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蛋殼翻身之路~建築具蛋

研究中的蛋殼從實驗角度來看,在製作水泥樣本前後與砂調和水泥過程相同,甚至在加熱溫度變化、傳熱表現、隔音效果、抗輻射熱及防火測試都有優於純水泥及商業用水泥砂,其中防火測試的結果與碳酸氫鈉相同;再則從環境角度來看,在不同比例的水泥樣本中,雖然20%的蛋殼水泥各項測試最佳,但還有更高比例的樣本比商業用水泥砂好,因此,若能降低水泥用量也能降低製造水泥的CO2的排放量,還能解決大量蛋殼的問題。

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塑戰塑決!「菌」然讓蟲把塑膠吃了!

塑膠對環境危害甚深,雖已有研究證實部分昆蟲可降解塑膠類的聚苯乙烯(PS),但關於聚丙烯(PP)的生物降解研究很少,也沒有進一步透過腸道菌相分析,鑑定出負責降解的菌種。因此我們希望利用麵包蟲進行生物降解PP,透過16S rRNA定序分析,找出可降解PP的潛力菌種,來解決塑膠垃圾對環境造成的傷害。 我們的實驗結果顯示,麵包蟲能攝食PP並生長,且加入濕料及利用糞便移植腸道菌相能增加麵包蟲對PP的消耗量,證明麵包蟲能攝食PP與腸道菌相有關。利用次世代基因定序分析腸道菌相,發現麵包蟲攝食PP後,腸道菌相有極為顯著的變化,其中腸道菌Pseudomonas stutzeri顯著增多,經實驗證實此菌確實可降解PP,且在中性環境的降解效果較佳。

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CBS剎車連動分配器

本作品符合CBS (Combination Braking System)規範,可單手同時連動控制前後兩輪剎車,另一手單獨控制後輪剎車,讓騎士煞車時,只要單手一邊煞車或兩手同時剎車,就能同時煞住前後輪,可以將前後輪卡鉗同時作動,降低單輪煞車所造成打滑或造成翻車,不會因為煞車操作失誤而發生意外;並且可增加剎車做動時的平穩性,使騎乘者能保有較高的安全性及舒適性。 我們設計的 CBS煞車連動分配器,除了擁有上述的優點外,還有此次設計讓重點在於零件少,內部構造簡單,有效的降低成本,純屬機械式作動,不易故障、也不用任何的電子設備,亦無電力的需求,並且使用單迴路多功能的設計, 具有五大功能: 1.時差 2.比率式調整 3.同步 4.可選擇操控模式 5.任何煞車的錯誤動作,都會自動調整為正常的動作

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高「巢」「疊」起-探究石蠶蛾幼蟲之造巢特性

本研究對象為石蠶蛾的幼蟲,為了確認此種幼蟲的學名,我們將幼蟲飼養至成蟲,利用幼蟲頭部六個白點及成蟲毛狀翅與斑點特徵,此物種應為寶島紋石蛾(Hydropsyche formosana)。石蠶蛾幼蟲不僅會利用石頭建造巢室,還會利用枯葉、樹枝和藻類,如有藻類則優先使用,如有枯葉則會蓋在巢室頂端。幼蟲在建造巢室時,利用步足搬動和轉動建材,亦會使用尾肢基部和似肛門乳頭的構造推動較重的建材。幼蟲可產生絲線黏結建材,平均一條絲線黏性為0.8gw,但幼蟲結繭時產生的絲線黏性更大,是造巢絲線的29.85倍。造巢絲線黏性會受到水溫和酸鹼度影響,水溫高於27℃、pH小於6和pH大於8,絲線黏性皆會喪失,因此水質對石蠶蛾幼蟲存活影響非常大。

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自製模型模擬地震對地球自轉速率變化之探討

為了解地震對地球自轉速率變化之影響,本研究使用自製地球模型、模擬板塊裝置,並運用 Tracker 等程式,模擬地震後地球自轉變化情形。 自製地球轉動時角速度有週期變化,可當作模擬地震發生的背景資料。研究結果顯示,加重板塊負重,角速度無明顯變化趨勢,但自轉一圈所需時間皆增加。改變板塊位置,北緯 22.5 度組角速度圖形高峰值及振幅顯著增加,赤道、北緯 45 度組變化則不明顯。 板塊移動與球體旋轉同向時,角速度變化振幅明顯加大,反向則不明顯。在角速度相對小時移動板塊,角速度趨勢往下,平均角速度減少;反之,在角速度相對大時移動板塊,角速度趨勢往上,平均角速度增加。 本模型模擬之地震所引發之日長改變量,經由換算相當於自轉週期 24 小時的地球改變了 36 分鐘。

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白匏子銀白葉背與星狀茸毛功能之探討

白匏子為低海拔地區常見先驅植物,具銀白葉背特徵。利用顯微鏡觀察葉背發現密佈白色星狀茸毛,利用分光測色儀測量幾種植物葉背反光強度,發現白匏子反光能力最高。利用氯化亞鈷試紙顏色變化測量蒸散速率,白匏子葉背蒸散速率最慢。去除葉背茸毛後,反光能力下降很多,蒸散速率也變快很多。幼葉上表面長有濃密褐色星狀茸毛,下表面則為白色星狀茸毛,之後新生葉上表面褐色星狀茸毛消失,最後成熟葉只剩下表面有白色星狀茸毛。野外觀察發現幼葉與新生葉較完整且無損傷,成熟葉則大多有蟲咬痕跡。在葉子滴硝酸鐵,檢測是否含有抗蟲的單寧酸成分,結果發現幼葉與新生葉密生的褐色茸毛含有單寧酸,隨葉子成熟,單寧酸茸毛漸變少,只剩葉背有少量分布。

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「掘」處逢生—東北角潮間帶近緣皺蟹Leptodius affinis之生態與挖沙行為探討

近緣皺蟹Leptodius affinis是一種小型的潮間帶螃蟹,主要棲息在有沙且上面有石塊的區域,以蛻殼成長,夏季蛻殼較頻繁,繁殖季在4-9月,具有固定的挖沙模式,會先在沙上爬行,碰到石頭,便背靠石頭,利用步足來回挖掘,並利用螯推開沙子,使自己沿著石頭下緣進到沙內。但牠們並非隨時都能進行挖沙,當沙子沒有淹水時,頂多僅能半個身體進去,也就說退潮時在沙內的近緣皺蟹應該都是有淹水時就已經進去,等潮水再漲上來時,才可能爬出來活動。那為什麼要挖沙且又讓自己被石頭壓著呢?我們發現有幾個重要原因:1.受海浪影響小;2.環境溫度穩定;3.可躲避天敵及彼此間相殘;4.可遮光;5.退潮時,沙內不但保有較多水分,且正好可以緩衝石頭的重量。

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坐標平面上△尤拉線的操弄探討

本文先針對直線L和三定點A、B(線外)、P(線上),探討△ABP的尤拉線平行(AB) ⃡的公式,透過函數凹性判定和對函數最小值N和3的比較,提供是否有解的依據,並找到了漂亮的判斷公式4ab/h^2 。接著在確定尤拉線平行(AP) ⃡、(BP) ⃡的存在性及解的公式後,發現最多有三解。 對於前文的P點,作者利用先前發現的一系列定理,設計了能以尺規作圖達成△ABP的尤拉線平行(AB) ⃡、(AP) ⃡、(BP) ⃡的兩條直線,當在那兩條線上分別取A點和B點之後,可用尺規作圖找到P點,甚是有趣。 針對首段P點,兩平行線,尤拉線和△各邊,交角可作為0°,作者推廣至△ABP的尤拉線與¯AB達成交角為指定角的方法。 在探討藉多邊形各邊與分割點連接的子△中,作者發現任意三角形不存在能使各子△尤拉線平行原多邊形與其共用邊的分割點P;但四邊形、五邊形可能存在符合此條件的分割點P,且能利用前文定理創造出這樣的多邊形。

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茼蒿行不行

本研究使用六種不同的混合土壤探討其種植的茼蒿的株長、根長、重量以及其部分部位硝酸鹽含量分析有何差別。於株長的部分,以一般土加有機肥最為突出,其中有一組平均株長達到12.2公分;於根長的部分,以一般土加蚯蚓糞土最為突出,其中有一組平均根長達到約22公分;於重量的部分,以純一般土最為突出,其中有一組平均重量達到約60公克。 此外,由株長變異數分析得知,同質性檢定顯著性皆>0.5。F=2.981,p(顯著性)<0.01,代表株長確實會因為土壤不同而受影響。由根長變異數分析得知,同質性檢定顯著性<0.5。F=2.945,p(顯著性)<0.01,代表根長確實會因為土壤不同而受影響。由重量變異數分析得知,同質性檢定顯著性<0.5。F=3.859,p(顯著性)<0.01,代表重量確實會因為土壤不同而受影響。

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穿梭 2D 與 3D~數形合一解構嵌合立方體之研究

從研習問題出發,數學模型化使用積木方塊組成嵌合面,聚焦在每個嵌合面與面間「咬合」關係。先探討存在性,發現基本嵌合面受限於單位結構,僅正六面體滿足嵌合正多面體條件。接續,透過「數值」搭配「圖形」分析,找到「n×n×n嵌合立方體建構方法」,稜值奇偶性+8 個角量判別式寫入 EXCEL,代入即可確定是否滿足「嵌合面角量之要求」及「每個嵌合面對應嵌合稜的方位」;再配合稜值—同構稜值、嵌配稜和判斷值可確認 n×n×n嵌合立方體 6 個不同嵌合面組成的正確性。 最後,透過「旋轉運算」得到「3+1 連基本結構」,可在 3D嵌合立方體與 2D嵌合矩形快速組裝轉換;解構 n×n×n 嵌合立方體有6n2−12n+8個方塊,重組成2D嵌合矩形面積最小值公式為n4−3n3−2n2+7n+3,其中 n≧4。

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圖多變是美--給定範圍內之四邊形數量計算

在給定方格範圍內,尋找不同四邊形數量的一般式,研究包括: 1、給定範圍內之正方形數量: N(N+1)(N+1)(N+2)/(1×2)(2×3) (範圍是邊長N的正方形時)、 [(M(M+1)(M+2))/3!]×[((N-M)+(N+1))/2] (範圍是邊長M×N的長方形時) 2、給定範圍內之長方形數量: ∑_1^M▒n×∑_1^N▒n(含正方形)、∑_(L=1)^M▒[(M+1-L)×∑_(n=1)^(N-L)▒n] ,n≥M(不含正方形) 3、給定範圍內之菱形數量: 廣義菱形個數一般式=狹義菱形個數一般式+正方形個數一般式。 4、給定範圍內之平行四邊形數量: 上下二條直線(斜錯)平行四邊形數量 =(N-1)(N)(N+1) 左右二條直線(斜錯)平行四邊形數量 =∑_(n=1)^(M-1)▒n×∑_(n=1)^N▒n 5、給定範圍為2×N長方形時之等腰梯形數量: 4(N-1)+(1+2)×∆T_奇或偶×2(上下翻轉) 而各一般式彼此間可以組合成新的公式。 例如:平行四邊形一般式=長方形公式 + 斜錯平行四邊形公式。

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