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高級中等學校組

人行道透水磚以碎玻璃與環氧樹脂取代水泥系材料之可行性研究

現因都市化影響大多使用不透水鋪面,該鋪面會使降雨無法滲入土壤,積水問題不斷發生。透水磚即是透水性鋪面的一種,其鋪面可達保水、透水之效用,亦可降低都市河川洪患。 本研究以碎玻璃作為粒料,以環氧樹脂添加玻璃粉作為黏結料,經各項實驗後獲得之透水磚其合理透水係數介1..405x10-2~3.021x10-2cm/sec,孔隙率介於6%~30%,抗壓強度介於53.2~129.6kgf/cm2。在實地測試,在每平方公分一小時可以流過1700cc,遠大於豪大雨的500cc,可減少地表逕流量,使災害降低。 本組所研究高透水性之透水磚具美觀且能讓整體環境增加透水率,在暴雨時也不會使人行道積水,同時達到雨水回收及基地保水之功效,也可讓國內外的廢玻璃達到有效的利用。

甲仙與美濃地震斷層發育機制之探討

2010年甲仙地震與2016年美濃地震的斷層接近東西走向,我們發現:兩地震的震央位置、震源機制、規模等特性都非常接近。我們推測造成甲仙與美濃地震斷層形成原因可能相同。利用黏土模型與地震活動資料的分析,我們可以說明由於覆瓦狀構造的老斷層覆蓋在較新斷層的上方,使地震越往西部越深。臺灣西南部是受擠壓形成的逃脫構造,對照黏土模型的結果,因黏土受擠出作用,出現共軛的平移斷層組,在持續推擠下會形成再發育的逆斷層,且產生新的共軛平移斷層組,並都被覆蓋在較早的逆斷層之下,說明甲仙與美濃地震的斷層發育機制是擠出作用造成斷層呈現東西走向;前者深度較深是覆瓦狀逆斷層下方新發育的左移逆斷層,後者是時間序列中較早發生的左移逆斷層。

音調的迷思-長笛管中駐波模式之探討

本以為:音調的高低取決於基音的頻率,泛音數目與強度決定音色(音品)。吹長笛時發現,有些音ㄧ樣的指法,但用力吹時會是高八度。本實驗結果更正「演奏樂器聽到的頻率是基音頻率」的講法。管樂用力吹時,泛音強度會大於基音,而聽到以泛音頻率為主之音調。長笛一端封閉且從側邊孔吹氣,那駐波的形式又是如何呢?是開管模式還是閉管模式?藉著不同規格的壓克力管,測量兩端開口、短邊封閉或長邊封閉的各種情況下之吹奏頻率,歸納出令人訝異的結果:長笛一端封閉但駐波卻是兩端開管模式。我們對於這種結果也做了推論解答,這種駐波模式也能解釋為何高八度是兩倍頻率的發生,為何不符合一端封閉的管之第一泛音頻率是基音頻率的三倍。

鹽鹼土的碳封存法則

本研究以台灣三大岩類做CO2吸附實驗,以期能了解其吸附效果.其中以火成岩(Igneous Rock)的玄武岩(Basalt)與石英安山岩(Dacite);變質岩(MetamorpHic Rock)的蛇紋岩(Serpentine);沉積岩(Sedimentary Rock)的長石砂岩(Arkose);亦以岩石風化物的鹽鹼化土壤(Salinized soil)作為反應物。由酸鹼度pH值、溫度變化CO2吸收量得知,鹼性土壤封存二氧化碳的效率最高,同時有助於中和鹽鹼化作用,進而改良地質,且CO2吸附能力與實驗粒徑呈負相關,實驗物中化學成份含的 Ca、Mg量越多,CO2反應速率愈佳,CO2吸附效果依序為鹽鹼化土壤>蛇紋岩>長石砂岩>玄武岩>安山岩。

吃軟不吃硬-探討麵粉與膨鬆劑對馬芬蛋糕結構的影響

本實驗之研究目的在找出馬芬蛋糕的最佳配方。以不同比例的泡打粉、酵母粉和麵粉種類,設計出11組不同配方,找出麵粉和膨鬆劑對馬芬蛋糕的影響。本研究利用電腦軟體ImageJ測量氣孔、物化分析儀測量其硬度和咀嚼度、體積置換法來測量體積的改變,以科學化數據方式觀察,量化紀錄資料比較蛋糕本體外型和品評口感,同時進行大腸桿菌含量實驗測量其保存後的新鮮度。綜合比較結果,酵母粉馬芬蛋糕硬度均大於泡打粉馬芬蛋糕,相較之下也較難咀嚼。所以最佳配方建議以「4.5g泡打粉+低筋麵粉」為本研究最喜愛的配方。若要添加酵母粉,則建議搭配高筋麵粉提高彈性增加風味。最後無添加膨鬆劑的馬芬蛋糕也廣受到受試者的喜愛,可做為另一健康食譜的新選擇。

以形態特徵探討台灣產微安蛛屬(安蛛科:蜘蛛目)之親緣關係研究

本研究針對台灣特有種之安蛛科(Anapidae)微安蛛屬之蟎微安蛛(Enielkenie acaroides Ono, 2006)進行親緣關係研究。目前微安蛛屬僅1屬1種,體長約0.8mm,是台灣已知最小的蜘蛛。利用東亞地區安蛛科類群共7屬12種,以28個形態特徵進行支序分析,研究結果支持東亞安蛛科為單系群,並首次提出東亞安蛛科之親緣關係樹,分析結果顯示微安蛛屬之姊妹群為三個屬:Comaroma、Conculus 和Sinanapis。研究也發現世界現存的Minanapis為多系群,中國的M. menglunensis (Lin & Li, 2012 )可能為未知的新屬。另外我們也在宜蘭冬山發現Pseudanapis aloha,為台灣的新記錄種。

千「銅」難除,「藻」知道

本實驗探討小球藻在不同變因下吸附Cu2+的能力,並比較活藻與死藻的吸附能力,控制變因包含接觸時間、Cu2+濃度及吸附劑(藻類)的克數。再將不同接觸時間代入動力學模型分析吸附行為。 結果發現,活藻與死藻吸附的最初5分鐘,吸附能力高達85%,而吸附能力甚至隨時間拉長而增加;金屬濃度及藻類克數變化也與吸附量呈正相關。在動力學模型方面,活藻在擬二級方程式有良好的線性關係,以擬二級動力學模型能解釋活藻的吸附行為;另外死藻在三種動力學方程式皆有良好的線性關係,適合解釋死藻對銅離子的吸附行為。而在等溫吸附模式,活藻與死藻在Langmuir、Freundlichz方程式皆有良好的線性關係,皆能解釋其吸附行為。

「莓」你不行-果蠅模式探討莓類萃取物對於奈米銀造成的細胞毒性抑制研究

現今人們利用奈米銀的殺菌功力,然而奈米銀粒子的毒性卻可能引發氧化壓力、細胞凋亡、DNA損傷,甚至死亡。為此,我們利用生活中常見的莓果類,如藍莓內所含的Pterostilbene(紫檀芪)、葡萄內所含的Resveratrol(白藜蘆醇),探討兩種化合物對於奈米銀引發細胞毒性的抑制效果。 首先證實高濃度奈米銀影響果蠅的發育,且誘發細胞凋亡。接著發現加入Pterostilbene和Resveratrol的組別會減緩奈米銀所導致的果蠅發育障礙,且果蠅被奈米銀減少的壽命亦有回升的效果,而Pterostilbene之效果又較Resveratrol佳。雖假設化合物是透過抗氧化途徑去抑制奈米銀造成的果蠅氧化壓力增加,前述實驗中兩者也皆可抑制果蠅的發育遲緩,但抗氧化基因表現的實驗中卻發現只有加入Resveratrol的組別抗氧化基因表現量有明顯上升趨勢,值得深入探討。

左手畫「方」右手畫「矩」

我們的作品的內容為探討正方形m×m的方格中,若將其全部塗上黑或白兩種顏色,則每個2×2的正方形中的黑白數目皆一致(皆為2個)的時候,會有多少種可能性,並將其分作旋轉視為相異,旋轉視為相同2種,在前者我們使用了是列舉法以及基模法進行驗證,兩種方法在推導出公式後的結果後是一樣的,在這個基礎下,我們將題目發展成在矩形m×n方格的情況下再次推算,也得到一樣的結果。 而方格旋轉視為相同的情況則使用了組合「C」以及基模法來解決問題,並發現許多情況都必須考慮進去才能避免遺漏或重複的情況產生,在求得正方形m×m方格的通式後,我們再次嘗試將公式應用到矩形m×n方格中,在考慮到幾種不同的條件後,我們都列出了相對應的通式來求得我們所需要的答案。

媽媽看得見那道光嗎? -探討光線對台灣鋏蠓雌蟲產卵之影響

台灣鋏蠓(Forcipomyia taiwana)俗稱小黑蚊,為蠓科吸血性昆蟲,雌蟲吸食人血約兩天後產卵。本研究主要探討台灣鋏蠓雌蟲吸血後,選擇產卵處時對光強度與波長的偏好;我們利用太陽光模擬器探討其對光強度的選擇時,發現雌蟲偏好產卵於光亮處;其次利用五種不同波長的LED燈測試,發現其偏好產卵於紫外光及綠光環境。此外,UV光於200 Lux照射強度下對雌蟲產卵有較高的吸引力。而在分析雌蟲在飼養盒中產卵位置時,亦發現雌蟲產卵位置偏向邊緣。本研究成果將可運用於設計一個誘引台灣鋏蠓雌蟲產卵並捕殺的裝置,當懷卵雌蟲被捕殺後,可有效防止台灣鋏蠓繁衍,進而控制其整體族群量,並輔助目前台灣鋏蠓防治上的缺憾。