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高級中等學校組

自動逃生路線指引系統

本研究結合在校所學,於大樓所有通道之地板中埋設LED燈條,再藉由溫度感測器搭配微控制器進行路徑分析,判斷出哪些通道是安全的?然後點亮該通道燈條,以顯示出所有安全的路線,以指引受困民眾迅速逃離火場,並在火災發生時讓LED燈條以流水燈的形式指引受困民眾用“最少的時間”迅速找到“安全”且“最短的逃生路線”確保生命安全。本作品結合Arduino微控制器、彩色LED燈條、溫度感測器以及無線通訊模組等元件製作而成,經過測試之後證實可以運用在實際現場上協助民眾逃生。本作品不只可應用在住宅或商業大樓,也可延伸應用在大型購物中心、展覽中心、醫院或學校,有效協助火災現場民眾安全地逃生,大幅降低受困民眾走錯逃生路線的機會。

遠端自動化-農田監控警示系統

本研究目的在建立農田自動化遠端監控警示系統: 1. 利用感測器測得環境狀況,當數值超出警戒範圍,自動作出應對措施(例如灑水)調節環境 2. 手持裝置遠端顯示測得數值,並作出歷史趨勢圖,當數值超出警戒值時發出警示 3. 雲端同步儲存測得環境數值 4. 測得環境數值進行迴歸分析,預測未來變化趨勢 以「低成本」、「操作簡便」為方向,使用Arduino裝置檢測作物環境的「土壤濕度」「光照度」、「空氣溫濕度」和「pH值」﹔Google表單儲存測得數值﹔應用程式Blynk即時監控警示;使用迴歸分析,做出趨勢預測。預期此系統可提升農夫工作效率,降低成本。

瓶裝水中塑膠微粒檢驗及其光學分析

本研究利用尼羅紅染料(Nile red)為親脂性的特色加入有機溶劑製作成尼羅紅螢光染劑,將瓶裝水染色,使用濾紙二次過濾後,以UV光照射觀測,找出實際塑膠微粒子,再利用拉曼光譜可以明確辨識分子的特性對塑膠微粒進行光學分析,做二次塑膠成分鑑定。我們檢測部分市售的礦泉水,利用精細設計的過濾步驟濾出塑膠微粒子檢體,再利用本研究方法確定所找出塑膠微粒子的成分,比對各種塑膠成分,找出瓶裝水中塑膠微粒的可能材質,進而推測其可能來源。 本研究使用的檢測方式已可有效的標記出瓶裝水裡的塑膠微粒子,在顯微尺度下找到,並取得部分檢體的拉曼光譜分析其材質。

純天然農藥-印度梨型孢真菌的探討

Piriformospora indica 為一支可被獨立培養的植物根部共生菌,在農業上有極大的應用價值。然而,活體需要每月繼代,十分麻煩,而冷凍乾燥的P. indica保存時效比活體長,具有共生能力,輕且易碎、容易生成粉末,不管是學術用途價值還是實際應用價值都極高。冷凍乾燥的P. indica於Kafer活化六小時效果最佳,然而以水活化六小時最為實用。P. indica的孢子更可比一般真菌承受溫度較高的熱應激。但是,P. indica並不是完美真菌,雖然學術界目前都回報P. indica的優點,然而本研究發現其有可能負面反應,在將來開發為生物農藥時需要多加注意。本研究也同時發現P. indica對於青枯病原菌的抗性,增添P. indica的研究價值與外來用途 。

有膜有漾-幾丁聚醣&聚乙烯醇薄膜探討

我們的研究主要是將身邊隨處可見的蝦殼,取蝦殼中的幾丁聚醣,將幾丁聚醣與聚乙烯醇混合製成薄膜,探討薄膜不同面向的特性,發現就薄膜表面結構來看,在打過氮氣電漿後,出現-NH及-CN基,且PVA比例越高,差異越明顯。混合薄膜中幾丁聚醣比例越高,越疏水。純PVA薄膜經高溫處理後變得親水性增加,若應用於製作塑膠品,在使用後的回收程序,只要加熱即可輕易溶於水。純PVA的應變(延展性)最佳,而PVA與幾丁聚醣比例1:1混合的薄膜可承受的力最大,可運用於抗形變及耐重的材料。有薄膜的不鏽鋼表面,比單純的不鏽鋼表面有更佳的抗腐蝕性,應用於人體內做生醫用途有其潛力。藉由此薄膜的抗腐蝕性和抗張性,或許可應用於改善血管支架外膜的材料性能。

成為母親:探討母職體制下女高中生及其母親的抗拒與接受

研究者從Rich的研究中理解母職作為體制是一種壓迫,並從女高中生及母親的角度出發,探討已具有生育能力的女高中生,為何不被普遍認為應該為了日漸低迷的生育率「貢獻」,而其是否仍受母職體制的壓迫?藉由質性訪談描繪出受訪者的想法,探討其所受到社會及家庭的影響。最後研究者發現其回答深受母親影響,母親的價值觀又是源於母職最根本的壓迫,如她們雖已初步具有女性意識,回答多半將之視為孩子主要照顧者;而多數女高中生不僅對自身生育無深入思考,也因為受到母職體制和台灣社會普遍不認同此現象的影響,認為其雖已具備能力,目前仍不適合生育孩子。綜而言之,母職雖已因社會變遷而有所鬆動,但整體而言仍無法在短時間根除。

讓arduino來做資源垃圾分類

隨著工商業的進步與人口的增加,物質生活不斷提高,使環境汙染問題日趨嚴重,引發世界各地漸漸開始重視環境保育並向人民推廣垃圾分類的重要性,使回收率上升。 為什麼垃圾分類這麼重要?因為現在的垃圾處理大部分採用焚化或掩埋方式,若垃圾未經分類或分類不當,焚化爐容易阻塞、故障並會縮短操作年限,如果將垃圾確實分類,不但可延長焚化爐壽命,也可減少垃圾產生量。但觀現代許多人即使有垃圾分類的觀念,卻常沒有徹底做好分類,例如:學校內紙包裝飲料盒與鋁箔包飲料盒混在一起丟在回收桶。我們觀察到大部分可回收垃圾上面均有條碼,因此本研究試著建立條碼與資源類別關係資料庫,並利用條碼來自動將垃圾做資源分類。

穿針凝水—利用針尖除溼集水

本研究藉由仿生沐霧甲蟲,利用物理方法設計針尖除濕器,探討不同種類針尖、不同針尖長度與其除濕能力的關係,並將設計的除濕器與市售除濕劑的比較。研究結果發現當在相對濕度為99.9%時,使用針灸針當作針尖,除濕能力可比市售水玻璃優良,且將針灸針的針尖噴上防水噴霧後,其除濕能力更是可媲美市售除濕劑「克潮靈」。而在測試相對濕度90%時,發現將除濕器通電可大幅提升除濕能力。又「克潮靈」所收集到的水為弱鹼性,若倒進土壤易造成傷害;水玻璃則在還原使用時需大量耗能,但本除濕器克服兩者缺點,使除濕過程不需大量耗能且收集到的水可重複使用,非常符合環保的需要。

臺灣冬季氣壓、海溫、雨量與PDO指數之相關性研究

本研究使用1910年至2017年的PDO指數、氣壓、海溫、雨量資料,分析北太平洋西部受到太平洋年代際振盪(Pacific Decadal Oscillation, PDO)的影響。 首先以台灣多處測站的冬季氣壓資料,計算距平值,繪圖觀察其變動週期。結果顯示各處氣壓距平值於近百年間在圖表曲線上出現高峰、低谷的年分大致相同。接著利用冬季氣壓距平值與PDO指數畫出的圖表疊圖比較,發現兩者趨勢高度相似,彼此牽動。再以北太平洋西部的海溫資料距平值繪製圖表,分別與台灣冬季氣壓距平值、PDO指數疊圖,發現氣壓及PDO分別與海溫距平趨勢線的疊圖在週期上位於相反相位,呈負相關。最後,以台灣冬季降雨數據與上述資料比較,結果顯示此研究可用於長期氣候及雨量之預測。

斑斑可考—斑葉植物與環境因子

本研究藉由調控各項環境因子,歸納斑葉植物與環境因子間的交互作用,進而比較不同成因、屬性的斑葉植物應變相同環境因子的策略差異。研究顯示,光限制、非光限制均會讓化學性斑葉植物啟動自體調節,且在相同控制變因項中,葉綠素濃度變化量與斑紋面積比例之增減多成負相關。越高的溫度、光合有效輻射值和灌溉源pH值,以及過多藍光,會使葉綠素濃度的變化量下降;且每日八小時的光照,相對而言是最不利於斑紋成長的光期。我們也比較了面對低光環境時,兩種成因不同的斑葉植物。黃金葛與銀后粗肋草各葉區的葉綠素濃度變化,化學性斑葉──黃金葛在低光環境的葉綠素濃度變化量較正常情況為低;物理性斑葉──粗肋草則完全相反。