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第56屆--民國105年

色素大不銅—光合色素光譜分析與探討

此實驗利用自製的分光光度計與光譜儀探討6種不同校園植物光合色素差異,包含陰性植物的紫色酢醬草、紫背萬年青,陽性植物的金露花、日日櫻、變葉木,與家裡常見的可食用景天酸代謝植物蘆薈。 一、由光譜儀可知: (一)紫色酢醬草與日日櫻均可吸收較多570nm左右的紅光。 (二)陽性植物吸收紅光的能力較強,光合色素濃度較高。 二、由光電比色計可知:陽性植物色素純光解快,陰性植物自然分解快。 三、由色層分析實驗可知:蘆薈僅有少量的色素;同為陰性植物的紫色酢醬草的葉黃素含量非常高,而紫背萬年青的葉黃素反而少;花青素不會隨著展開液移動 四、由銅葉綠素實驗可知:銅葉綠素在460nm~500nm處吸收較少的光,可做為銅葉綠素與光合色素的區分方式。

挑戰巨匠-探究魯班鎖之設計模組

魯班鎖相傳是過去木匠傳授徒弟學習榫卯技法,藉由拆解與組合的過程,訓練空間觀念、組合邏輯及解決問題的表現。現今益智積木皆以魯班鎖為原型,至今已變化出許多種類,我們研究的是具有階層設計特色之魯班鎖,因其有著特別的模組化特性。 研究過程發現不同階層的魯班鎖,有著奇妙的關聯性,透過歸納整理,外型分類為A、B、C型(圖1~3),依n階層(n≧3之整數)可演變出B型式之樣式有n-2種,C型式之樣式有n-3種,依設計者的寬度w與階層數n為變數,可推得各型式組件之尺寸、樣式及件數,進而推導出數學公式,樣式總數為2n-2及總件數為2n2-4n+3,藉此設計與解密n階層的魯班鎖,將複雜的古技藝簡單化,以嶄新的3D列印方式輸出,達到設計構想成實物之目的。

摩擦生熱-鄒族鑽木取火原理探究

鑽木取火是鄒族傳統技能,除了生活所需之外,在以往部落征戰的年代還具有火占的功能。在進行研究時,我們先訪問老人家,再依訪談得到的線索安排一連串的實驗,經過我們實驗之後得知,鑽木取火要能成功的因素為:找到質地堅硬的木頭做為鑽木棒及鑽木板,而木頭要採用靠近樹心的部位。接著鑽木棒前端先使用過(呈黑色),鑽木板上要挖出一個較深的洞並加入木炭,最後再用力、快速的轉動鑽木棒,這樣就可以增加鑽木取火成功的機會。

「油」沒「油」問題-檢測油煙中懸浮微粒之濃度

油煙中的懸浮微粒小到我們看不見,且對人體危害極大,因此我們應該檢測它且避免它。現在檢測懸浮微粒的方式太過複雜且費時,有質量慣性法,利用重量的改變來檢測,檢測完後還要稱重,需要花上好幾天的時間,因此本研究利用光散射的基礎,結合麥克森干涉的方法來簡易、便宜且高精準的測量油煙中懸浮微粒的濃度。本實驗排除環境所造成的影響,且確定散射結合光干涉的方法可以量測的到懸浮微粒,利用自製紙顯微鏡觀察,確定油煙中的懸浮微粒粒徑大小。研究結果顯示,烤肉及炒菜時至少要距離60cm才能有效避免懸浮微粒;烹煮時使用的油量愈多,所產生的懸浮微粒也愈多;另外還發現一般市面上的口罩對懸浮微粒不具阻擋效率,需穿戴N95口罩才能有效避免。

~波后尼、波內嚕~原住民傳統弓箭的製作與研究

本研究針對原住民傳統弓箭的製作方法、材質、射擊方式…等進行探究;更針對弓長、拉距、拉力、竹箭長短、射擊仰角…等變因和弓箭射程、準確度、箭速,進一步分析研究。 我們發現:拉距越長,拉力越大;拉距越大,射程越遠;箭越短,射程越遠;射擊仰角約350時,射程最遠;在相同拉距的情況下,弓長越短,射程越遠;以22磅拉力的弓測試,箭速大約每小時79公里;箭的行進路線是以拋物線進行的;箭的重心,才是影響箭飛行穩定性的主要因素;我們可以調整拉力或射擊仰角來使弓箭射擊更準確。 最後,我們期待以弓箭為媒,帶領大家學習科學,並更重視原住民的傳統文化。

植物健康的無形殺手-以細菌氣味開發生物農藥

植物在野外生長會遭遇各種逆境壓力,本研究從野外土壤中純化出枯草桿菌 (Bacillu subtilis),研究探討氣味對植物生長發育的影響。我們觀察到植物根長,鮮重會因氣味處理而減少,葉綠素a,b及胡蘿蔔素皆被氣味抑制,由DAB染劑染色法發現氧化壓力亦增高。 ABA與乙烯是植物重要逆境賀爾蒙,所以分析植物逆境賀爾蒙生合成相關基因,並利用qPCR技術看基因表現。結果發現植物逆境賀爾蒙ABA、乙烯等相關基因表現量上升。而乙烯的累積可能影響植物葉綠素含量,或使植物產生氧化壓力,ABA相關基因可能影響氣孔開閉。 我們挑選兩種ABA相關突變株處理枯草桿菌氣味;結果顯示ABA途徑突變株,其葉片對於枯草桿菌氣味的敏感度改變。我們想篩選一些細菌製成生物農業,減少化學農藥的使用。

「麵」目一新─使用馬祖老酒製作獨特風味老麵麵包

馬祖酒品的知名度不高,所以我們將它製成老麵,取不同比例與麵糰混合(31%、34%、36%、38%。40%、45%),製成老麵麵包,以研究出民眾對其之接受度及喜好程度。經由實驗結果可知,老麵增加越多,筋性越高、延展性越差,水分散失越多。老麵對於麵糰發酵最佳的比例為36%(540g),麵糰發酵最佳的時間為基本發酵90分鐘、最後發酵60分鐘,消費者最為喜好的是36%比例的麵包。

強「磁」奪「鋁」-磁鐵於不完整鋁管中運動現象

原本認為不會產生渦電流的不完整鋁管(C型中空鋁管),竟然也能產生電磁感應,使磁鐵減速落下,且會產生在完整鋁管(圓柱形中空鋁管)中所沒有的轉動現象。為了模擬不完整鋁管,我們用鋁塊和壓克力塊製作各種組合管,實驗後發現各個排列組合都有其獨特的運動模式。後來我們深入探討磁鐵對單一鋁塊的其他變因,結果發現磁鐵的運動並不是僅受鋁塊面上單一種渦電流影響,而是與鋁塊產生的各種渦電流彼此交互作用。實驗中,我們歸納出三種不同形式的渦電流:正面面電流、邊界電流及側面面電流,推測正面面電流主要會對磁鐵施以鉛直向上的力使其減速,而邊界電流則主要影響磁鐵轉動。未來希望可以比較不同種渦電流的大小且導出磁鐵的運動方程式。

以「欒」擊「螺」~探討台灣欒樹萃取液對福壽螺及其他生物的影響

福壽螺自1979年引入台灣,造成農業損失超過100億元,而台灣特有種的台灣欒樹在校園和公園大量種植,冬季落葉和修枝產生廢棄物。研究利用欒樹葉萃取液防治福壽螺,檢測其對水域動植物影響,創造雙贏契機。葉和水以果汁機粉碎,0.05%濃度浸泡二天即可致死100%福壽螺,卻不會影響田螺、蝌蚪、台灣馬口魚和果蠅幼蟲的發育以及稻米發芽率和長第一片葉的時間,但孑孓死亡27.6%、稻米高度和根長下降。研究結果證實欒樹葉萃取液在極低濃度(0.05%)即可致死福壽螺,0.1%濃度7天仍具殘效性,是有效的殺螺劑。若用較高濃度亦可抑制蚊子幼蟲孑孓,但不會影響淡水共域生存的動物和植物的發芽,是比目前普遍使用的苦茶粕更容易獲得、製備更廉價,對水域動植物更安全的天然殺螺劑。

閱覽室數位管理系統

每次到了圖書館,一定會看到有很多人佔著位子久久都沒有回來,為了改善這個情況我們結合智慧型手機製作一個多功能的智慧管理系統,透過藍芽與智慧型手機Android軟體App程式的結合,在有人離開座位的同時,系統主機會顯示不同顏色,以區別不同狀況,若離開座位超過30分鐘,系統主機會在該座位顯示紅色,並且發出簡訊通知管理者,若時間超過50分鐘,系統主機又會再次發簡訊通知管理者,每一個動作都會儲存至本地與雲端網路資料庫中,可供管理者隨時監控與查詢狀況。