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第56屆--民國105年

「藺」能刮目相看

關於家鄉特產「藺草蓆」的研究資料很少,因此我們決定探討有關藺草的特性與藺草編在生活中的應用。本研究顯示:一、高濕度密閉空間的實驗裝置中,不同草編的吸濕效果:藺草編稻草編燈芯草編亞麻草編。藺草編在吸濕飽和狀態下,每克可吸0.99克的水量,可以烤箱烘烤方式回復吸濕能力。二、藺草編熱傳導能力低,具有隔熱、保溫效果;編織品鏤空可以散熱;使用編織籃可使便當盒有2〜3℃的保溫效果,且在兩層草編間加棉布層可再提升1〜1.5℃的效果。三、擺放曝曬過的藺草4小時,對蚊子有35〜40%的驅離率;再以烤箱烘烤後,可使驅離率提高至45〜60%。四、了解藺草的特性,可以正確有效的使用,並開發更具價值的生活產品。

能即時顯示用水量並具有物聯網功能的水流計量設備

臺灣為世界排名第18位的缺水國家,面臨嚴重的缺水危機,有鑑於水資源的有限及寶貴,如何落實節約用水,是我們研究的初衷。我們利用Arduino為核心,配合水流計量器、OLED顯示幕及藍芽和WIFI模組,設計出能即時顯示用水量並具有物聯網功能的水流計量設備。每次用水時,都能讓使用者注意到用水狀況,且能記錄每次用水的時間及用量,並可透過藍芽或WIFI上傳至手機和雲端資料庫,具有簡易的物聯網功能;對於用水過多的行為,除螢幕反白及發聲警示外,更可控制電磁閥將水流截止,可避免忘記關水或是漏水的情形。此外累積一段時間後的雲端資料庫的大數據,可用來檢討用水習慣。此作品除了實用性,更有潛移默化的教育性,提醒改善不良用水習慣,從家庭落實節水教育。

單孔吹遍天下-輕鬆吹「吐良」

吐良是少數使用大量泛音演奏的樂器,根據頻率與開管基音或閉管基音的比值,可以準確的預測聲音是在長管或短管邊振動。實驗者先以泛音公式計算頻率預測值,並以阻塞棒進行檢核,正確率達到100﹪。 按壓指法分為4種分別為全閉指法、全開指法、長開指法及短開指法,不同指法選擇短管或長管,閉管或開管的泛音。例如全閉指法所吹出的音會出現在長管閉管泛音及短管閉管泛音中。同一指法中控制吹氣氣流速度可吹出不同音高的泛音,吹氣越急音高越高。任何管長的聲音都出現在預測值直線上或其附近。短管的長度變化對長管的閉管基音和開管基音影響很小,但短管的長度變化對短管的閉管基音和開管基音有顯著的影響。

雞母珠之迷與謎

雞母珠是一種含有劇毒的豆科植物,尤其是種子的部分。我們鎖定目標探索雞母珠種子的毒理作用,並設法找出解除毒素的方法。一方面,用水和有機溶劑去萃取其毒素,測其效能。另一方面,使用鹽酸、氫氧化鈉等化學藥品、加熱、酵素、調pH值等方法,設法解除其毒性。並以水蚤作為生物感測器。最後我們發現使用低劑量煮沸過的雞母珠種子萃取液添加在水蚤的生長環境中,竟可使水蚤長得比對照組更好。如此兩極化的轉折,一如雞母珠種子之外觀,令人驚豔不已。再者,我們研究的對象是雞母珠種子的萃取物,屬於複合物,其表現也和其他研究者針對雞母珠種子單一成分所得到的認知大相逕庭。我們的研究將一一解開雞母珠之謎。

大自然的耕耘機

從去年就開始養殖蚯蚓,在有床墊的養殖箱內進行養殖。養殖箱42cm-33cm-25cm容積有35公升,它的體積大小比較容易搬動操作。在每箱放入30隻蚯蚓,因蚯蚓的生命週期為70天,故每養殖2個月就統計蚯蚓數目,且打開養殖箱能了解蚯蚓在箱內的分布。我們會用塑膠網當床墊,就是它不易腐爛可回收再利用。根據文獻,1蚯蚓生1蚯繭,一個蚯繭有3隻小蚯蚓,蚯蚓一生產生3蚯繭,這樣一隻蚯蚓估計會產生9隻。本實驗每箱有30隻,2個月後每箱蚯蚓數量應有270隻,實驗結果大約是100-200隻。為要使蚯蚓重複利用,故鋪用床墊,此種養殖法在分離蚯蚓和土壤的速度比較快。此後我們不斷用蔬菜、花卉種子進行發芽及植物生長觀察實驗,都證實土壤內蚯蚓排遺物適合種子發芽及植物生長。

生活圈土石流潛勢溪流之探究

本研究的第一個部份為:透過google earth平台測量生活圈中土石流潛勢溪流的性質,如:流動區的坡度、長度、高度與高度剖面圖;扇狀地的面積、扇狀地土地利用面積等。藉著以上測量對溪流型土石流形態的認識,設置土石流模擬裝置,進行實驗,以期了解激發土石流發生的水量,此為研究的第二部份。 研究的第三部份為土石流潛勢溪流現地調查,使用相機等工具,記錄場域的地質、地形特徵。最後運用農委會水保局提供的土石流潛勢溪流風險潛勢等級評估之方式,將研究一、三的資料導入,以了解本研究生活圈中土石流潛勢溪流的風險潛勢等級。

怎麼排?

本研究目的主要探討:矩形瓶、圓瓶、八角瓶、六角瓶和三角瓶等各種飲料瓶分別以「方」形和「巢」形排法時空間使用率之比較。研究假設置物架為矩形,瓶子高度也相同,故將空間的使用率簡化成瓶子總底面積占置物架總面積之百分比。

聲、電與光之音樂饗宴

我們知道遠在古時候就有利用光來傳遞訊息的方法,像指引船隻的燈塔或是利用燈的閃爍來傳遞暗號等。而在現今科技進步的世代裏,光是否可以拿來傳送更加複雜的訊息呢?我們這次就要實驗用光來傳遞「聲音」。透過市面上可取得的白光二極體,把mp3音樂播放器與許多的白光二極體聯接形成一迴路,而將「電」轉換成為「光」;至於將「光」轉換成為「電」,則可利用太陽版把所接收到之「光」強度的變化轉換回「電」之的變動形態(即電流)。最後一步,我們將此變動的「電」流送入喇叭,喇叭便能重現另一端mp3音樂播放器的「聲音」。上述過程,即是一簡易之「可見光通訊」傳收系統。

看誰最會跑

我們發現物體會因為所在位置的震動而產生位移,在大鼓上此現象會表現的更明顯。我們也發現物體移動的距離和方式與落槌位置、物體大小、物體重量與接觸面積有很大的關係。在做完實驗之後我們還發現,落槌位置靠近邊緣時,物體較容易翻轉,物體重量太輕,會使移動狀況不穩定,以及接觸面積太大與太小都對物體移動有負面的影響。同時,我們也看到物體因震動而產生移動時會有以鼓心為圓心移動畫圓的現象。最後我們將研究結果應用於農作物:稻穀、花生的好壞分別上。

致命吸引力

於生物課發現奈米技術可治癌症,因部分藥物以蛋白質製作,所以使用蛋白質替代藥物並製造出奈米鐵粉來測試,經實驗發現奈米鐵粉可吸附蛋白質。 本實驗以三氯化鐵 (FeCl3) 和氯化亞鐵 (FeCl2) 配合氨水製出奈米鐵粉並用其吸附蛋白質,希望藉此找到奈米鐵粉可吸附多少蛋白質。本實驗以電泳來觀察剩餘的蛋白質並透過銀染使結果顯現。 我們以氨水為界面活性劑,覆於一般鐵粉之上以降低其內聚力使之不再團聚而成為奈米鐵粉。為製出品質更穩定的鐵粉我們多次更改滴入氨水的方法。 本研究主要目標為製造鐵粉並確認其吸附蛋白質之效力,進而探討可否用於吸附藥物。經實驗發現自製鐵粉具吸附蛋白質之效力,並證實鐵粉多寡將影響蛋白質剩餘量。