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「稻」高一「齒」、「磨」高一丈- 探討褐飛蝨的齒輪構造與運動方式的相關性

好奇褐飛蝨齒輪的秘密,實際飼養並觀察牠的身體形態與習性,進一步製作3D紙模型認識結構。以顯微鏡找出齒輪在若蟲後足轉節處,為正齒輪占轉節角度60~80度,齒數隨蟲體變大增加。成蟲沒有齒輪,轉節較若蟲大,腿節、脛節和跗節比例較長助於運動和抓握,六足連動跳躍時平均距離長,平面移動三足步式。驗證蟲體轉彎上下安全又省力,3D列印製作齒輪模型模擬蟲體運動,比對步足模式找出與齒輪相關性。若蟲腿部短、步行較緩慢,平面移動步足模式和成蟲相似;順逆時針轉彎以5或6足齒輪帶動其他足轉動。跳躍時轉節和5,6足開啟後,齒輪瞬間合起卡住,5,6足拉直跳躍。齒輪讓若蟲順利步行、跳躍逃生,推測是為了適應水稻的構造。

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發光基團與巴克球作為二氧化碳還原光觸媒之研究

本研究使用巴克球C60或巴克球衍生物PC61BM作為主催化劑,發光基團DTBT作為副催化劑,製成混摻催化劑並調控各種變因,進行光催化二氧化碳還原反應,期許能設計催化效果最佳之有機光觸媒,達到開發再生能源與減緩溫室效應之目標,甚至應用於殺菌與分解汙染物等其他方面。 利用氣相層析儀進行二氧化碳還原產物之定性及定量分析,目前產物以一氧化碳為主、甲烷為輔,主、副催化劑混摻之產率優於單一催化劑,主催化劑選用PC61BM優於選用C60,DTBT與PC61BM混摻莫耳比為1:1時一氧化碳的產率最佳,而莫耳比為2:1時甲烷產率較佳。若在反應瓶中添加氫氣或增加水量,皆有助於提高甲烷的產率。在製程中添加奈米銀製成三元混摻元件,可大幅提升產率,是未來研究方向。

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〝得來塑〞 --- 海洋微塑粒清除系統之設計

聚乙烯(HDPE與PE)最能被油品吸附,矽油最高吸附PE(68.2%),葵花油吸附HDPE(50.0%),若要使用塑膠,應以聚乙烯成分優先。考量流速與吸附率的迴流吸附係數RAC(Reflux adsorption coefficient),靜態吸附塑膠使用矽油最好,迴流吸附則使用針車油最好。迴流裝置對塑膠回收率:第一次為 86.7%,第二次為 95.8%,第三次迴流為吸附56%,因此利用吸油法吸收塑膠不適合三次以上迴流。廢棄暖暖包因含活性碳,所以使用廢棄暖暖包來固化油品最佳。體積比例為廢油:暖暖包=1:2時,具有不漏油且量最少的經濟效果,固化時間需4~5天即可將廢鐵粉交鋼鐵廠進行後續處理。

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如「藿」至寶−探討藿香薊萃取液之應用

本研究旨在於探討菊科植物紫花藿香薊(Ageratum houstonianum)、白花藿香薊(Ageratum conyzides)及貓腥草(Praxelis clematidea)對於抑菌效果、果蠅趨避、渦蟲斷片再生之影響。研究結果指出:(1) 抑菌的部分,平板塗盤與紙錠擴散法抑菌效果最好的萃取液為三種植株之酒萃;菌液懸浮抑菌效果則為紫、白藿香薊之水萃最佳。(2) 果蠅趨避實驗中,貓腥草的萜類化合物有趨避果蠅之功效,且以乾餾法效果最佳;而紫花藿香薊沸水萃萃取液可用來吸引果蠅。(3) 在組織再生的實驗中,紫花藿香薊水萃有抑制渦蟲斷片生長的現象。所有萃取液中僅有紫、白藿香薊沸水萃與白花藿香薊乾餾萃取液高於控制組之斷片生長長度。

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成雙成對多面體

本研究是先找出正多面體的每一個「面」上的中垂心,並將相鄰「面」的中垂心相連,紀錄所形成的多面體結構,並歸納出規則原理,進而推論至阿基米德立體。 我們嘗試以「相鄰中垂心相連」的研究方法,用針線實際的連接柏拉圖立體模型的中垂心。結果歸納出四個規律分別為點面個數會互換、邊數不變、面形邊數是原圖共點面數、原面形邊數是新頂點共點面數。而這四項規律推論到阿基米德立體一樣適用,並且在本研究中獲得驗證。 研究中更發現到柏拉圖立體與阿基米德立體的對偶圖型關係,其中正六面體與正八面體互為對偶;正十二面體與正二十面體互為對偶。

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走廊不奔跑 安全靠視角--研究物理性視覺阻礙對行走行為模式之影響

下課常聽到老師的大聲阻止同學在走廊奔跑,以免發生危險。我想要找出有效的解決方法。我想到利用視線的阻擋,也許會有效。要證實我的假設,若直接找同學來做測試,可能會有危險。我決定先採取小鼠來做實驗。發現可能的原理,也許就可以應用在人的身上。我們實驗比較不同顏色、不同寬度與不同長度的紙條,懸吊在小鼠通過的走道上,比較小鼠通過率及時間,確認影響因素。經統計結果得知,所有型態的視覺阻擋都有效,長度和寬度及顏色都有影響。根據動物實驗的發現,製作各種視覺阻擋的走廊模擬圖,設計問卷請同學回答。發現同學的問卷結果和小鼠的結果相符。因此,設計合適的物理性視覺阻礙,有助於防止同學在走廊奔跑,減少受傷的危險。

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菇菇「蛋」自強—微型化菇類子實體培養實驗,探討不同逆境條件下的出菇表現

為了使菇類子實體培養微型化、觀察逆境下的出菇表現,我們將四種菇類太空包切割成不同大小,發現體積會影響產量,且撞碎的太空包修復後仍可發菇,於是我們將其分裝並進行「扭蛋菇」實驗。我們發現,將秀珍菇扭蛋菇通氣可使走菌加快、且體積越大走菌越久但產量高,最後選擇7.5 cm蛋殼填裝150克木屑作為對照。實驗發現,秀珍菇24℃發菇率高、無論是否照光菇蕾數上>下側,溫差、冰凍半顆、綑綁、電擊會刺激發菇,但產量不變;黑暗發菇率不變,火燒整顆、泡水、烘烤使發菇率與產量下降;此外,藍寶石菇和白雪菇最耐低溫,18-20℃最適合發菇,珊瑚菇耐熱28-30℃一週內發菇率最高,但易捲縮,建議24℃培養,長得慢但品質好,最後我們提出四種扭蛋菇栽培建議。

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『石』在厲害!道碴(Ballast)對於鐵軌穩定性與排水性之探討

實驗結果顯示,經過夯實步驟的道碴,彼此靠近愈形緊密,道碴間所產生的摩擦力,巧妙地達成固定枕木之效果,但是在雨天的時候,受水份的影響,而造成道碴間的摩擦力變小,尤其以泡水時的影響最大,此時枕木被道碴固定力量也變小最多;由於道碴間有縫隙,讓鐵軌在雨天的時候可迅速將路基上雨水迅速排開,路基因而不易積水,所以影響固定枕木的力量與道碴的形狀、大小、外觀圓滑與否及枕木形狀有關係外,氣候因素之於道碴濕潤程度亦不容小覷。此外,道碴還有分散火車重量防止鐵軌下陷的功能,可讓火車行駛在鐵軌上穩定性較高也較安全。

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「打手機鄒(Taso ci cou)的智慧」-探討鄒族手持趕鳥器之力學聲學及實際效能分析

本研究主要目的為探討鄒族手持趕鳥器之力學、聲學及實際效能。我們發現鄒族趕鳥器為省時費力機械,手持位置須遠離支點,製作最佳材料為桂竹>綠竹>麻竹,一節竹子長度越長可以打擊出較大響度聲響,寬度為6.5cm為最佳製作趕鳥器的寬度,竹節個數以二個為最佳的製作個數,新鮮的竹節製作出器響度和頻率較高的趕鳥器,但竹子放置乾燥後聲音會變清脆,反而可以出現除了基頻以外多個明顯的泛音,也非常適合作為打擊樂器素材,我們實際將音頻錄製後,置於小米飼料旁,發現響度高的鄒族趕鳥器音頻前四天可以有效降低鳥害,但鳥仍有耐受性,故每一支趕鳥器均有其價值,值得保存此珍貴祖先手工智慧。

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細胞核 CTEN 蛋白質對 Wnt 訊息傳導路徑之影響及細胞癌化之調控

正常細胞的 C-terminal tensin-like (CTEN) 蛋白質位於細胞質且含量低,但研究發現 CTEN 在大腸癌細胞中會大量表現並累積於細胞核內,進而提升癌細胞遷移與侵襲的能力;而 Wnt 訊息傳遞路徑在癌細胞中常有過度活化的現象。因此本研究主要探討 CTEN 於細胞核內的累積和 Wnt 訊息傳遞路徑的互動關係,進而調控細胞癌化的機制。分析 CTEN 分布有差異之細胞株的轉錄體發現,在較多 CTEN 累積於細胞核的大腸癌細胞株中,其 Wnt6、Wnt11 兩基因的表現量上升,研究指出 Wnt6、Wnt11 皆會影響大腸癌細胞的遷移與侵襲。另外,CTEN 會與 Wnt 訊息傳遞路徑中的 β-catenin 結合,因此本實驗利用啟動子帶有 Wnt 訊息下游轉錄因子結合位的質體,測定其下游 β-catenin/TCF/LEF 轉錄因子的轉錄活性。結果顯示 CTEN 累積於細胞核中會提高 β-catenin/TCF/LEF 之轉錄活性,進而增加 Wnt6、Wnt11 等下游基因的表現量,影響大腸癌細胞的遷移與侵襲。

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線上教學資源

集眾人之力的氣象研究

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與eye同行,fun眼視界─抗藍護眼行動

研究發現更換較低色溫光源能減少藍光;日常生活中減少藍光的方法很多,但願意使用的人少,主要是因為減少藍光會讓視覺感到偏黃,或是光線昏暗,會有色差不舒服,所以大部份的人不愛使用。使用4000K色溫光源實驗時,「色彩恆常性」會讓人覺得教室的觸控電子白板螢幕變藍,此時順勢調黃(減藍)電子白板的螢幕,就可讓照明光源與螢幕的藍光同時降低,並以相機的「自動白平衡」功能模擬「視錯覺–色彩恆常性」,測試在較低色溫光源下,可將螢幕調黃多少而不被察覺;測量發現在4000K光源、不察覺螢幕變黃的前提下,調黃螢幕可降低27.0%藍光,由此可進一步找出防藍光APP使螢幕減少藍光又不影響色覺的解方。

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