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第58屆--民國107年

「震」知道了—臺灣南部板塊隱沒帶附近地震群研究

本報告分析位於台灣西南部東經120.5度、北緯21.7度地震群。數據顯示在1994~2017年6月間,共出現10次規模大於5.0的大地震,震源深度均為40公里左右,歸納地震發生時間發現約2到5年發生一次大地震,推測此區域可能有持續發生此地震型態的情況。我們利用一些模擬實驗和假設模型,提出此近隱沒帶但呈張裂型態的區域,地震發生的時間空間變動的規則,可能和板塊隱沒時應力施於交界處附近,使應力易累積於弱下部地殼與強上部地殼交界處有關。

萬象「羹」新-探討勾芡液的黏度變化

本研究旨在探討各類芡粉糊化後所形成的勾芡液黏度與芡粉性質之間的關係。首先觀察測量並比較各芡粉的澱粉粒大小、直鏈澱粉含量、糊化、老化現象等特性,並自行發展製作旋轉式黏度計,用以測得實驗中蓮藕粉、樹薯粉及不同支鏈澱粉比例的玉米粉勾芡液在不同條件下的黏度,並與芡粉特性做綜合討論。支鏈澱粉含量高的勾芡液黏度大、耐剪切;芡粉糊化前加酸即難起糊,加鹽、加蔗糖對不同種類芡粉的黏度變化有不同效果。

未知環境中自主探勘、定位及導航之整合系統

本研究透過ROS(機器人運作系統)實作一個能自由探勘且進行SLAM (同步定位及地圖構建),且使用自身建構出的地圖進行導航任務之機器人系統。將探勘與定位領域結合,機器人便可以在面對完全未知的環境有一套應對措施。利用ROS機體與程式軟體分離的優點,本研究開發出的系統可以運用於任何能安裝ROS或與ROS連結之機體,供各式各樣的服務做為一系統性的路徑規劃器及運動基座。並探討此系統擅長及較不適用的環境,呈現目前機器人系統的運作能力。而日後在各區塊的技術精進,都能分別套用在此系統上,而不需要重新建構整個架構。

千金難買藻紙道-絲藻再生紙的製作與性質分析探討

本研究的主題是絲藻(Rhizoclonium sp.)再生紙的製作。因製紙原料取材自樹木,導致資源消耗及環境破壞,同時台灣魚塭中的絲藻也對環境及人類生活有許多負面影響,因此以環境保護為目的,我們設計了一系列實驗,以不同組成比例(25%、50%、75%,0%為對照組)與組成材質間的不同攪碎時間(藻漿15秒、30秒、45秒,紙漿30秒、60秒、90秒)為操縱變因,來比較成品於吸水性、吸油性、及可抗張力間的性質差異。最後歸納出低藻含量的再生紙適合作書寫用途,而高含藻量的再生紙具極佳的抗吸水性及抗吸油性,可發展成市面上的包裝紙袋。未來希望能進行更加詳盡的性質測試,嘗試增加紙張的強度,並深入探討其實際應用性。

一步合成碳奈米複合材料與奈米碳管應用於超級電容電極修飾

本研究以高溫鍛燒的褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨混合粉末作為電極修飾材料,並與多層奈米碳管(CNT)混合後,附著於碳紙極電板上。修飾材料中推測含有碳奈米纖維與碳量子點,其表面具親水性的含氧官能基,可提高CNT在水相中的分散性;而碳奈米纖維則推測可增加材料的機械強度,提升電極可撓度。研究藉由調整鍛燒溫度和氮材合成比例,探討不同變因下製造的材料對電容效能的影響。得知最佳合成條件為:褐藻酸鈉鹽與亞硫酸銨1:1(重量比)、鍛燒溫度為160℃下製作出來的電極修飾材料,可以有實驗材料中最高的比電容值162F/g,大幅提升了奈米碳管的比電容值(對照組64F/g)。期待未來能實際運用於電能儲存裝置上,或搭配電池應用於可撓式電子產品。

一葉知秋、一膜知熟——製備複合光子晶體薄膜及探討乙烯催熟水果

本研究透過多孔性薄膜因孔洞內物質比例變化所造成的光譜波峰位置改變之特性,來吸附乙烯-酒精溶液,以用於檢測無法輕易從表皮得知其成熟度之水果。首先利用具有可有效吸附酒精之官能基的甲基丙烯酸-2-羥基乙酯(HEMA)高分子及乙氧基化三羥甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)高分子製成複合高分子薄膜,並利用其吸附乙烯-酒精溶液,放置至尚未催熟之青綠色香蕉旁,觀察香蕉成熟情形。再利用紫外線光譜儀檢測薄膜之波峰位置,並將波長數值代入公式λ=2nd sin⁡θ求出薄膜內所剩的乙烯體積百分比,並對應出香蕉被催熟的情形。

玩創多米諾

本研究從探討多米諾骨牌遊戲出發,討論可否利用不同策略達成骨牌遊戲勝利,並且從遊戲過程中研究骨牌特性,思考如何將此特性與四則運算結合,研究出不同的遊戲玩法,除此之外,也期望在研究過程中,可以探討出骨牌排列的規則,進而歸納出合適的公式,以利遊戲進行與增加訓練四則運算能力之機會。

Co-movement!秋颱共伴效應之深入探討

共伴效應發生的颱風時常帶來嚴重災情,促使我們投入對秋颱共伴效應的分析。利用地面風場、輻合輻散場、衛星雲圖、測站氣壓雨量等統計資料以及颱風路徑等資料分析後,顯示在中央氣象局分類的五號、六號、九號路徑的颱風,發生共伴效應的比例較其他路經之颱風高。在風場與輻合輻散場之比較得知共伴會隨著颱風環流與東北季風相對位置的接近而產生增強的現象,再用地面天氣圖與雨量統計資料確認高壓靠海導致東北季風含水氣量的增加也會加強共伴雲帶的降水。利用十幾個颱風與六個測站雨量與風向的變化結果相互比較後,得知地形與風向效應也會導致當地瞬時以及總降雨量的增減,而風向與地形走向之夾角越趨近於垂直影響雨量的效果則越顯著。

織布知道

本研究是研究簡易型織布機原理,歸納出斜紋織不同步驟相對應的圖案,比較不同編織順序所織成的圖案差異。並找出能由設計圖案轉化為編織方法的技巧

平行玻璃板間的愛情故事──探討兩夾水的平行玻璃板拉開之力

兩玻璃板間夾水時,兩玻璃板會不易拉開。我們以圓形玻璃板為實驗工具,於中間夾水,以力感應器測量拉開兩片玻璃板所需之力。此實驗模型是架構在「液橋」理論上,根據此理論,分開兩玻璃板的力和玻璃板及所夾液體的壓力差成正比,即可由Young-Laplace equation推得:△p=2 γ/δ。 實驗結果如下:當玻璃板面積大小固定,水量愈少,兩片玻璃板拉開所需的力就愈大。當水量相同時,圓形玻璃板面積愈大,兩片玻璃板分開所需的力就愈大。玻璃板大小相同,且所夾液體體積相同時,玻璃板間的液體表面張力係數愈大,兩片玻璃板分開所需的力就愈大。當板面積和板間所夾的水量相同時,分開兩玻璃板所需的力會大於分開兩壓克力板所需的力。