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高級中等學校組

空氣冷淬效應於氮氣常壓噴射電漿碳布改質之影響 : 應用於聚苯胺-奈米碳管複材超級電容

本作品研究空氣冷淬效應於氮氣常壓噴射電漿碳布改質之影響,改質碳布並應用於聚苯胺-奈米碳管複材超級電容。操作常壓噴射電漿處理碳布時的氣體通過石英管內外流速差造成壓力差(白努力定律)將環境中空氣引入噴射電漿下游同步和氮氣電漿高反應性粒子及碳纖維進行反應。由XPS分析結果,無論有無空氣冷淬,常壓電漿處理有效可改質碳布碳纖維,在碳纖維表面產生含氧官能基且有滲氮效果,改善碳布親水性。無處理碳布具有高水接觸角,電漿處理後水珠完全滲入碳布。引入環境空氣處理的碳布具有較高量含氧官能基,即空氣中氧氣有效參與反應。高親水性的碳布電極可增加和電解液接觸面積,降低介面阻抗,增加電容值。常壓電漿處理可有效增加電容值。

台東地區高中高職生網路購物習慣調查

本研究為台東地區高中高職生網路購物習慣調查,研究者先以問卷方式蒐集資料,將資料統計後,以大數據中的K-Means方法進行分析,將資料點投影到3D圖後,再觀察分布的情形,研究者觀察到受訪者在網路購物中消費頻率與消費額之間為負相關、上網時間與消費額和頻率具正相關等,並發現其家庭的社會經濟地位較低的受訪者可能會有較高的網路購物消費額。

光耀「鱟」世—金門三棘鱟自體螢光現象之探究

鱟在海洋悠遊4億多年,牠能存活至今的謎團尚未完全揭露。本實驗利用形態學、化學分析、物理力學和微生物學等方式探究三棘鱟(Tachypleus tridentatus)自體螢光現象。 首次發現鱟受紫光(400nm)照射會有自體螢光現象,且鱟殼內的膠、柱狀支持性構造亦有螢光表現。接著,以有機溶液對鱟殼螢光物質作萃取,並分析萃取液中的光譜特性,得其可吸收405nm光源並發散出480~490nm的藍綠螢光。進一步利用薄層層析法比對蠍子的螢光物質,結果顯示鱟殼中螢光物質的Rf值與β-咔啉相近。最後,依螢光物質分布位置和《本草綱目》曾記述鱟殼入藥,設計耐壓及抑菌兩功能性實驗,證實鱟殼中螢光層具有物理、化學屏障功效。我們衷心期盼本研究能吸引世人目光,並喚起大眾共同保育金門三棘鱟!

臺灣極端酸雨與鹼雨之時序分析與探討

從環保署2015~2017年報中,全國酸雨(pH值小於5.0)比例最高在萬里及觀音站,全國鹼雨(pH值大於7.1)比例最高在崙背站。經統計分析後,我們發現以下結論: 一、 觀音和萬里站都是離海近且較無當地污染源的背景站,酸雨的污染源應是外來的,冬季的致酸汙染物可能藉由東北季風到達臺灣,使得酸雨比例高達90%。 二、 鹼雨的原因主為工業化學排放的物質所造成,也可能與降水量、PM2.5、PM10有關,研究分析得到崙背鹼雨與降水量、PM2.5、PM10的相關性偏弱,可能和其他原因有更強烈的相關性。 三、 強降雨事件發生時,雨水酸鹼值和降水量、PM2.5、PM10的關係更為微弱。

綠能舒適樂活遊-威爾斯渦輪與避震發電的完美組合

為了尋找環保能源,我們從事回收避震動能的研究:利用簡易材料設計組裝,將避震作用時液壓往復流動所產生的動能,推動威爾斯渦輪發電,成為複筒式液壓避震發電器,並就現有的基礎加以改良,有了新的發現: 1.控制適宜的扇葉盤外徑、葉片數量、葉面阻推點、葉片厚度、通氣比等,可以有效提高渦輪運轉效率。 2.調整發電負載所產生的阻尼強度,可提供不同程度避震強度的需求。 3.複筒式的雙向水流,可以有效提高渦輪轉動的連續性 實測發現:發電負載與避震強度的相互作用,可將避震時消耗掉的動能轉化為有用的電能儲存,過程中還能達到舒適騎乘與環保無碳的目標。可說是小兵立大功,解決能源問題,更帶來舒適與安全。

APP智慧型藥盒

本作品三位成員中就有二位家中有用藥問題困擾,起因皆為年紀大、易忘記且有慢性病等特徵,於是使用微控制器製做出能協助提醒病患服用藥物的智慧裝置。許多病患常忘記服藥或是重複用藥,三餐不定時更加深正常服藥的困難度,因錯誤的用藥時間而導致其他的併發症。 於是利用藥盒可以定時控制每一次藥物,每到吃藥時,藥盒便會旋轉至出藥位置,同時發出警告聲響與警示燈,提醒患者吃藥,並同時傳送訊息到病患和家屬的手機中,讓家屬可以知道病患吃藥的時間到了,家屬也可以透過Android手機App事先設定提醒時間。在藥盒內裝有人體紅外線感測器,當手停滯在藥盒下面大約 2秒時,藥盒感應到時,藥便會自動往下掉在病患手中,且可以避免病患只挑幾個藥吃的情況。

金箍棒變身-鐵棒在外加磁場下磁致伸縮及側向調控

本研究利用光學方法中的光槓桿原理測量鐵棒在外加磁場下的工作特性。而本研究分為四大部分: 第一部分是探討鐵棒及不鏽鋼棒的磁滯曲線;第二部份是將鐵棒及不鏽鋼棒通入直/交流磁場並觀察其工作特性;第三部分是進行磁致伸縮應力的測試;第四部分是用強力磁鐵給予鐵棒二維側向磁場並觀察其工作特性。 和壓電晶片相比,磁致伸縮材料能量較大、可接受之頻率範圍較廣,因此成為現今科技中的主要應用對象,未來希望磁致伸縮材料可以運用在聲納、消震器及電鑽上;而運用側向磁場來進行調控的部分,則希望能運用在高精密電子儀器及變壓器的消音上。

成為母親:探討母職體制下女高中生及其母親的抗拒與接受

研究者從Rich的研究中理解母職作為體制是一種壓迫,並從女高中生及母親的角度出發,探討已具有生育能力的女高中生,為何不被普遍認為應該為了日漸低迷的生育率「貢獻」,而其是否仍受母職體制的壓迫?藉由質性訪談描繪出受訪者的想法,探討其所受到社會及家庭的影響。最後研究者發現其回答深受母親影響,母親的價值觀又是源於母職最根本的壓迫,如她們雖已初步具有女性意識,回答多半將之視為孩子主要照顧者;而多數女高中生不僅對自身生育無深入思考,也因為受到母職體制和台灣社會普遍不認同此現象的影響,認為其雖已具備能力,目前仍不適合生育孩子。綜而言之,母職雖已因社會變遷而有所鬆動,但整體而言仍無法在短時間根除。

遠端自動化-農田監控警示系統

本研究目的在建立農田自動化遠端監控警示系統: 1. 利用感測器測得環境狀況,當數值超出警戒範圍,自動作出應對措施(例如灑水)調節環境 2. 手持裝置遠端顯示測得數值,並作出歷史趨勢圖,當數值超出警戒值時發出警示 3. 雲端同步儲存測得環境數值 4. 測得環境數值進行迴歸分析,預測未來變化趨勢 以「低成本」、「操作簡便」為方向,使用Arduino裝置檢測作物環境的「土壤濕度」「光照度」、「空氣溫濕度」和「pH值」﹔Google表單儲存測得數值﹔應用程式Blynk即時監控警示;使用迴歸分析,做出趨勢預測。預期此系統可提升農夫工作效率,降低成本。

翹楚—探討相剋物處理下根部上翹的機制

種植小白菜時,偶然看到其在鳳凰木汁液下會有根部上翹的現象,我們深入探討與進行一連串實驗後發現:根部上翹可能為一生存機制,讓其逃離相剋化合物逆境。在驗證根上翹不是滲透壓造成後,我們發現莖也參與此機制。其中,根的根系減少、且可能藉由提高澱粉酶活性降低根尖澱粉體含量,失去向地性而翹起 ; 莖則變粗、變重及彎曲,使植株質心偏移,根部上翹。我們驗證了根部上翹的訊息傳遞因子為ROS與鈣離子:鈣離子會刺激Rboh酵素產生ROS累積,兩分子可能是透過正回饋來累積濃度後,再進而影響根莖的生理變化造成上翹,使小白菜能藉此逃離逆境。未來將深入探討ROS與鈣離子在此機制中的交互作用,並深入了解IAA對根尖上翹的調節。