全國中小學科展

高級中等學校組

可注射性富含血小板水膠複合物之開發及其應用

富含血小板血漿(Platelet-rich plasma;PRP)是透過血液離心及活化製備出含有高濃度血小板的產物,能幫助組織修復與再生。但傳統PRP在特定組織微環境的滯留時間低,治療效果不佳,因此需要研究適合的生醫材料作為傳統PRP的運載工具。本研究證實,PRP中血小板被激活後,可以釋放出更多的生長因子與細胞激素,且PRP透過與玻尿酸(Hyaluronic acid;HA)結合可形成穩定且生物體可以降解的水膠劑型(Hydrogel)。生醫材料殼聚醣(Chitosan)與HA形成之複合物,不僅可以增強Hydrogel結構的穩定,還能完整包覆血小板且不影響其完整結構與特性,具備生長因子緩釋效果。最後開發出可注射性富含血小板水膠複合物 (PRP-Chitosan-HA complex Hydrogel, PRH),證實其能促進神經細胞增生,並改善膀胱神經損傷後的相關組織變化,相當具備未來臨床應用之潛力。

MIDI樂器(電子琴)

本科展專題將嘗試製作出電子琴,並且對電子琴製作的歷程進行記錄。電子琴將擁有一個控制介面、一個鋼琴鍵盤、一個自製鍵盤、以及一張以MIDI為基礎的音效卡。以Arduino Mega 2560製作,效能強大。 使用3.5mm接口將音源信號接至喇叭之後,您只要照著習慣彈奏鋼琴,便可以彈奏出數十種的樂器(意即不單單只有鋼琴聲可以演奏)。 設備也會裝置一具有LCD顯示器的機板和按鈕,使用者可以透過編寫得來的簡易人機介面,隨時對設備進行調整。 該設備可以連接上電腦,進行協同運作,給予使用者更為進階的功能。而相反地,設備應該也要能夠單機運作,並不需要完全依賴外部進行電力供應或是資料輸入。

就是愛自拍-手機外加廣角鏡成像變形之研究

手機外加廣角鏡,可將較寬的景物拍攝下來,但照片卻產生明顯的變形。 我們量測三種距離(50、100、150公分)與四種廣角鏡(魚眼鏡、0.36x、0.4x、0.45x廣角鏡)在兩種不同相機(iPhone6s、ASUS zenfone2)拍攝照片,並以Photoshop軟體進行量測、分析變形情形。以下為我們的發現與貢獻: 一、 手機外接廣角鏡以0.45x最佳,自拍距離以100公分最適合,需站在照片橫向比例80%以內的位置。 二、 將縱向變形率圖表的橫向位置,改成橫向比例,讓使用者清楚知道自拍時的站位。 三、 研究結果具有商業價值,依據實驗數據調整變形照片,可在有限拍照距離內,增加視角、減少變形量,並提供數據可用於研發廣角鏡頭校正app。 本研究有助於在自拍時,選擇合適的距離和廣角鏡,不再因為影像變形而苦惱。

表面張力應用於尿液體積定量及細胞回收率之探討

本實驗利用3D印表機配合ABS材料印製特殊構型之表面張力閥,將其應用於尿液癌細胞病理檢驗操作程序(簡稱表面張力閥法),最後比較表面張力閥法與目前使用的真空吸引法於移除上清液後所保留的定量體積變異性與尿沉渣細胞回收率。經實驗證明,表面張力閥法對於保留定量體積應用於二次純水的變異係數為3.3%,應用於尿液品管液的變異係數為5.1%;真空吸引法對於保留定量體積應用於二次純水的變異係數為4.5%,應用於尿液品管液的變異係數為17.0%。兩種方法對細胞回收率的影響,於紅血球與白血球並無顯著差異,但真空吸引法於上皮細胞有較高的回收率。ABS表面張力閥體積定量效果較為穩定,但因列印精度的影響而造成表面粗糙,進而導致細胞回收率不如預期。

秋葵甲醇萃取物抗氧化與抗腫瘤特性分析

本研究目的主要探討秋葵甲醇萃取物之抗氧化與抗腫瘤特性。先將2克秋葵粉末以100 ml甲醇攪拌萃取,總酚含量相當於1.14 mg沒食子酸的含量。在抗氧化滴定試驗,10 ml的秋葵甲醇萃取液分別需要消耗6.92和8.88 ml的0.02 M碘液和過錳酸鉀才能達到滴定終點。而濃度60%秋葵甲醇萃取液,其螯合亞鐵離子能力可達50%以上。秋葵甲醇萃取液可清除75%的自由基DPPH,優於75 ppm的維他命C功效。在抗腫瘤細胞生長試驗方面,結果顯示在秋葵甲醇萃取物濃度18 ug/ml就對大腸癌SW480細胞生長有抑制作用,隨著濃度越高抑制現象更明顯,在濃度75 ug/ml可達100%的抑制效率。綜合以上的研究結果,證實秋葵甲醇萃取物具有良好的抗氧化能力與抑制大腸癌細胞生長特性,而且這兩項特性都有明顯的濃度依賴性。

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。

磚之白華抑制

本研究比較各類抑制白華之方法,並在實驗中調整之配比,探討這類變因對於抑制白華之影響,實驗出抑制效果最佳之試驗組別,確實改善磚牆產生白華之問題,另針對磚品級及水灰比,探討出其因子是否與白華生成有直接關係,在實驗中我們砌出三磚七皮的磚牆並置入四種抑制白華之方法,分別為:純水泥砂漿、低鹼水泥、黑糖水及撥水劑。

液體跳跳樂-表面張力與二次觸水的探討

當液滴落下和水面第一次接觸時,因水的表面張力造成液滴彈起,第二次與水接觸時才穿透水面,我們做了幾個實驗發現表面張力與產生液滴彈起現象的最低落下高度有關,當表面張力越低時,能產生現象的最低高度也越低。若將液體換成油性磁流體,探討液滴彈起現象是否不同。

「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。

蝶豆花與風茹草萃取製備抗氧化抗UV乳液

本實驗探討以蝶豆花及風茹草的萃取液,以不同比例混合調配成防曬乳,並以儀器測量各混合比例的防曬係數,以及比較各混和比例的抗氧化活性高低。市售的防曬乳多半會加入化學添加物,皮膚在短時間內雖能具有阻擋紫外光效果並可產生光澤,但也會加速肌膚老化,長期使用可能會累積這些物質於皮膚上,實驗目的是希望以自然的素材,例如以蝶豆花及風茹草萃取物中的天然成份,調配出同時可具備抗氧化活性及防曬(抗紫外線)效果的防曬乳,搭配分光光度計以及自製的紫外線強度檢測裝置測量出兩者混合的最佳比例,並將最佳比例製成的防曬乳與市售防曬乳進行抗氧化活性及抗紫外線能力的比較,如能接近市售防曬乳的上述效果,即達到本實驗的探討目的。