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第53屆--民國102年

尋找正榕小小蜂

在此次的研究中發現到榕果果腔中生長有長花柱雌花、短花柱雌花(癭花)及雄花。而且在 果腔中總共發現了六種雌、雄榕小蜂,其中的 Eupristina verticillata 雌、雄蜂與榕果是互 利共生,其餘五種榕小蜂與榕果是寄生關係,而且Eupristina verticillata 雌、雄蜂在果腔中的數量最多,是生存優勢族群。觀察到榕小蜂會在雌花的子房中產卵,形成蟲癭,因為各種榕小蜂的身長皆「顯著大於」蟲癭子房的長度及寬度,所以榕小蜂必須捲曲著身體, 才能藏身在蟲癭中。並且觀察到雄蜂間為了能與雌蜂交配,會有爭鬥的行為,更是發現了 雌蜂必須靠雄蜂咬破蟲癭,才能離開蟲癭。

超級發電王~設計一款實用的綠能發電設備

本實驗主要在探究運用風力轉動貼有強力磁鐵的排風球,感應電動機發電的可能。實驗分為兩部分:一是感應線圈的探討,得到以垂直於磁鐵的方向進行感應、感應線圈與磁鐵距離越近、導磁棒越粗、漆包線圈數越多、漆包線纏繞位置越接近磁鐵、感應範圍越大發電效果越好。而轉速夠快時,磁通量大,較粗的1mm產生的電流最大。轉速較慢時,磁通量小,同樣匝數1mm粗的漆包線因為使用長度長,內電阻大,因此產生的電壓反而比0.5mm小。另一個探究內容為磁場變化:得到磁極以NSNS排列、磁鐵感應面積越大、顆數越多磁力越強效果越好。經過一連串實驗,我們運用最佳結果設計出來的作品,接上4.5V的LED,可以產生13.1672V的電壓、184.812mA的電流,如果接上蓄電池,實際被運用的可能性極高喔!

隱藏式觸碰門

以人體作為觸發訊號來源,利用觸發間隔時間作為輸入資料訊號,當輸入密碼與預設密碼吻合則門開啟。本系統主要功用如下:一、 隱藏式輸入訊號端,輸入訊號可設計在門上任一地方,同時設計為可更換之輸入點,利用開關選擇門上A點、B點或C點……作為輸入點,有心人士即使知道密碼亦無法得知應由何處輸入密碼。二、 利用人體為觸發訊號源,以長按、短按觸發輸入點輸入密碼,無需使用鍵盤作為輸入端,免去維護及保養。三、 密碼位元數可由使用者自行設定,密碼可設一位數至無限多位數,當使用者僅去路口倒垃圾可設一位數(如3,大門敲3下)方便進出;當使用者出國多日則可設為多位數(如275384659424,小偷猜對密碼機率一兆分之一)確保安全。四、 適合用於社區大樓、辦公大樓或大型飯店門禁管理,每扇門使用自訂密碼,每擴充一組電鎖門僅需一組輸入/輸出(I/O)點,便於擴充與管理。

一公升的光線

本實驗利用水的折射原理,設計一個能替代傳統燈泡、省電燈泡的照明系統。同時利用水的降溫效果防止LED因電熱效應而燒壞,延長燈泡的使用壽命。我們設計出來的此散光瓶裝置,比一般燈具省電,希望將來能應用在日常生活上,為綠色建築點亮環保的一盞燈。另外,我們也針對菲律賓利用寶特瓶增加室內照明的做法做了改進措施,使將日光引進室內的效果更好。

芙生六記~水芙蓉的平衡機制

實驗之初觀察水芙蓉的形態特徵和生長環境,發現:水芙蓉偏好在春夏生長,秋冬有落葉情況,且水芙蓉具有高度的環境適應性,會隨環境水深調整根部長度,以穩定植株平衡。若將水芙蓉沒入水中,並將根埋於土壤,會有斷根浮出水面的現象。水芙蓉的密度在葉片為0.38 g/cm3,根部為0.92 g/cm3,這樣的因素使葉片可以產生較大浮力;而根部可以穩定平衡植株。從本研究結果得到:浮水時間與葉片重量與長度有高度正相關,翻正時間則與根部重量和長度均有相關。進一步研究較大的樣本發現,當無根狀態時,浮水時間反而比有根狀態慢,且無法順利翻正,這說明了水芙蓉的平衡機制葉片和根部的影響缺一不可。

金門地區農田藥用植物皂開發

農田雜草對農民來說,常是令人頭痛的事,但是我們轉變方式,將具有藥用功能的雜草,融入手工皂中,開發出藥用植物皂,並與市面販售的高價天然或有機的植物皂做比較,發現在起泡度與清潔度的品質皆不遜色,藉由這些藥用野草植物都是農田中常見的雜草,可開發出具經濟價值的商品,增加農民的收益,也扭轉傳統上對於雜草的印象。

智慧型遠端插座用電監控系統

在電費日趨上漲的今天,「節約能源」對大家來講無非是必要的事,本專案嘗試利用目前智慧手機APP 的實用功能,以及單晶片微電腦等,探討設計一個「智慧型遠端用電插座系統」,並提出一個有效達到節省用電量以及監控用電狀況的解決方案,本專題探討穫得以下結果:一、利用現有智慧型手機,搭配如插座般的硬體模組,使用於家電的控制上,是方便可行。二、硬體模組可順利與家庭的電源系統及插座相容,居家不須做大幅度施工改善電路工程。三、針對往後新建大樓房屋的電器配線及明線或暗線插座皆可很容易的搭配使用。四、藉由我們所開發產品,使用手機即可容易完成對居家電源進行如拔除插座一樣的隔斷電源動作。

水中溶氧度的探討

我們利用影響水中溶氧量的主要原因有:溫度、壓力及液體的亂度。因而自製一台增加壓力、減少水亂度的『高溶氧機』。高溶氧機的製造方式,是利用抽水馬達在抽水的過程中,我們在馬達前方的水管上加裝了一支氣體流量計,利用氣體流量計的進氣口吸入少量氣體經壓力瓶的加壓及減壓閥的釋壓使氣體擴散之後,即可得直徑小於0.5 mm之細微氣泡,其氣泡相當細膩的在水中均勻擴散後使得水變成牛奶般的雪白。而加裝氣體流量計的用意除此之外,還可調整進入的氣體量,以達到最高的溶氧效果。此高溶氧機由於摒棄傳統以空壓機打入空氣之方法,不但減少設備的佔地面積,在管理及維護上也相當的方便,且其所產生出來的微小氣泡更能均勻的分布在水中,也就因為它的氣泡非常的微小且均勻,因此使得它在水中的停滯時間長達十多分鐘以上。總而言之,高溶氧機的優點有:一、省電省金錢:傳統打水車三分地需就用到四台打水車,而高溶氧機只要一台就搞定它。二、水中溶氧大大提高:養殖池溶氧量增加一倍,與打水車相較溶氧量增加約 100%~200%。三、節省能源:超級微小氣泡,在池底多停留 20min,可增長溶氧時間,節省大量電費。四、安全可靠:以水的流速吸入空氣,所以壓力不會超過最大出水壓力,沒有爆裂的危險。五、增加漁獲量:適合魚蝦養殖的底棲息性,避免害菌滋生、活化水資源、減少魚蝦得病率、大大降低魚蝦之死亡率,因而提高漁民的漁獲量。

聲波激擾對噴流擴散特性與燃燒性能之影響

本研究以實驗方法觀察受聲波激擾的噴流之等溫流場特徵及燃燒火焰行為,探討聲波激擾對噴流的混合特性及燃燒性能之影響。使用熱線風速儀量測聲波激擾引致噴流出口速度振盪的特性;應用流場可視化技術,觀察噴流的流場特徵;藉著量測噴流之側向擴展寬度,比較噴流受聲波激擾之前與之後的混合與擴散特性。最後,丙烷作為噴流的流體,點燃噴流形成燃燒火焰。觀察燃燒火焰的顏色與外觀尺寸變化,探討聲波激擾對燃燒噴流的燃燒性能之改善。結果發現聲波激擾噴流時,藉著「回吸預混」、「渦漩形成、演化、捲入、破碎」與「紊流增強」效應等物理機制,有效提升噴流與週遭空氣的混合與擴散特性,因此,在實際燃燒噴流的工業應用,可以明顯的提升燃燒效率。

曝「光」的「珠」絲馬跡

本實驗探討紫外光對五蕊葉下珠生長發育和遺傳毒性的影響。我們研究五蕊葉下珠從種子萌芽至開花結果,只需5-8週時間,生命週期短,易繁殖生長,能在短時間內產生大量的種子,我們以這世代交替迅速的五蕊葉下珠作為研究對象,進一步處理紫外光照射其種子和幼苗植株,影響種子萌芽和幼苗的正常發育,隨著UVC照射時間愈長發育幾乎停滯,嚴重的話導致植物死亡。生殖方面雄花和雌花的發育率也降低,花粉管的發展被抑制,甚至所發育果實其內的種子萌芽率減少40%,發芽種子呈未分化,且細胞染色體出現異常短縮狀,顯示紫外光對於五蕊葉下珠有遺傳毒性傷害,我們期望利用生理和遺傳性傷害等病徵,以五蕊葉下珠建立生物模式(model)作為曝露短波紫外光輻射的預警訊息!