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高級中等學校組

色彩工程-投影機大解構

本作品比較不同類型顯示器(傳統投影機、LED投影機、雷射投影機及電腦螢幕等)的顯色效果差異。最初使用光柵、分光稜鏡、雷射筆等實驗來確定投影機的原理,接著透過色票統一標準,使用光譜儀將結果數據化,再進一步將VGA線的三原色(紅綠藍,以下用RGB代表)傳輸端子剪除,共有六種組合(去R、去G、去B,留R、留B、留G),對比不同投影機之間的實驗結果,並配合其他顯示器實驗來驗證我們的構想。 實驗發現雷射投影機的綠光是由紅光變頻而來。此外,數據顯示雷射投影機的演色性,相對其他類型投影機來的低,對比後確認是光譜與太陽黑體輻射不同所導致。同時,我們還量測各種不同的顯示器,或是對照各種壽命之機器,試著分析出其中的物理結果。

「銅」樣是「鈦」陽能—探討太陽能電池組裝情形

為了能增進太陽能電池效率,以及了解太陽能電池作用的原理,我們試圖結合N型半導的二氧化鈦及P型半導體的氧化亞銅成為一個光電池。首先嘗試組裝出簡易的DSSC(染料光敏化太陽能電池)。實驗過程中發現二氧化鈦的塗佈濃度會影響其效能,故以不同塗佈濃度互相比較,尋找較佳塗佈濃度。接著組裝氧化亞銅作為半導體的太陽能電池。以直接燒結、改良燒結過程和以電鍍法等方式製造出氧化亞銅薄膜,比較不同方法製造出的氧化亞銅間之差異。並且以XRD及SEM觀測二氧化鈦以及氧化亞銅晶體結構,找出最適合成為光電池的條件。最後再將二氧化鈦和氧化亞銅結合,期望帶來更高的效益。

別當白屑公主-頭皮菌種與頭皮屑之關係

本研究收集有頭皮屑的人與正常人之頭皮的樣本,探討其菌相並研究其與頭皮屑之關聯,經篩選與菌種鑑定後,發現頭狀葡萄球菌( Staphylococcus capitis)普遍存在於正常人頭皮上,而有頭皮屑的人較無此菌種,此結果顯示,頭狀葡萄球菌可能為對頭皮代謝週期有幫助的益菌。接著進行頭皮菌種乳化油脂的實驗,發現頭狀葡萄球菌的乳化油脂能力較頭皮上其他菌種:如藤黃微球菌( Micrococcus luteus)為佳,且頭狀葡萄球菌除了油脂仍需要其他碳源才可生長,非單靠油脂維生。最後探討洗髮精和界面活性劑(Tween20和Tween80)與頭皮菌種之抑菌作用,實驗結果發現洗髮精對頭狀葡萄球菌和藤黃微球菌皆有抑制效果,但界面活性劑對其並無抑制效果,推測抑制頭皮菌種的成分並非界面活性劑,而是洗髮精中的其他物質。

討厭!為什麼我一照光就會長曬斑

本實驗探究油點百合的黑斑生成因子,實驗分為五個部分:第一個部分檢示黑斑葉切片,顯微鏡下觀測黑斑主要在上表皮細胞之下的單層葉肉組織,具有黑斑的細胞為紫紅色,推測為花青素;第二個部分以分光光度計檢測黑斑萃取液,比對前人的花青素光譜數據的波峰段,應為花青素的一種類別-芹菜定;第三個部分,透過UV光照射是否形成黑斑,透過UV模擬箱,皆以12.7公分的距離照射,在照射UVA、UVC後,和對照組進行比對有顯著的黑斑比例差異和葉柄生長量的差異;第四個部分以氮肥、尿素、磷肥和必達通用肥作為營養鹽,噴灑在葉面、土壤灌溉和直接浸泡於營養液的方式進行灌溉,結果顯示噴灑在葉面的各組營養鹽皆有促使黑斑生成率增加的現象。

挖掘運動研究與操作改良

時機歹歹,工作愈來愈難找,社會新鮮人的平均薪資每每下降。但您知道嗎?有許多傳統產業相當缺人,且薪資誘人,這些工作的資深人員通常稱為「師傅」。但這些工作的特性是「辛苦且需技術性」,年輕人要學習「師傅」的技術,通常需日積月累的經驗才能出師,這段學習時間長且辛苦,無法撐過煎熬的新人退出,自然形成產業人力斷層。 重機械挖掘機是一個典型的例子,操作挖掘機需要靈活的反應與操作經驗,入門新人操作動作較慢、施工結果有落差,會造成整體施工進度壓力。本研究希望能擷取前述「師傅」的技術經驗,融合到智慧型輔助系統上,以縮短入門技師學習時間、降低入門門檻,以期減小產業人力斷層,增加就業機率,也增加整體工程效率。

茶飲杯薄膜去除自動分類裝置

茶飲杯在飲料喝完後,使用者無法將薄膜割除,以致於茶飲杯亂丟,大杯與小杯無法分類,薄膜未除造成無法堆疊,造成垃圾佔的空間增大,使垃圾場一座一座蓋,塑膠杯與紙杯又同在一起,造成環保人員疲於奔命,問題一大堆… 本研究即想要在一個集中點收集數量很多的茶飲杯,製造出一台機器,能解決茶飲杯造成的環保問題,無論大杯或小杯,也無論是紙杯或塑膠杯皆能自動分類堆疊成一堆,讓環保人員輕鬆的處理茶飲杯的問題,讓垃圾場減量,解決環保問題。 本研究讓操作人員將喝完的的茶飲杯,無論是紙杯或塑膠杯,無論是大杯或小杯,都能自動除膜、自動分類與自動堆疊,這一部機器做出來,是解決茶飲杯無法分類的好方法,符合環保理想。

無人機SLAM自主飛行與立體建模運用於橋樑劣化檢測之研究

本研究運用無人機透過自主飛行及SLAM技術,輔助維護人員進行安全而穩定橋樑劣化檢測機制。透過飛行穩定、姿態資訊明確的自主飛行無人機,運用Python撰寫UDP連線程式,即時接收並判讀無人機回傳的影像及姿態資訊,再傳送飛行命令給無人機以順利在橋樑間巡行,而接收的影像則提供目視判斷損害狀況及LSD-SLAM建立強梁的3D模型自動標示測量損害處的尺寸。最終結果證實無人機可取得符合橋梁優選指標 (PI) 的必要資訊,以安全、效率的方式,取代目前必須多人爬上爬下,分工目視及測量方式。

把新鮮包起來-非塑料環保薄膜之研發

本研究採用海藻膠糊液製作出薄膜,得知甘油、醋酸是關鍵成分,可控制糊液的流動性或軟硬度,以2%海藻膠糊液,添加2%甘油、1.5%醋酸之配方比例來製作薄膜,本研究稱之「自製新型保鮮膜」,藉由不透明度、穿刺強度、抗拉強度、拉伸長度等物性測試,驗證「自製新型保鮮膜」初步具有商品化之水準。在實際應用上,「自製新型保鮮膜」包裝功能特性、包裝視覺效果甚佳,並具備優良的冷藏保鮮效果,而且不用擔心因保鮮膜接觸油脂、蒸煮或微波加熱處理所衍生的食安問題。「自製新型保鮮膜」之水活性值遠小於0.6,因此,常溫下具有相當好的貯藏性。最後,經3週掩埋測試,證明「自製新型保鮮膜」之腐敗性甚佳,是一種對環境十分友善的環保材質。

醜小「壓」發電-壓電材料發電之探討

本研究利用壓電材料─鋯鈦酸鉛來模擬並找出最佳的發電條件。當施予壓電片應力時,會由於形變而產生電極化的現象,進而產生電。 實驗中首先探討低落高度與液體種類對壓電片因形變產生電壓之影響,經數據顯示,當液體落下產生的表面積越大時,所產生的電壓越大。在滴定液體時發現數據的標準差很大,改用螺旋測微器測量(固定施力位置與大小)後,得到施力位置的不同也會影響電壓大小的結果。 我們試著研究出能夠改變下壓頻率的裝置,檢測連續給予應力能否使壓電材質產生的電有加成的效果,再利用數種不同方法實驗後得到結果,於實驗五中,發現馬達轉速在52 rev/s及54 rev/s時產生的電最多,表示在此頻率時,下壓頻率與壓電材料伸縮的頻率相同。

油汙環境中微生物群聚感應與生物降解的探討

本研究是以油汙環境下微生物群聚感應為主軸,探討以生物性方式處理海洋原油問題的可行性。自然環境中,微生物之間有著緊密而複雜的交互作用,支持著整個龐大的生態系統。因此,比起過往研究聚焦在單一微生物的除油潛能,我們利用PhyloTags來進行微生物16S rDNA的全序列定序,再將結果以MetaMIS軟體分析菌種間的交互作用,探討微生物處理油汙的發展潛力。 本研究中,我們發現海水中一株Rhodobacteraceae科的細菌(代號OTU3)可能是導致現實生活中生物性除油法無效的原因。我們也發現在原油環境中,Thalassobius mediterraneus具有促進多數微生物生長的能力,具發展的潛能。此外,在加入散油劑之後,則是Nautella italica促進其他細菌生長。未來我們希望進一步探討此群聚感應更完整的面貌,期望能應用在生物除油的發展上。