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第56屆--民國105年

瘋流蘊試—水蘊草的細胞質流機制初探

細胞質流(cytoplasmic streaming)的機制,目前通常被認為是藉由ATP提供能量,使肌動蛋白分子連接胞器而沿著細胞骨架移動,並以此促進相鄰的兩個細胞透過原生質絲(plasmodesmata)交換物質。本研究建立水蘊草(Egeria densa)之細胞質流流速的觀察及測量方法,並以能量的角度去探討其機制層面。我們發現當光度小於1000 lux時,細胞質流流速及淨光合作用速率具有高度正相關。硝酸鎳能明顯促進細胞質流流速及淨光合作用速率,而40℃、pH1、pH13、硝酸汞、4℃一天能使細胞質流停止。

麻煩屎了

常常看見有人帶著小狗散步,但飼主卻通常讓小狗隨地排泄而不清理,因此希望可以自製一種便利的工具來提高飼主清理狗大便的意願。首先調查日常生活中清理狗大便的方式並探討各種器具的優缺點;接著自行設計簡易狗大便清除器,並研究自製清除器與它種間的差異,以及各種器具在不同場地使用的差異。發現各種器具有它便利的地方,但是通常需要彎腰、操作後會弄髒工具而需要清洗,便利性不高。而自製簡易狗大便清除器雖然在攜帶上有一點較大且操作時間多一點,但是它操作方式簡單且無死角、可以重複與連續使用、不用清洗、不會弄髒手、不用彎腰、省力、清潔度佳且適用於各種場地,兼具便利與環保的訴求。

到底是誰惹可樂生氣

網路上流傳當可樂遇上曼陀珠時會產生噴泉效應,為了進一步了解其原因,因此進行本次研究。我們綜合所有實驗結果和討論來推論,除了曼陀珠含有的阿拉伯膠成份之外,其他因素如裝可樂的容器、容量與曼陀珠的比例、物品中薄荷、糖的成分、可樂本身含有的二氧化碳多寡皆會影響可樂的噴發;另外,可樂的噴發現象是由於它是一個過飽和液體,當有一個不同相的媒介(如固體)投入之時,就容易形成干擾源,進而造成這個不穩定的液體產生噴泉效應,故阿拉伯膠並不是造成曼陀珠使可樂噴發的唯一原因;並經由這次的實驗發現,曼陀珠放進可樂後,導致噴發效果最好的物質依序為:阿拉伯膠、砂糖,最後則為薄荷精。

「暗藏殺機的許願池」-探討硬幣水對浮萍生長的影響及其生存機制

本實驗利用各種幣值的硬幣水處理浮萍,我們發現青萍(Lemna aequinoctialis)出現葉狀體分離及葉片白化的現象。 並針對硬幣中所含的金屬及常見重金屬分別與浮萍進行共培養,都可以看到不同程度的葉狀體分離及葉片白化的情形。此外,我們發現浮萍在受到金屬逆境時體內會累積過氧化物質。透過外加鈣離子與雙氧水實驗,探討浮萍葉狀體分離的可能訊息傳遞分子,發現只有在加入雙氧水後,葉狀體會分離,推測可能是過氧化氫間接活化分解細胞壁的酵素而造成葉狀體分離。而葉狀體分離或許是浮萍在演化過程中面對逆境時的重要生存策略之一,藉著分開來增加逃離逆境的機率,提升族群的存活率。未來,可藉由浮萍葉狀體分離與否的現象當做檢測水質是否有受到污染的簡易指標。

神算

在這個研究,我們成功的使用數學方法,解決下列的題目: 紅綠藍三種球各若干個排成第一列,但從第二列起,球的顏色由其左上和右上決定。若左上右上不同色,則此球為第三種顏色;若左上右上同色,則此球同色。問n是多少時,可以由第一列直接預測最後一列球的顏色?如何判斷? 我們不只發現一般式,同時透過研究的過程,發現奇偶性、不變量、反運算的數學現象。並設計了2層結構的基本單元,提出討論。 我們的創新之一是推廣原題目─從平面到立體,嘗試著利用六層正四面體的模式,來解釋題目在三維空間的應用。

看見水果DNA

本研究主要在測試簡易萃取水果DNA的可行性,並比較不同水果之不同部位DNA的萃取量,以及水果的新鮮度、保存溫度、成熟度和成長條件對DNA萃取量的影響。研究發現仁果類水果無法萃取到DNA;大部份漿果類可萃取到較多的DNA;柑果類的果皮DNA多於果肉;而漿果類的果肉DNA多於果皮。從果肉中可以萃取到較多DNA的是火龍果和木瓜;從果皮中可以萃取到較多DNA的是火龍果、橘子和百香果。從種子可以萃取到較多DNA的是哈密瓜。其中以木瓜果肉的DNA萃取效果最好。水果剖開或榨汁氧化後,DNA萃取量會明顯的減少;水果加熱之後DNA的量會增加,冷藏或冷凍後的DNA萃取量則會減少;水果越成熟,DNA的萃取量會越多;在缺少陽光量和水量下生長的水果,DNA的萃取量會減少。

動「池」凍「池」--水果電池

本實驗中我們嘗試去探討各種影響水果電池效率的因素,如電解液的成分、濃度與溫度、電極種類、電極的間距、接觸面積、電池電路的連接方式等因素。經實驗後發現以下結果:一、當電解液的濃度或溫度增加,電池電流量會增強。二、當電極間的距離越近及電極接觸面積增加時,電池電流量增強。三、影響水果電池電功率最大因素為電極的金屬種類,實驗中以鎂鋁–銅作為電極的發電功效最好。四、將果汁製成果凍電池,可以微增電功率。接著我們試著利用在電子廢棄物回收廠,找到的銅箔基板廢料當正電極,廢筆電外殼的鎂鋁合金當負電極,製成的簡易電池模組可產生更佳的電功率,單組電池模組電壓值就達1.66 V(電功率86.33 mW),串聯三組電池模組總電壓值可達4.74 V(電功率182.96 mW),若串聯六組電池模組總電壓值更達9.57 V(電功率320.59 mW),另簡易電池模組連接3 V直流馬達可使其運轉,因此,簡易型果凍電池可作為緊急時低功率電子產品之供電用途。

蝦殼哇哇挖-幾丁聚醣薄膜之研究

以蝦殼為原料,清洗、晾乾,經鹽酸去除碳酸鈣、氫氧化鈉去除蛋白質後磨碎得幾丁質,再經去乙醯化後得幾丁聚醣。醋酸和水依照5種不同比例的溶液倒入模具晾乾成幾丁聚醣薄膜A、B、C、D、E,與市售保鮮膜包覆吐司和蘋果做比較。幾丁聚醣薄膜能透氣但無法保留水分,保鮮吐司的狀況良好,蘋果反之。配置培養基,以幾丁聚醣薄膜和市售保鮮膜覆蓋,觀察細菌滋生狀況,發現幾丁聚醣薄膜B的菌絡數較少,其餘與市售保鮮膜無太大差異,自製幾丁聚醣薄膜在此方面可取代市售保鮮膜。將幾丁聚醣膜包覆在裝水的杯口後以高溫蒸煮,發現它完好如初,僅顏色稍有變化,變軟、富有彈性且不易破裂,幾丁聚醣薄膜能在蒸煮食物時取代市售保鮮膜避免塑化劑的危害。

渦流管的應用及研究

現今的加工產業逐漸朝向微小加工,在目前有屑加工過程中,會使用切削劑來冷卻及潤滑刀具及工件為其優點,然而切削劑在使用時,其切屑易黏致於加工表面及刀具上,再加工會造成刀具壽命降低和加工面表面粗糙度不佳以及環境的汙染。 本實驗是利用渦流管的原理及其製冷的特性應用在CNC銑床加工,來取代加工時使用之切削劑。首先,本研究設計不同的材質、噴嘴、孔板及渦流管長度等參數,探討其製冷效果,研究發現材料以鋁材、噴嘴及孔板數為5個及渦流管長度200mm有最佳之製冷效果。 在現今綠能意識高漲及加工微小化的工業,渦流管將是未來工業科技中的一部分。

微量過氧化氫之檢測

本研究目的在找出檢測過氧化氫含量的新方法,並以此檢測待測物所含的過氧化氫含量。我們首先找出能與雙氧水呈現明顯反應的物質──紫質,以UV-vis分光光度計檢測不同紫質加入定當量數之過氧化氫後的吸光度變化,結果顯示CoOMTPP之靈敏度最佳,且呈現線性變化,可用於定量極微量的過氧化氫。 而另一紫質CoOETPP被氧化後會產生明顯的顏色變化,故可嘗試用來定性分析過氧化氫溶液。我們將CoOETPP製成試紙,觀察其吸附效果及滴加過氧化氫後的顏色變化情形。結果顯示,此試紙可檢測濃度3.54ppm以上的過氧化氫溶液,優於市售碘化鉀澱粉試紙之檢測極限25ppm。