響。採樣點3為遊客休憩區,測得的濁度、pH值皆較高,採樣點6為生態區,測值相對較小,推測人為因素與水質有關聯。最後,在10月10日的數據中,發現蘭陽溪口溼地的導電度特別高,推測潮汐現象為可能造成此現象的因素,也是未來研究的方向。

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「粽」望所歸,讚「碳」不已—以回收粽葉悶燒製作活性碳之研究

我們將回收粽葉以鋁箔紙包覆後,壓平去除空氣隔絕氧氣,再放入裝滿沙子的鍋中,用沙子覆蓋以卡式爐加熱悶燒,碳化後磨製成粉,以紗布噴上完稿噴膠並均勻撒上粽葉活性碳粉,與市售材料進行比較,發現自製活性碳相對於市售產品具有以下優點: 1. 較透氣,不會讓戴口罩者感到不舒服,還能阻隔灰塵吸入身體。 2. 不易吸汗,故透性能持續保持良好,長時間配戴也很舒適。 3. 粽葉活性碳紗布的耐摺程度最好,不會因彎折而導致原功能減少。 4. 粽葉活性碳紗布在正常環境下不易分解,能長期保存維持相關功用。 粽葉活性碳因為是天然竹葉乾燥,棉質紗布也是天然材質,製成口罩使用後,無論掩埋在土壤裡或者以焚燒方式處理,不會產生有毒氣體而造成空氣汙染。

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「能量行不行」-以自製簡易光度計測定飲料中還原糖含量

生物課中學到,能利用本氏液去測溶液中是否含有葡萄糖,促使我們想進一步測量溶液中葡萄糖、果糖的含量,於是我們利用葡萄糖、果糖結構中的醛基具有還原性,在鹼性條件、100℃的熱水浴中加熱10分鐘,能將黃色雙硝基水楊酸還原,產生紅棕色的3-氨基-5硝基水楊酸,並利用自製的簡易光度計去定量溶液中的葡萄糖、果糖,其光源是採用540nm的綠光進行量測,並製作葡萄糖、果糖的檢量線,葡萄糖和果糖的檢量線線性指標分別R2=0.9918、R2=0.9925,顯示具有良好的線性關係,此外,本研究中各個變因最佳化的過程中,葡萄糖的相對誤差低介於0.06%到4.6%之間,果糖的相對誤差低介於0.06%到4.6%之間,實驗結果具不錯的再現性,為一個便宜、快速、準確、可靠定量方式。

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神「漆」酷科學-不同粉末對塗料降溫效果之研究

因暖化和教室過熱問題,我們自製檢測裝置探討各種配方和變因,進行降溫塗料研究。 我們從24種粉末中實驗出6種特色粉末深入研究。其中二氧化鈦漫射紅外線佳,二氧化矽阻隔佳,蛤粉則兼具漫射和阻隔效果。我們歸納出「白度、粉末性質和顆粒堆疊」是影響塗料降溫的關鍵。當顆粒堆疊的縫隙越少(形狀相似、顆粒越小)降溫效果越佳。 但顆粒粒徑<3μm易產生團聚現象,無法均勻分布! 我們也自製碳酸鈣微球,由不同大小顆粒的混合察覺大小顆粒鑲嵌能減少縫隙、降低團聚並增加白度。更意外發現蛤粉漫射效果佳是因為具有大小顆粒鑲嵌的結構! 我們研發出四種降溫配方,加熱三分鐘能比市售隔熱漆低4.7℃,日曬保麗龍盒實驗也能低0.5℃,適合推廣應用。

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