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染出一片光明_染料敏化太陽能電池特性探討

本研究是想要了解染料敏化太陽能電池的特性及構造,並且嘗試探討影響電池發電量的因素。研究發現,pH3.5水溶液最適合用來調配二氧化鈦懸浮液,以塗抹出均勻的薄膜,。我們也研究如何製作出均勻的膜及萃取出植物中的花青素,並探討了「膜厚度」、「浸泡時間」和「染料種類」對染料敏化太陽能電池發電量的影響。更試著用日常生活中常見材料來取代實驗所需要的醋酸、二氧化鈦和碘溶液,讓染料敏化太陽能電池更容易製作。

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拉不拉多的領域密碼

因為學校收留一隻流浪狗,引起我們研究小狗以尿液的味道標示地盤的興趣。我們在幾個月的研究中,跟部落裡面幾隻小狗培養感情,帶出去實驗觀察。我們發現公狗和母狗排尿的次數﹑行為姿勢均不相同,公狗會抬腿尿尿標示地盤,母狗則不會。公狗會受到其他公狗尿液味道的刺激,引發公狗排尿。甚至人類的尿液也會讓公狗有地盤被入侵的感覺,引發公狗排尿標示牠的地盤,但是小狗的「糞便」雖然也會刺激公狗的反應,但是不會引發排尿的行為。公狗的領域性也和體型有關,體型小的公狗(如小黃)不會把陌生的環境標示為自己的地盤,不敢隨便尿尿。體型大的公狗(如拉不拉多)領域性比較強,不管環境陌不陌生,都會占據為自己的地盤。另外大型犬拉不拉多和小型犬小黃的地盤爭奪戰中,初期大型犬總是比較強勢,但是小型犬也會越來越勇敢的去維護自己的地盤,非常有趣。

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你濃我濃,到底要多濃?─—電解1A族、2A族金屬氯化物水溶液之性質探討

本研究以探討電解1A族、2A族金屬氯化物(研究對象為NaCl、KCl、MgCl2、CaCl2、SrCl2、BaCl2)水溶液反應性之研究,並配合高中化學所學的知識、實驗方法,運用簡易的實驗室器材搭配生活周邊可取得的材料,設計簡單、體積小的電解裝置,並可利用理想氣體方程式及氧化還原滴定的方法確定陽極產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數。 研究結果發現,高中教學所言之「電解高濃度食鹽水產生氯氣,電解低濃度食鹽水產生氧氣」應有修正,並擴大討論1A族及2A族金屬氯化物的電解反應,發現化學反應並非僅有「濃或稀」的分界,而是在不同的條件,譬如電解液種類、濃度、外加電壓的改變,化學反應會有動力學或熱力學的競爭,使得產物O2(g)及Cl2(g)的莫耳數比例也互有消長,得到有趣的實驗結果。

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防蚊「蓋」厲害?比比才知道!--蓋斑鬥魚在蚊蟲防治應用之研究

學校新建生態園區,其中水生植物盆需要防治蚊蟲滋生。透過學校附近社區水域環境調查,推測魚類有抑制孑孓產生的功效,進一步進行實驗未能證明魚類可以抑制孑孓產生。進行捕食孑孓、消除孑孓實驗,在24 小時的觀察時間內,蓋斑鬥魚可以捕食埃及斑蚊3 齡孑孓429 隻,高過大肚魚57 隻、孔雀魚64 隻。實驗中發現,蓋斑鬥魚在大水域中捕食孑孓數目較小水域少。台灣原生種蓋斑鬥魚的捕食孑孓能力,高過孔雀魚、大肚魚等外國引進物種,生命力強、可以自行繁殖,放養較不會破壞生態,的確是校園防治蚊蟲良好的選擇。

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飛機草上的寶石---花金龜生態之初探

本研究以本鄉常見的日行性甲蟲:東方白點花金龜(Protaetia orientalis)及藍艷白點花金龜(Protaetia inquinata)為研究對象。兩者成蟲外型、習性和棲息地點皆很相似,容易造成混淆。東方白點花金龜的數量較佔優勢,而藍艷白點花金龜的體色具有較高的多樣性。兩者有種間交配的行為,但不能確定能否繁衍下一代。在本鄉,外來種的昭和草和翼莖擴苞菊是成蟲重要的食物來源。成蟲為日行性,有趨光性。野生幼蟲以腐植土為食,但也可以用甘薯塊根和麥片飼養。兩種幼蟲皆以背部爬行,其朝上伸開的足可能扮演感覺器的角色。儘管不用足爬行,幼蟲仍有攀越垂直障礙物的能力。

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「膠」流電-黏度及外加電壓對電解質溶液離子暫穩態通道之影響

在本次實驗中,我發現膠狀電解質溶液中的帶電離子,會因為離子團的熱運動,和電偶極的庫倫吸引力 (electric dipole) 的交互作用下,使溶液的I-V curve (電流-電壓曲線),具有類似磁滯曲線(Hysteresis curve) 的效果;而膠狀溶液之濃度越高,電解起始點的對應I-V 值也越大。此外,白金電極與銅箔電極的距離若改變,也會使溶液的I-V curve 變的不一樣。另一方面,我也發現,在給予膠狀電解質溶液一緩慢外加的電壓或衝擊電壓並持續維持此一定額外加電壓時,會因為該溶液的黏度持續增高、帶電離子濃度增高且反應不斷變化下,而使該溶液的對應電壓,形成一重複出現「先降-後升-再降」的震盪現象,且電壓值節節升高。最後,我利用掃描式電子顯微鏡(SEM)及能量分散光譜儀(EDS)觀察銅箔電極之表面變化並分析其上之化學組成,藉此嘗試解釋上述這些有趣的現象。In this experiment, with the interaction of the heating action of ionic atmosphere and electric dipole, I find that ions in the gel make the I-V curve in the colloid electrolyte liquor show up with the effect similar to Hysteresis curve. The higher concentration of the colloidal solution, the bigger value of I-V at the initial electrolysis reaction was found. Furthermore, the shape of I-V curve is dependent on the distance between platinum electrode and cupper electrode. On the other hand, I find that when I apply a gradual extra-voltage or a fast extra-voltage to the colloidal electrolyte solutions and then maintain to a fixed value, this will make a unique ‘two peaks’ state oscillation of corresponding voltage. The reason is owing to the climbing viscosity and ion concentration in the solution. With the methods of scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive spectrometer (EDS), I observe the change and analyze the components of chemicals on the surface of the cupper electrodes. Finally, I present the interesting results and try to interpret these phenomena.

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台灣七種樹蛙的酯電泳分析

在傳統的解剖學分類上,台灣地區樹蛙科(Rhacopboridae) 共有台北樹蛙(Rhacophorus taipeionus)、莫氏樹蚌(R.multrechtis ) 、裴翠樹蛙(R.sp.)、白領樹蛙(Polypedates leuco leucomystax)、褐樹蛙( R.robostus )日本樹蛙 ( R.japonicus)、艾氏樹蛙 ( R . eifingeri )等七種,其中除白頜樹蛙屬於 Polypedates 屬外,其餘六種均屬Rhacophorus 屬(呂, 1982 )。這七種樹 蛙除裴翠樹蛙族群較小外,其餘六種在台灣都有不小的族群分佈,裴翠樹蛙是師大呂光洋老師實驗室民國七十年五月間新發現,依其外部形態與傳統解剖學分類,將其哲時歸屬於 RhacoPhorus 屬, 很可能是世界新種;本實驗目的之一,在研究裴翠樹蛙基本生化資料,進而對其在分類上位置之確定提供參考”國內關於無尾類(Anu-ra)的生化方面研究甚少,國外有關蟾蜍科( Bufonidae )、樹蟾科( Hylidae )、赤蛙科 ( Raniidae )等的生化分析論文發表相當多,但卻很少看到樹蛙科(Rhacophoridae )的文獻,內此樹蛙科的研究有共必要;本實驗目的之二,在研究台灣本區鄉土的樹蛙 生化資料。根據 Matthews ( 1975 )對蟾蛛( Bufo )的研究, Lew-ontin and Hubby ( 1966 )對果蠅( Drosophila )的研究 , He-dgecock and Ayala ( 1974 )對山椒魚( Salamand ridae )的研 究, Adest ( 1977 )對蜥蜴( Iquanidae )的研究都顯示酯酶( Esterase )是多型性現象( Polymorphism )最明顯的一種酶,因此取酯酶做此研究甚為適合。

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咖啡大戰,『原』力覺醒~探討咖啡中的綠原酸

為什麼咖啡會有酸的味道呢?經查資料後發現咖啡中含有一種抗氧化性強的物質~綠原酸,這引起我們的好奇。於是透過資料蒐集與文獻探討,深入的認識咖啡豆及其成份,瞭解綠原酸的特性及萃取、檢測方法。接著透過操縱萃取方式、溶劑、不同乙醇濃度及反應時間等變因,以實驗證明不同烘焙程度的咖啡豆的綠原酸是否有差異?接續又進行綠原酸的抗氧化測定,以及探討綠原酸在日常生活中的應用。由研究結果我們推論抗氧化能力較佳為輕烘焙咖啡。

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澱粉吸附蛋白質與澱粉糖的分子交互作用

顆粒澱粉可和碘形成藍色錯合物(starch-iodine complex),我從種子發芽澱粉酶實驗了解澱粉酶(amylase)具糖解酵素活性,會分解澱粉盤上的澱粉,並使澱粉失去與碘形成螺旋狀澱粉-碘錯合物的能力,讓藍色澱粉盤出現透明水解圈。通常澱粉酶之分子結構包含澱粉吸附區及催化區,分別負責吸附大分子或不可溶性澱粉糖(amylose)配體及分解澱粉糖成可溶性小分子糖。本計劃選用分子量、溶解度不同的澱粉糖分別與碘液反應,再加入澱粉酶(glucoamylase)或其澱粉吸附區(starch binding domain, SBD),發現二者均會破壞澱粉糖與碘結合之螺旋狀結構。分析二者之反應效率,可比較不同蛋白質解開澱粉-碘錯合物之能力。此外,本研究亦比較正常與突變株二聚體澱粉吸附區(SBD dimer)之解開澱粉-碘錯合物反應活性,再查詢文獻、比對不同蛋白質的序列、結構、及功能特性進行綜合分析。根據本研究結果,澱粉吸附蛋白質序列中解開配體螺旋結構最重要的官能基為兩個具有苯環的胺基酸,且二者對於可溶性及不可溶性配體之影響不同。本研究提供科學家了解自然界具備重複澱粉吸附區(tandem repeat)功能的邏輯方法,未來可應用於澱粉代謝、合成相關之蛋白質設計、結構預測、及功能分析。.

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「鬚」換成林—榕樹氣生根形態構造及功能之探究

本研究詳細觀察榕樹氣生根不同環境下外部形態及內部構造變化、進一步測量不同部位吸水量,最後並探討濕度對氣生根生長的影響。研究發現氣生根下端新生部分呈黃白色,根尖具有根冠保護,溼度高時亦可長出根毛。往上表層漸木質化呈細長深褐色,接觸、斷裂、分支可使其增粗呈灰白色,型態已極似莖。氣生根木質部具6~8個輻射角,但中央一直具有髓,其與皮層、中柱內等薄壁細胞常含有葉綠體,明顯與多數雙子葉植物根中央為木質部有所不同。氣生根吸水主要供應本身生長,平均每週相對吸水量下段(0~5cm)約為0.125ml、上段(20~25cm)為0.104ml。在較高的相對溼度(>95%)下,會誘導氣生根長出根毛並加速伸長,每週可伸長達1.58cm。

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內接相似三角形的尺規作圖

本研究探討了在任一三角形內,做一內接相似三角形的方法,與存在範圍的討論,並依照研究的內容與過程,分為四大主題:主題一、給定邊上一點作內接相似三角形經由相關資料的協助與我們自己的研究,本研究提供了三種作圖法:垂足法、軌跡法、旋轉法。主題二、內接相似三角形之存在範圍給定邊上的點,並不一定可做出內接相似三角形。因此在邊上有「臨界點」的存在。並依照不同的條件分做二十六種狀況討論。主題三、給定形內一點作內接相似三角形將給定的點在邊上移動時,所做出三角形的邊形成了一個拋物線的軌跡。經由探索拋物線的性質,完成了給定三角形內一點,作過此點的內接相似三角形。並且運用主題二的結果將三角形內分為四區,由點所在的位置不同,最多可做出兩個內接相似三角形。主題四、最小的內接相似三角形作圖利用主題三的研究結果,我們也提出了最小內接相似三角形的尺規作圖法。由以上四個主題的研究,我們完成了給定邊上和形內一點內接相似三角形的尺規作圖法和可以作圖的範圍,以及最小內接相似三角形的尺規作圖法。

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利用數學的科學概念與方法在象棋藝術中之探討與應用

(一)在學校「聯課活動」指導學生棋藝研究時常有學生提出「一車換馬炮,值不值得?」「象棋與數學有沒有關係?」諸問題。(二)民國五十八年夏,第二屆亞洲杯舉棋錦標賽在臺北舉行,(這是我國首次舉辦,也是首度與賽,共有中華、香港、新加坡、馬來西亞、泰國、高棉、越南、菲律賓、琉球等九隊參加。)盛況空前;此後幾屆在各地輪流舉辦的此項比賽,中華代表隊在團體及個人方面皆獲得了多次冠、亞等優異成絞,對於促進國民外交,提高文藝水準與地位,有相常的貢獻!但是自民國六十六年第六屆亞洲杯象棋賽在菲律賓、馬尼拉舉行,我國因國際局勢等因素而未參加;我有感想,因此盡力嘗試著將數學概念與方法滲入棋藝的研究中;此篇研究心得之報導,祈能拋磚引玉,引起共嗚,共同努力,俾一方面發揚此項國粹於深一層的探究中,另一方面藉此項「雅俗共賞」的藝術愛好,對一般廣泛的民眾施以基礎的數學教育,提供數學概念與方法,引起數學興趣與信心!(三)民國六十八年夏,應邋擔任第四屆全國交通杯棋藝錦標賽的棋證記錄工作,實際感覺到以一般坊間棋譜「一炮二平五」、「馬二進三」等方式記錄有所不便(尤其時間上),因此認為記錄方法或格式有簡化改進之必要,俾助於實戰資料之保存,參研或處理。

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