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高級中等學校組

缺氧幹細胞對高血壓心臟保護作用之探討

高血壓導致許多併發症,更造成心血管疾病。因此預防和治療高血壓是國際醫療關注的議題。研究指出幹細胞能促進身體機能修復但是治療的分子機轉尚未表明。發現短期缺氧(6小時)可提高脂肪幹細胞(ADSC)的細胞生存蛋白p-Akt和歸巢效應蛋白CXCR4表現,接著利用ADSC和缺氧預處理的脂肪幹細胞(hADSC)治療原發性高血壓大鼠的心臟,發現ADSC和hADSC能維持心臟功能,降低高血壓造成的心臟肥大蛋白GATA4、BNP表現,提高長壽基因訊息路徑來達到心臟保護的效果;更發現幹細胞透過改變心臟能量代謝途徑,降低GLUT4對葡萄糖的消耗而提高脂肪利用率來提高心臟細胞的能量獲取,且強化後的hADSC保護的效果更好。這些結果證明幹細胞能保護高血壓對心臟的傷害,也證明適當的缺氧能夠強化ADSC。

圓例覺醒

平面上,P點為△ABC內部任意一點,AP、BP、CP分別交△BPC、△CPA、△APB這三個三角形的外接圓於A'、B'、C'。若△ABC為銳角三角形,則PA'/PA·PB'/PB·PC'/PC≧8,等號成立時若且唯若△ABC為正三角形,此外,並以三角形的三內角來表示P點為費馬點、外心、內心、垂心、重心時的確切比值;接下來推廣至n維空間,當P為任意n+1單體A1A2....An+1內任意一點,A1P、 A2P、…、An+1P 分別與n+1單體P-A2A3...An+1 、P-A1A3...An+1 、…、P-A1A2...An 的外接n-1維球面交於A1、A2、…、An+1,滿足Πk=1n+1PAk'/PAK≧nn+1,等號成立時若且唯若PAk'/PAK=n,k=1,2,...,n+1,其中n≧2。再藉由任意點的結論,可以應用於直接生成或快速解出許多特殊類型的三角函數不等式。此外,從主要的不等式還可以得到Σk=1n+1AkP/AkAk'=1,此時P點為n維空間中任意一點,最後,我們把圓改為圓錐曲線,再進行線段比值的探討。

池魚之殃-環境毒物對水生生物的影響,以水蚤為例

本實驗主要研究水生生物水蚤(Daphnia magna)在處於不同濃度的環境毒物(農藥)—益達胺時,水蚤的行為、心跳、死亡率是否會受到影響。我們的實驗結果顯示:1.在遠低於文獻記載及市售益達胺建議的最高稀釋倍數下的濃度—極低濃度0.0001ppm時,水蚤的移動距離即明顯縮減。2.加入農藥後,水蚤心跳也呈現下降趨勢,顯示其會受農藥影響。3.在0.05 ppm時,小水蚤死亡率大幅提高;在加入農藥後,大水蚤的死亡率也大幅提升。且水蚤位於食物鏈底層,若水蚤受到環境中殘留益達胺的影響,即使是極低濃度,也可能使得水蚤族群活性降低甚至死亡,進而可能對上層的掠食者造成危害,並使生態系統失去平衡。

利用石墨烯、廢油、及回收保麗龍,製作環保導電油墨

本研究探討利用過期廢油及保麗龍,配合導電導熱性優異的石墨烯粉末,製作環保導電油墨。研究動機在於將過期廢油與保麗龍進行二次利用,發展新科技產品。石墨烯方面,我們比較三種粉末,評估次級品或下腳料的可用性。 本研究分為五部分,第一、二部分探討石墨烯的結晶物性,元素組成及粉末的微觀片狀形態。第三部分探討石墨烯粉末的導電性與其片狀形態之關聯性。第四部分探討廢油是否能與石墨烯相結合,測試石墨烯的吸油度,第五部分我們嘗試自製導電油墨,利用廢油混合石墨烯粉末,同時也利用保麗龍及適當溶劑,調製成溶液作為稀釋及成膜劑。初步我們已成功得到性能不錯的導電塗膜,並自己組裝電路,由燈泡亮度展示塗膜的導電性。

以「管」窺天–探討扭轉圓筒所產生之自發性摺痕及其應用

本次研究探討圓筒經扭轉自發產生摺痕的物理,發現摺痕數和偏斜角在圓筒長度小於直徑時是規律的,並研究它們與其他參數之關係。同時解釋為何對於長圓筒此規律會消失,並發出多個聲音。 從幾何和能量推導之理論能解釋實驗結果,並藉拉力秤測量,釐清扭轉過程的動態行為,歸納出力矩和扭角滿足虎克定律。 我們主張並提供初步的研究成果支持這些性質可應用在(1)環保:有效回收鐵鋁罐;(2)居家:節省收納空間;(3)工業:機械零件伸縮。並在學術上推廣到(1)地球科學:解釋盤古大陸如何分裂;(2)生物物理:比對β筒狀蛋白特性;(3)醫學物理:骨骼受扭力的形變和斷裂;(4)軟凝體物理:幾何挫折如何影響擰紙和其它新穎材料,如負折射率超材料。

「導數」計時 ~由連續導電度的變化探討離子的反應速率

高中介紹各種反應的速率比較,但卻缺少實際觀察各種反應快慢的方式;本研究發現,可藉由連續導電度測量,從導電度的變化曲線中,觀察到各種離子反應在過程中的離子變化特徵,也可以找到準確的反應終結時間,並做定性及定量上的運用。文獻曾以硫沉澱的濁度,測奈米硫的反應速率,但此法測的是氧化還原與沉澱速率之和;但由連續導電度圖,則可單純的得到氧化還原反應的速率。透過取樣時間的適當設計,可觀察到每種離子反應的導電度波動都很獨特,相同的離子反應,導電度曲線的起伏很相似,可做為鑑別離子反應類型之用。從秒錶實驗的導電度圖中,還可看出兩個反應機構的交替過程。在反應速率的研究及教學上,連續導電度法提供了簡便而準確的方法。

圓圓的變裝秀-馬卡龍肉圓

隨著國人養生的觀念提升,越來越多人注意到攝取蔬果均衡營養的重要性,肉圓是日常生活常見的台灣小吃,本研究希望能結合畜產加工課程中所學到的理論依據及實際操作的技術,運用五行健康蔬果的天然色素將原本透明無色的肉圓添加色彩及營養價值。研究結果發現只要掌握好五行蔬果的特性,添加適當比例蔬果,除保有肉圓原本的特質外,並提升肉圓的接受度及營養價值。

十全十美---銳角三角形內特殊點分割三角形面積比

本文以不等邊的銳角三角形出發,運用中學時代已論及的三角形外心、重心、內心、 垂心為基礎,進而探討其他銳角三角形內的特殊點:九點圓圓心(Ninepo int),布洛卡兒點(Brocard),費馬點(Femat),熱爾崗點(Gergonne),奈格爾點(Nagel),斯俾克點(Spie ker),等連接三頂點分割三角形的面積比。

明珠浮水

觀察水在落入液面時,會產生浮在液面上的液滴,進而產生了研究動機。經過有關是否為浮力、表面張力、靜電力的實驗證明後,發現水滴是透過管壁與水珠落下時摩擦產生的電荷落入液面累積後再與新的水珠產生同性電相斥而造成此現象,並再透過強制帶電、操作流速、高度、液滴大小、液面面積和不同食鹽水濃度,發現這些因素也會對現象發生以及穩定發生時間影響甚鉅。

智慧家庭好幫手-物聯插座

本研究之物聯插座是以Arduino控制器為核心,結合手機App Inventor 2(AI2)的智慧控系統,以主從式架構模型所設計,Arduino控制器為伺服端,智慧型手機為用戶端,在伺服端部分,主要包含Arduino 控制器以及擴充板與遠端智慧控系統所需的各式感測與驅動元件。控制器主要用來接收用戶端的控制指令,指令經過程式解析後,則會執行感測元件的訊號或數據並傳回用戶端或是相對應的驅動元件。 透過物聯插座把所有設備、感測器都透過網路連接起來,讓不只是一個插座而以,而是家庭數據收發與控制中心,並可串連其他家庭應用軟硬體,成為智慧家庭生態圈的驅動器,讓使用者享受到便利、舒適與安全的家庭生活。