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高級中等學校組

一「藻」一世界─新月梨甲藻的發光與生長

生物螢光(bioluminescence)相關概念性產品已引起熱潮,本研究嘗試多種培養條件對螢光藻生長的影響,並了解影響螢光藻螢光亮度的因子。 依本研究得到結果,當環境中缺乏鐵、銅和鋅營養鹽時,會減緩螢光藻的增殖並降低螢光亮度。當營養鹽中的CuSO4添加過多時,新月梨甲藻(Pyrocystis lunula)會受其毒性影響而大量死亡並大幅度降低螢光亮度。而以螯合劑配合硫酸銅添加時,可減少對新月梨甲藻的毒性,但並不能降低銅對其生物螢光的破壞。在長期黑暗中,螢光藻的族群密度和螢光亮度皆會下降。

當紅不讓-洛神葵花青素萃取及果凍製作

洛神葵是台灣台東地區粗放栽培的一種耐乾旱植物。文獻證明洛神葵萃取液富含花青素、多酚、維生素C等具有抗氧化活性的物質,對預防醫學甚有助益。實驗結果發現:固液比1:20、加熱萃取溫度100℃、萃取時間30分鐘(pH 2.26),為洛神葵花青素萃取之最適條件,可萃取出最高之總花青素含量為119.8 mg / 100 ml。在100℃加熱萃取60分鐘可萃取得總多酚含量為449.2微克/毫升、DPPH之清除能力為30.18%。由此可知洛神葵萃取液不僅富含花青素且有極佳之抗氧化能力。 為了增加洛神葵之加工應用性,實驗選用吉利T粉為膠凍材料、以吉利T及細砂糖之添加比例為變因製作洛神葵果凍。官能品評得知:細砂糖15%、吉利T 4%及細砂糖20%、吉利T 4%的果凍成品喜好度最高。

塑膠微粒對大型蚤生殖的影響

塑膠微粒常見於自然環境中,若攝入塑粒是否會對生物生存造成威脅?本研究以塑粒及小球藻餵食大型蚤(Daphnia magna),以螢光顯微鏡觀察大型蚤腸道並監測小球藻濃度以推測大型蚤攝食情形,並監測新生水蚤個體數。 研究發現大型蚤在濾食中會攝入塑膠微粒,在含0.08 mg/L塑粒的培養環境下大型蚤攝食量顯著減少。在含0.01mg/L的塑粒環境下大型蚤開始抱卵天數有延長、第一子代個體數會減少,且平均體長亦減少。若子代出生即放回無塑環境,可恢復生長情形。 在含0.01mg/L的塑粒環境下,族群大小有顯著減少且在0.08mg/L濃度下的族群在第七天全部死亡,也就是有塑環境對大型蚤生殖及生長確實造成影響。

熱情來電

在汽車能源使用上,廢熱占其能源消耗的40%以上,而所產生的大量廢熱對於CO2的排放及能源的損耗是非常嚴重的問題。就汽車能源來看,汽車引擎動力只約占車輛能源的30%左右,其餘能源的損失都以廢熱與冷卻形式排出。此專題是利用汽、機車的排氣管的廢熱能轉變為電能並將儲存,而儲存的電能可做其它電器的運用,例如運用於手機充電、行車紀錄器電源。若是排氣管的發電將我們的行動電源已儲存到滿電狀態,這時候若是繼續充電將容易損壞行動電源,所以我們的專題將它再次運用在排氣管的二次點火,讓所排出來的廢氣再次燃燒,以有效降低CO2、CO、HC的廢氣排放,這些的過程我們利用Arduino單晶片來作有效控制,達到「綠能」、「儲能」、「創能」與「環保」的目的。

揭開隔震器的神秘面紗-應用3D列印進行曲面上滾球之消能探究

臺灣隸屬地震頻繁的地區,隨著台灣對建物造型與結構安全的意識提升,為能達到居住安全與舒適的功能,目前建物與文物保存已著重於結構中加設隔震系統以達到減震,因此國震研究中心投入相當成本進行耐震試驗,因此我們想透過本專題去探討此不同區面上滾球之消能效益。 本研究目的係利用機械加工與3D列印進行縮尺建物之耐震試驗,並透過不同變因的實驗組模擬不同地震波下與固定支承的對照組於位移、軸力與加速度上進行比較?並討論他們在實驗後各方面的特性差異並做比較。 藉由結果數據,以隔震盤半徑、建築物載重、地震波週期三點進行討論出隔震試驗之可行性,本研究隔震器於中週期、共振週期、載重2屬半徑20公分皆具有理想的減震效果。

「珠」思泉湧

本研究為更加了解珠鍊噴泉現象,而以塑膠珠鍊、銅製珠鍊進行模擬,其中銅製珠鍊又分為施放高度、杯子深度、珠鍊重量、杯子口徑四大變因作為探討內容。我們推測噴泉現象的產生與珠鍊緊繃程度無關,但可能與不同材質珠子的恢復係數有相關聯。我們由實驗發現珠鍊上升高度與施放高度成正相關、與杯子深度成負相關、與杯子口徑成負相關;噴泉總上升高度與珠子質量成正相關,並得知沒有杯壁銅製珠鍊也可發生噴泉現象。

阿嬤的寶盒

臺灣用藥人口比率逐年攀升,所以設計一款因為在這高齡化的20世紀,你我身邊有許許多多的人需長期服藥,又隨著老人癡呆症的增加,常會發生疏忽或忘記是否服藥狀況。阿嬤藥盒的主要特點在於它可以在正確時間提醒使用者的用藥,以防那些注意力與記憶力欠缺的人,因不正確服藥造成身體傷害。 本作品擁有三大特點,第一、有最方便置入藥物的方法,增強讓使用者使用願意;第二、在該服藥時有聲音提醒與記憶功能,使病人可以正確用藥;第三、有彈性便利的攜帶模式,讓外出用藥也不用擔心;以上特點能全方位讓病人輕鬆正確用藥。 未來本作品再結合APP,還能有手機連接提醒,當忘記吃藥時會發送信息提醒家人,更能全面防堵病人錯誤用藥。

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。

立即瘋解的情形探討

「立即瘋」遊戲,是由四塊立方體(正六面體)組成,每塊立方體分別有紅、白、藍、綠四種顏色,但每塊立方體顏色的分佈並不相同。而玩這種遊戲的目標是把四塊立方體疊成柱形(四塊立方體的順序沒有限制),一個疊在一個上面,使柱子的四個側面,都恰有紅、白、藍、綠四種顏色。我們定義:若在同一個方塊的六個面中,存在一個顏色出現三個面時,我們以S表示,則4S表示四個方塊均為S;若在同一個方塊的六個面中,存在兩個顏色各出現兩個面時,我們以T表示,則4T表示四個方塊均為T。而本次作品主要是透過點線圖來研究:在「立即瘋」遊戲的規則下,針對紅、白、藍、綠四種顏色的分佈為4S及4T的情形,探討是否有其對應解。

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。