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沙墨乾渴、水山爆發-白板筆之創新設計

市售棉心式白板筆是以毛細現象將墨水儲存於棉心,當墨水過量會有漏墨問題或無法將墨水以毛細現象完全導出。本創新直液式白板筆是類似鋼筆方式儲水,其物理原理與舊型棉心式完全不同,它是以內外壓自然平衡來導引墨水,實驗中以棉心吸水效率、墨水損失率與色彩分析相關的實驗驗證下,其可改善舊式白板筆的缺點。但新式白板筆仍會受環境溫度與壓力變化而有漏水狀況。本組以自製測試設備輔助下,模擬了溫度對應壓力的變化、墨管內空氣與墨水膨脹率不同產生漏墨與高山大氣壓力降低導致墨水溢出的實驗。根據實驗結果本組進一步設計以針筒活塞來調整壓力的新式白板筆,完全解決了漏墨的缺點,且此環保可重複使用的設計是值得持續研究與推廣。

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科學大聲公廣播劇16~變大變小

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如「魚」得水,「丸」出新滋味

本實驗之研究目的在找出馬祖魚丸的最佳口感比例,並結合馬祖在地特色食材創造新滋味。以不同的魚漿種類、不同比例的太白粉和水設計出三組實驗組、每組6種不同配方共12種,找出太白粉及水對於製成馬祖魚丸的影響。本研究使用砝碼加壓法測量其硬度、自彈高度裝置來測量魚丸的彈性,以科學化數據觀察,量化紀錄資料來比較魚丸本體硬度與彈性和品評口感,綜合比較結果,最後以鮸魚為食材所製作的太白粉比例為150公克、水為200公克的鮸魚魚丸為本研究最喜愛的配方。 最後我們選擇大家最喜愛的配比太白粉比例為150公克、水量比例為200公克製作鮸魚酒糟口味的魚丸,受到大家一致肯定,選為最佳馬祖新滋味。

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Using P.I.P. to strengthen roads: Plastic incinerated by plastic

People have become accustomed to single-use plastics. These are plastics that are used once only and are then thrown away or recycled. A piece of plastic can only be recycled 2-3 times before it is of bad quality and can no longer be of use. (Achyut K. Panda, 2019). Plastic waste fills up landfills and oceans, becoming hazardous and harmful to wildlife, while emitting greenhouse gasses. Alternatives, such as metal straws and paper bags have turned out inefficient and plastic is still a great need in society. Another way of getting rid of waste plastic is to burn it. Fossil fuels such as coal and natural gas are being utilised to burn plastic in industry. This causes many harmful emissions, such as carbon dioxide and carbon monoxide released from burning the plastic. It results in more damage being done than just leaving the plastic in a landfill. These emissions can be cleaned before being released into the atmosphere. Plastic is made of petroleum, so when it is burned it is converted back into a fuel. Plastic can be burned under controlled conditions to create a fuel source that can be used, thereby utilising the waste plastic. The research conducted aims to investigate the use of plastic waste to burn other plastic to create a renewable fuel source and to eliminate plastic waste.

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「蟲」來不「蚊」 -校園AI防蚊管制系統

本研究建構一套「校園安全AI防蚊管制系統」,內容包括:(一)防蚊物資監測模組,利用電子天平結合市售的自動噴霧機裝置,可讓人員獲知且適時補充。(二) 開發智能捕蚊燈,利用蚊蟲對光的趨性來誘捕病媒蚊,經實測後發現,可見光中以紫燈且閃爍時間一直亮的捕蚊效果最佳,最佳補蚊高度為離地180 cm,並依功能發展出光感測與自動定時的複合式捕蚊燈。最後執行遠端操控並上傳盒底捕蚊的即時影像,並結合AI蚊蟲辨識找到病媒蚊。(三)積水容器辨識的模組,以無線智慧網結合AI影像辨識,協助判斷校園中可能的積水容器,並藉由LINE通知。(四)開發專屬的APP,整合操作界面,方便使用。我們期待能由校園做起,建立這套防蚊監測網,一起維護師生的安全。

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當三角形遇見圓—最大覆蓋率之探討

本作品針對圓覆蓋三角形面積率進行研究,探討不同圓半徑覆蓋於正、等腰三角形,當有最大覆蓋率時,圓心位置或範圍及覆蓋率為何。在正、等腰三角形r≤rI、r≥rO時,利用相似,求出範圍頂點位置及作圖方法;而在正三角形且rI

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以離子推進系統為例-探討電暈反應在離子通路中推力、性質變動之研究

本研究由高壓電和火箭得到靈感,嘗試自製一離子推進器模型。本組亦嘗試以不同金屬針、間距、金屬針種類及銅管長度、數量來觀察其離子推進器推力大小,找出推力最佳的組別和其狀態,並試圖探討高壓離子通路間距不同之電暈性質。實驗後發現,離子引擎推力最佳設計為正極為6.5公分長不鏽鋼針、負極為3.5公分長銅管七根、間距0.3、0.5、0.6公分較佳,推測是由於離子通路反應方式、氧化面光潔程度及極端表面積影響推力變化。亦發現部分金屬針有氧化情形,希望能找出不易氧化的方式。為探討推力與通路電學性質,本研究亦設計一套電路,了解高壓離子通路電阻、電壓、電流關係,並和推力實驗比對。未來我們將探討不同種金屬針離子通路性質。

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瀑布下的陷阱~探討漩渦在瀑布深潭中的形成及其運動情形

研究發現瀑布漩渦的形成主要是有不斷出現的強大水流流進深潭,持續的水流來回交錯就可能出現漩渦;如果遇到潭底礁石,更容易產生漩渦。而人偶在深潭中會以橫向或上下移動方式持續運動,水流會對人偶產生拉址現象。 經實驗探究發現:高度越高及水流量越大的瀑布,水流會離開石壁以幕簾式或水柱流入深潭,較容易形成漩渦,掉進漩渦內需較長時間才能往外脫離。另外,在凹地地形人偶較容易被石頭卡住,但水流會在凹地處產生一個向上向外的流動,讓人偶往外離開漩渦,是一個脫離的機會。 最後提出建議:瀑布區旅遊,不應該進入到深潭區。瀑布漩渦並不是一直保持著強大水流,會有一段時間水流會將人偶帶往旁邊,如果發生溺水人們就可趁這時間點逃離漩渦。

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「均濕」的妙計–等壓出水等量灌溉裝置

本研究主要探討在同一條灌溉管線上,不同情況下各孔洞的出水量、管線前中後水壓的情形。為了要準確測量水壓,我們自製【微量水壓計】,解決外購水壓計刻度太大的問題。 研究發現,造成管線前後端出水量有很大差異的原因:j孔洞過多;k管線向上傾斜; l管線轉彎,它們的共同點就是:管線水壓前大後小。 因此「水壓」是解決問題的關鍵!我們利用針筒、彈簧設計了【孔洞等量出水裝置】,運作方式為:開水à累積水壓同時推開活塞à各孔洞同時出水à關水à水壓降低à彈簧推回活塞止水。 管線裝上等量出水裝置後,出水量的差異有效降低了:j孔洞過多61.5%à15.3%;k管線向上傾斜85.9%à15.7%;l管線轉彎98.9%à16.3%,最後也實際運用在蔬菜盆栽灌溉上,希望為省水盡一份心力!

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腸道菌對黃斑黑蟋蟀社會互動行為影響之研究

腸道微生物能透過菌腦腸軸影響神經系統,改變生物認知行為。本研究以不同食物餵食黃斑黑蟋蟀,探討飲食差異及腸道菌改變,對蟋蟀社會互動行為的影響。我們以高碳水化合物、高纖食物、高蛋白食物餵食蟋蟀,以蟋蟀獨處、求偶、示威鳴叫的聲學分析探討其社會互動行為的差異,再以蟋蟀糞菌、腸道菌混合食物餵食,分析糞菌與腸道菌對蟋蟀社會互動行為的影響。研究發現1.食物會影響蟋蟀的社會互動行為,食用高碳水化合物蟋蟀有較高的存活率與高品質的社會互動。2. 食用高纖食物蟋蟀呈現同類互食及較低的社會互動。3.腸道菌移植策略能改變蟋蟀的社會互動行為,腸道中所分離出的植物乳桿菌對翠玲瓏與高蛋白組蟋蟀腸道產生作用,改善其社會互動行為的品質。

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埋「崙破」「柱」—拿破崙多邊形與角柱截面之探討

本研究主要在探討拿破崙初始n邊形與拿破崙正n邊形以及正n角柱的關係。研究中得知只需知道拿破崙初始n邊形的相鄰兩邊與其夾角,即可推得完整拿破崙初始n邊形,進而求得拿破崙正n邊形的邊長與面積,且證明初始 n邊形的頂點共橢圓。 此外,觀察正三角柱與一平面截出三角形,利用畢氏定理,可從三角形邊長推出正三角柱底面邊長,並將其推至拿破崙初始n邊形與正n角柱;發現當正n角柱底面和截面夾角固定時,截出的初始n邊形所作的拿破崙正n邊形皆全等;最後,我們利用解析幾何,證明任意三角形皆為一正三角柱與一平面的截痕,並透過投影面積與底面積,得知截面與正n角柱底面的夾角,企圖從幾何面確切應證如何截出該三角形。

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變色龍的神奇方陣

在制定的變換規則下,找出六種變換性質,探討n種變色龍中只有兩種變色龍的數量發生改變,稱為基本變換。我們以n=4為例,列出變換次數與基本變換數碼之方程式,令第一種變色龍的變換次數為零,以最簡單整數比求出所有變色龍的變換次數與基本變換數碼。接著以相同的方法完成n=5、n=6,並將結果寫成方陣。 觀察方陣,發現其中有基本變換式的存在,即形成差成等比的基本變換數列,經由算式推導後可得基本變換數碼的三個疊代關係式,及基本變換數碼的一般式,另外我們也發現基本變換方陣具有對稱性,並以數學歸納法證明之。在我們了解基本變換的特性後,便可以另一種方式完成方陣,讓填寫方陣能更快速。

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