全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

高級中等學校組

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。

追風千里--探討颱風結構受台灣地形的影響

本研究採用氣象局的颱風資料庫2010-2017年間的 8個侵台颱風,進行分析造成雨帶重建的特徵和原因,重要結果如下: 一、未雨帶重建的颱風個案在登台後,受到地形破壞,強回波常有下降的趨勢。但有些未重建的個案,颱風外核區內的雨帶仍有發展的趨勢。 二、有雨帶重建的整體雲系大多分布於颱風中心南側。 三、有雨帶重建的颱風個案第三象限低層與第二象限有風速差異較大(風切強)的現象。 四、2014麥德姆颱風北側的強風速差異可能使麥德姆在經過陸地時,北側颱風結構較南側更易受地形破壞而較鬆散。 五、對於雨帶重建的颱風個案而言,颱風結構中的第三和第四象限的回波增強變對於雨帶重建有著極大的貢獻。

Hsp90對果蠅抵禦奈米銀毒性之探討

奈米銀具優良的抗菌活性,市面上有越來越多標榜含奈米銀之產品。許多的細胞與動物實驗已指出奈米銀有潛在毒性,然而毒性的細胞與分子機轉仍需進一步釐清。近來的研究已發現粒線體是奈米銀進入細胞內攻擊標靶之一,然而粒線體本身也有維持其恆定性的機制,其中粒線體的伴護蛋白被認為是其自我保護的第一道防線。本研究將利用果蠅--這種已被很多科學文獻認為是探討奈米毒性分子機轉的優勢生物模式—來釐清粒線體的熱休克蛋白/伴護蛋白Hsp90是否具有保護生物個體來抵禦奈米銀毒性之功效,並利用這個模式來探討奈米銀誘發粒線體毒性之機轉。

液兒液兒瓶中轉

本實驗由鋁製空心管當作轉動軸心,壓克力管當作圓柱容體,在壓克力管中加入液體,再將鋁管與壓克力管組裝及黏合固定,以鋁管作為軸心置於轉速機上,並用支架加以固定。當轉速機開始運作時,壓克力管中的液體會產生各種圖形,其中包括Basic, Pool, Turbulence, Mountain, Sharp teeth, Waterfall。本篇文章主要針對為何形成Stable Sharp Teeth,以及各項變因對於圖形的影響進行討論,變因包含壓克力管長度及直徑、轉速機轉速、液體質量比以及液體體積,並運用黏滯力、表面張力、質量守恆定律、邊界及初始條件、雷諾數、流體不穩定性、Navier-Stokes方程式進行討論,其中黏滯力、表面張力、重力及漩渦是影響Stable Sharp teeth形成的最重要因素。

追風去吧:由中壢泰豐輪胎廠燃起的跟「風」潮

2017年1月17日中壢泰豐輪胎廠發生火警,蒐集環保署空氣品質測站的數據後分析,發現: 一、 距離輪胎廠愈近,觀測到的汙染物濃度愈高。 二、 中壢測站的背景值多高於其他測站,推測與中壢工業區的排放有關,或是因為中壢測站是十七個測站中唯一的交通測站所致。 三、 各氣體在十七個測站中的最大距平值幾乎都在西風、南風起之後才出現,推論是西風、南風將苗栗縣以南的汙染物帶至北方所致。 四、 2017年1月臺灣北部出現西風、南風的成因有二,一是由彰化一路吹至北部的西風、南風,二是臺中附近的低壓環流,撞山後轉向,往北方吹拂。 因此,2017年1月17日下午臺灣北部觀測到的氣體濃度上升,除了輪胎廠火災產生的汙染外,還有外地移入的影響。

「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。

這週十萬芬多精了沒?—應用行動科技促進綠色益康發展之建置與試驗

此次研究以森林益康與植物對身心健康功效的理論為基礎,從全新的設計概念出發,整合生態步道選取系統、綠色益康感測計分系統、無線射頻辨識(Radio Frequency Identification,簡稱RFID)對應樹種益康試驗步道三大部分,回應當今社會大眾,尤其青少年缺乏親近自然的相關活動為最初想法,將森林療癒理論、樹種益康功效與遠距離感應做結合,並利用遊戲化設計的概念激發社會大眾,尤其青少年對綠色益康活動的興趣,設有10大類22細項的步道特色篩選,共213條益康步道選單,並設計8大類21細項的綠色(植物)益康計分表單,經試驗評測後獲得肯定,藉此引導且擴大民眾進行綠色益康行為,不僅能推動、充實方興未艾之森林療癒及遊憩,並促進森林療癒長久發展,落實其輔助科技的研發。

尋找影響水稻分蘗數的關鍵基因

全球人口正迅速成長,但糧食並沒有增加,且暖化造成的異常氣候可能影響水稻發育,導致糧食危機。因此,若能尋找調控水稻產量之相關基因,將有助於增加稻米產量。本研究從臺灣水稻T-DNA插入突變體庫中,發現一個多分蘗的水稻突變株M69217,若能找到調控其多分蘗性狀之基因,具有增加稻米產量之潛力。首先,利用基因型分析,比較植株基因型與外表型的關聯。接著,找尋受T-DNA插入影響的基因,進一步推論出是哪個(些)基因造成高分蘗的現象。未來,我們希望運用基因轉殖,來確認哪個(些)基因可重現M69217的高分蘗性狀,並深入了解這些基因如何控制分蘗生長的詳細機制,期許這項研究能對水稻產量之提升作出貢獻。

「孓」戰關鍵―台灣淡水渦蟲捕食蚊幼蟲機制及其黏液探討

本研究探討台灣淡水渦蟲(Girardia tigrina)捕食蚊幼蟲機制、渦蟲功能黏液與成分分析,觀察得渦蟲會先以體外物理消化(以咽運動產生的負壓將食塊吸入體內)蚊幼蟲,再行化學分解,且偏好從蚊幼蟲腹部末端及肛攻擊;渦蟲爬行時分泌的黏液能將蚊幼蟲纏住,渦蟲黏液以染劑染色得知具多醣及蛋白質;渦蟲在有無蚊幼蟲環境不影響其黏液蛋白分泌量,至於黏液蛋白種類是否不同,需再證明;以SDS-PAGE分析得渦蟲黏液有8種以上蛋白質,主要為15 kDa,經初步定序得渦蟲主要黏液蛋白可能為titin等。未來將以高速離心濃縮渦蟲黏液,提高樣本濃度提供定序使用,並進一步了解渦蟲黏液具酵素或抗菌等其他功能,也會進階評估黏液是否有應用於防治病媒蚊的可行性。

金枝綠葉-綠色能源之探究

生質酒精之酒精濃度、溫度、糖度及pH值都會影響或抑制酵母菌的發酵。以廚餘米飯來製備酒精最佳重量比例為酵母菌:米飯:水=1:100:100,環境條件為pH=6、溫度25℃為佳;有些水果成分中含有抑制發酵之成分,故不是每種水果皆可發酵酒精。甘蔗實施三次蒸餾後酒精度可達70%,最佳重量比例為水果酵母菌:甘蔗汁=1:50,環境條件為pH=6、溫度15℃為佳;茶葉酒精則以發酵度較少之茶葉與其梗為原料較佳,茶葉之枝比葉好-金枝綠葉,前處理以0.5%KOH加5%Ca(OH)2在60℃超音波震盪1hr後以微波加熱90秒,再加入硫酸調至pH<1,超音波震盪1hr再放置24hr以上等步驟為最佳前處理水解糖化程序。