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第56屆--民國105年

再度甦醒的大地

本研究以民國105年0206美濃地震引起的台南市大範圍土壤液化為背景,並與民國99年0304桃源地震(原稱甲仙地震)做比較,研究發現新化區的土壤液化區重複發生機率高,而且液化區域、噴砂量和噴砂土樣粒徑範圍隨震度變大(新化PGA=401gal)而增大。研究也發現不同顏色的噴砂是來自不同的地層深度(約2m~5m),甚至噴砂的裂縫也略有方向性(NE-SW),與地震震波傳遞方向近乎垂直。另外,由地震的震測波速圖譜可以知道本次液化深度可達20公尺,也與實際噴砂點符合,噴砂的力量(超額孔隙水壓)也可衝破柏油路和填土層。研究也發現液化的土樣平均粒徑(D50)大小與河流、舊河道或水域有關,約在0.10mm上下,由這些數據和現地的調查、訪問,或許可以發現一些土壤液化的訊息,也可以和已知的土壤液化潛勢圖資做比對。

土壤微生物監控

土壤微生物是地球上生態系中不可或缺的分解者,更是推動各種元素循環之基層生物。為了永續經營大自然的理念,以及更了解我們人類所依附的土壤,本研究主要目的是調查校園中相鄰兩區域土壤中微生物相的相似程度,並探討微生物數量變化與環境理化因子(溫度、pH值與雨量)的關聯性,找出優勢菌種並進行DNA定序。本研究結果發現土壤中同時存在有益植物生長及有害人體的微生物。此外,經由微生物數量變化與環境理化因子圖表製作與分析,發現土壤微生物的數量多寡和土壤環境溫度、pH值及含水量多寡相關。若持續調查土壤微生物相,未來將可應用於農作物的栽培,使其更能順應季節的變化以及減少病蟲害。

風火輪流轉~天燈浮力、阻力及側風力之研究

我們利用木板及壓克力板,製作浮力、阻力及側風力測量裝置,並利用粗細的吸管進行氣流的整流。將鐵絲用點焊機焊接後,製作天燈的模型外框,並在外部包覆宣紙製成耐用的天燈模型。我們利用此測試模組測試了方形、長型及梯形天燈,並發現天燈內部的浮力和其體積成正比關係,而阻力及側風力都會隨著風速的升高而變大。長形天燈比方形天燈有較好的浮力效果,但側風力及阻力仍然很大。梯形天燈具有更好的浮力效果,且阻力和側風力皆較方形天燈小,加上上蓋後,不僅浮力效果變好,也降低了垂直阻力及上側風力。在天燈周圍裝上擾流翼後,發現天燈會因熱氣溢出的關係而推動擾流翼產生自旋效果。最後綜合研究,利用Excel 發展出天燈飛行軌跡的分析模型。

同乾共苦-苦茶油、苦茶粕應用於保養品之評估

本實驗針對苦茶油、苦茶粕進行研究分析,開發三種不同的化妝清潔用品,結果顯示,卸妝油對REVLON眼線筆的卸妝效果顯著地高於其他各種化妝品,五次就可以達到完全清潔的效果。本研究開發的卸妝油對各種口紅的卸妝效果(5次)顯著地高於L’OREAL。本研究開發的卸妝油對L'OREAL,ZA,KATE眉筆的卸妝效果顯著地高於MAYBELLINE,1028的十次。受試者手上的皮膚含水率,在塗抹保濕霜前的平均34.6%,都顯著的提高到塗抹後的平均含水率40.8%(p<0.05),受試者在卸妝油,肥皂和保濕霜的各項官能品評結果,滿意度都在七成以上。肥皂和保濕霜對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌效果均達高度抑菌效果,減少痘痘的產生。未來可以進一步進行實際使用評估,為在地農產品創造更好的經濟效益。

給未來一個呼吸空間─遠距動畫式二氧化碳與煙霧警報器

本研究探討自製溫室煙霧模型箱中,觀察不同濃度二氧化碳以及煙霧量與溫度之關係,透過S4A軟體所顯示的電壓值,配合感測元件測得在不同氣體濃度中的輸出電壓,製作動畫式二氧化碳與煙霧警報器進行遠端監控,並結合手機應用程式達成即時監測的目的。透過實驗,我們獲得以下結果: 1. 當二氧化碳濃度升高時,模型箱內的溫度會隨之升高,此時二氧化碳偵測元件(MG811)電壓值則會出現下降情形。 2. 當煙霧濃度增加,煙霧偵測元件的電壓值會上升,且在加溫過程中,其溫度上升較無煙霧更明顯快速。 3. 透過電腦軟體S4A將實驗過程數位化、動畫化與遠距化。 4. 將研究結果連結手機應用程式,透過藍芽傳至手機,使偵測數值以動畫式呈現於手機,並能夠進行遠距即時偵測。

魚菜共生系統延伸-永續發展裝置組合

本研究之構想主要是來自現在最新型的耕作方式---魚菜共生。此系統雖然能夠讓大家在家裡自行耕種,但是仍有需要更換水以及需要定期餵食水中生物。而我們則是藉由儀器的改良來發現是否能達到原本的系統解決不了的問題。 目前的實驗做到濁度測定以及水中測量微生物數量。但是在濁度測定以及水中測量微生物,我們發現水質又改善,微生物的數量也相對的減少許多。仍然還有實驗尚未完成,接下來可再作生物種類變化之實驗。 我們將來的目標將是如何將裝置縮小或是再改良,達到環保與健康兩者兼顧,減少對生態以及個人健康的疑慮。

漫漫黃砂九芎城--宜蘭地區汙染物濃度的探討

本研究主要探討宜蘭地區的各種空氣汙染物與濃度變化,利用宜蘭市測站與冬山鄉測站的觀測資料以繪製成圖表,並以現有的地科知識背景討論出各項污染物形成原因與機制。為求更精確的了解各時間尺度下的濃度變化,我們將觀測資料經數學方法處理後,製成逐時、逐月與逐年的濃度變化圖。另外我們以PM2.5為主要探討對象,了解大氣的條件與變化對污染濃度產生的影響。

似蝦非蝦—潮間帶扁跳蝦之觀察與研究

扁跳蝦是軟甲綱端足目的小型生物,身上有軟殼包覆著,有兩對觸角,四組腳,且各組腳的功能都不一樣。 調查到的種類有細扁、花斑、綠色、暗紅、淡褐等型扁跳蝦。除了細扁棲息在碎石堆石頭下外,其餘都在海蝕平台綠藻潮池中。牠們的躲藏能力都很好,細扁喜歡細縫躲藏,綠色扁跳蝦會有黏絲築巢躲藏,花斑是目前發現唯一會跳躍的種類。 生殖時,公的特化腳會抱住母的進行交尾,整個生殖過程約2週可完成。牠們體型雖小,但幼蝦的成長其實蠻耗時的,可能要三個月以上。 目前國內並沒有專家學者在進行相關研究,因此,我們發現幾種不同類型的扁跳蝦,僅能以外觀形態暫時命名,期待能有學者注意這類小型生物,進行研究與分類,讓牠們的身分及早被確認。

數珠手環

給定簡單圖G,令V(G)、E(G)分別為G的頂點與邊所形成的集合,|V(G)|與|E(G)|分別代表G的頂點集合與邊集合的元素個數。若u, v∈V(G)且u, v有邊相連,則將此邊記為uv∈E(G)。給定函數f:V(G)∪E(G)→{1,2,3,…,m},其中m=|V(G)|+|E(G)|,若函數f滿足: (1)f為1-1函數; (2)對於每個邊uv∈E(G),f(u)+f(v)+f(uv)恆為定值; 則稱函數f為圖G的一個『邏輯函數』。給定圖G,若G存在一個邏輯函數f,則稱G為一個『邏輯圖』。對於長度為n的圈Cn(n≧3)、路徑圖Pn(n≧2)與星狀圖 Sn(n≧2),我們探討了建構邏輯函數f的策略。

任意凸四邊形上或形內一點到四頂點距離和的最大值

我們嘗試以初等數學綜合幾何的方法,以Geogebra為輔助工具,參考台灣師大陳昭地教授最近發表在科學教育月刊的文章,運用橢圓上一點到兩焦點距離和為定長的性質,找到任意凸四邊形邊上或形內一點到四頂點距離和最大值的方法,並提出證明.