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第54屆--民國103年

「細」水長「留」-設計出好管理又有趣的花盆

室內植栽能美化環境淨化空氣品質,而土壤濕度是影響植物存活的主因,故了解溼度對植物生長的影響及如何讓植物在節省人、物力下,使用自動化吸水花盆將室內植物照顧好的研究是很有價值的。 為開發第一代吸水花盆設計五個實驗,發現吸水花盆能依植物所需供水,利於土壤保水性,使植物生長良好延長加水間隔天數,不需每天加水是方便又省水的好花盆,又因久不需加水易使人忘記,需製作有自動警示能力的吸水花盆。第二代及第三代吸水花盆雖克服電解水及線材過長訊號漸弱的問題;但又發現房間數多情形下,易忽略警示的問題。最後,研發出有趣的第四代吸水花盆,能依植物所需供水,並在缺水時自動發送E-mail,能幫助輕鬆管理家中盆栽植物讓生活更方便!

寶貝計畫-鹽寮陸生寄居蟹身體形態與貝殼關係研究

本研究在探討鹽寮陸生寄居蟹生活環境、身體形態及與貝殼間的關係。 研究發現,這裡的寄居蟹喜歡住在溫度27~28度、濕度50%~80%的漂流木、植物下沙地。 約有2/3的寄居蟹貝殼過大、太小;實驗發現,如果有機會選擇,寄居蟹則有60%的機率會 選擇適合大小的貝殼。 在身體形態與貝殼關係方面,寄居蟹頭胸部較硬,能夠在貝殼進進出出。行動時,頭胸 部頂起貝殼,再運用第二、三對胸足帶動身體。此外,我們切開了貝殼,發現寄居蟹使用右 旋腹部牢牢捲住殼軸,並以第四、五對胸足頂住貝殼殼壁。是否為了分散寄居蟹移動過程的 衝撞力道,保護柔軟的腹部?值得後續研究加以證明! 最後,我們提出寶貝行動計畫,透過補殼與野放的行動,幫寄居蟹製作更多安全的家。

低濃度活性氧是植物在逆境下調控開花的關鍵因子

輕微乾旱會造成植物提前開花。是什麼因素讓植物得知遭受逆境而要開花?實驗結果發現20 mM雙氧水能有效促進阿拉伯芥開花。50 mM維生素C則會有效抑制阿拉伯芥開花。晚開花ft(flowering locus T)突變株噴灑雙氧水後,沒有促進植物開花,因此開花基因FT可能參與活性氧控制開花。以次世代定序方法發現FT及一些開花基因,會受到低濃度活性氧誘導而表現。以即時定量PCR方法證實在活性氧狀態下,這些基因會受到誘導而表現。以FT啟動子驅動螢光基因,發現活性氧會誘導螢光蛋白大量表現。這結果顯示FT確實會受到活性的誘導而啟動。我們的實驗證明,低濃度活性氧可以充當植物遭受輕微逆境下的訊號,促使FT基因及開花基因表現,誘導下游基因群,使植物提早開花。

太空船的百慕達三角洲-南大西洋磁力異常區之模擬

許多的書上或是博物館的資料都會告訴我們,地球的磁場分布就是一個偶極磁場,我們可以把它想成是有一個很大的磁鐵在地球裡面。但地球上有一個「南大西洋磁力異常區」,在這個區域中,磁場特別弱,跟一般學到的地球磁偶極磁場分布不一樣。在我們的實驗中,我們利用磁鐵以及其他的鐵磁性物質,配合智慧型手機裡面的磁力計,來看看能不能建立一個磁場模型,模擬南大西洋磁力異常區的磁場。

快氧加鞭-催生一對氧!

本研究以科學邏輯的實驗方法與數據分析,探討各種催化劑的催化效率﹑特性與活化能的關係,從催化劑的用量﹑溶液的酸鹼性及溫度分析,找出適用於低溫及室溫環境可以快速製造氧氣的催化劑;但是在快速製氧下所產生的臭氧是必須避免的,所以進一步研究發現,在0℃及未照光條件下最不易產生臭氧,於是我們找出在低溫與室溫環境適用的催化劑分別是二氧化鉛及碘化鉀,並搭配適當的酸鹼值溶液使用。至於二次催化效果方面,PbO2的催化速率明顯下降,但是仍比MnO2來的快,這些研究結果將可應用在作為氧氣急救包瓶設計上的良好催化劑之參考。

躍動~水中上升氣泡左右振盪之探討

因為喝汽水而引發的好奇心,開始了這次的實驗,我們為了觀察氣泡上升時左右振盪的變化而設計了氣泡保存器,可以在水中釋放不同直徑的氣泡,使實驗順利進行,經由實驗我們觀察到氣泡上升時左右振盪的振幅與氣泡的直徑有密切的關係,而氣泡在左右振盪時產生的形變,也是我們第一次留意到的獨特風景。

白皮甘藷西蒙一號塊根抽出物的萃取方法與生物活性之研究

甘藷 (Ipomoea batatas L.) 是世界重要的經濟作物,其塊根或葉部均具有很高的營養價值。「白皮甘藷西蒙一號」來自中南美洲,目前台灣已有種植,被認為具有特殊的營養成分,但仍缺乏科學數據證明其功效。本研究欲探討西蒙一號塊根抽出物的生物活性成分組合,比較分別以95% 酒精 (95% EtOH)、50% 酒精 (50% EtOH) 及去離子水 (ddH2O) 萃取的三種抽出物的生物活性差異。研究結果顯示,ddH2O抽出物所含之多酚類含量比例較高,抗氧化的能力也較好;50% EtOH抽出物則有較高的含醣比例。利用內毒素 (endotoxin) 刺激小鼠巨噬細胞等實驗來探討抽出物的抗發炎能力,得知50% EtOH抽出物具有較好的抗發炎活性,而ddH2O抽出物較不具有細胞毒性。未來將研究西蒙一號對發炎相關疾病的可能影響,並找出西蒙一號塊根主要的抗發炎成分。

給我360~其餘免談

本研究目的在瞭解正四面體隨意剪開後的展開圖,為何能拼貼成平面鑲嵌圖形。我們發現圖形間組合的部位,要構成360度的圓周角,才能形成一個緊密、無空隙的平面填充圖形;如果立體圖形展開圖是正多邊形或凸四邊形,隨意剪開後的展開圖,拼貼後必能緊密、無空隙的鑲嵌成完整的平面填充圖形。正四面體剪開後的展開圖進行平移、旋轉後,不規則的展開圖能復原成正三角形和平行四邊形(凸四邊形)兩種符合鑲嵌原則的圖形,展開圖必能拼貼成平面鑲嵌圖形,展開圖間組合的部位及鑲嵌的方式都一樣,具有規律性;正六面體的展開圖不是凸四邊形或正多邊形,不符合鑲嵌原則,相鄰兩個面展開後產生的位移情形,及圖形周圍和裡面形成的角度為90、270度,導致剪開後的展開圖有許多變化,無法緊密的鑲嵌。

探討最佳條件培養單針藻產製生質能源併同吸附重金屬之研究

本研究以Monoraphidium sp.單針藻為試驗對象。首先利用畜牧廢水作為基質培養微藻,瞭解微藻移除廢水營養鹽之能力與生質潛勢,再利用不同光照週期培養,探討不同光照週期對微藻生長特性與生質潛勢之影響,最後利用微藻吸附重金屬,併找出微藻轉酯化後的再利用性。 試驗結果顯示,在不同濃度的畜牧廢水中,生質物濃度以100 %添加比例為最佳,併可有效利用畜牧廢水的氮磷營養鹽, TIN、TP移除率分別可達 97 %、 93 %以上。除了營養鹽,光照也是影響微藻生長之重點之一,微藻於不同光照週期中,以24 hr小時連續光照具有較高的生質物濃度與生質物產率(676 mg/L、87.14 mg/L.d)。綜合以上最佳條件進行Monoraphidium sp.單針藻的培養,再將藻粉用以吸附重金屬,達到去除水質重金屬汙染問題。

收放自如-蝸牛腹足構造與運動功能的分析

本研究以六層殼高的成體非洲大蝸牛為研究對象,觀察蝸牛的背脊、足腹及足緣等構造,並進行顯微切片。並以吸盤及PVA膠水模擬蝸牛的腹足與黏液,測試腹足形狀、皺摺、纖毛及黏液黏滯力對載重量與運動速率的影響。 結果顯示:蝸牛能在粗糙面爬行是以黏液黏附力、足腹各皺褶的空腔吸力及足緣形成肉爪攀附力為主;在光滑平面則以背脊中海綿體膨壓的支撐力以及藉足腹各個皺褶調整負壓吸附力方便移動為主。爬行時腹足內部的波動則是在海綿體中藉由黏液的擠壓產生向前膨脹伸長腹足而產生移動,並藉黏滯性降低下滑速率,因此可減少往上爬行過程體液向下流動的能量消耗。而向下爬行則會加速下滑易失去平衡,所以這應是蝸牛具有向上爬行趨性的主要原因。