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第58屆--民國107年

當我們「銅」在一起---螢光銅奈米團簇的合成及其性質之研究

以巰基苯甲酸異構物(對巰基苯甲酸、鄰巰基苯甲酸)與硝酸銅為反應物,巰基苯甲酸做為配位基與還原劑,採一鍋到底的方式,反應在70℃下30分鐘,可分別合成出粒徑大、分散性差黃色沉澱並有橘紅色螢光的銅奈米團簇與粒徑小、黑褐色澄清液體具有藍色螢光的銅奈米團簇。接著以自行設計的簡易螢光光譜儀分析,橘紅色螢光的最大放射波長為620奈米,在丙酮溶劑中,螢光增強,對pH值有依賴,並在鹽類、鹼性溶液中,非常不穩定,銅奈米團簇會分解,黃色沉澱與螢光消失;藍色螢光的最大放射波長為420奈米,在丙酮、酒精中,螢光增加,另外控制溶液的pH值4〜8與特定鹽類時,可使螢光強度增加,並且穩定性佳,未來具有做為金屬奈米螢光材料的潛能。

Poker Traveler

台上魔術師的表演總是會讓人驚嘆不已,「天啊!」「怎麼可能?」「他怎麼做到的?」,這些驚呼聲代表了這些魔術手法的奇妙之處,然而,我們了解,任何魔術其實都只是障眼法,背後必定有其對應的原理存在,尤其越是看似公平公正或是不可能完成的遊戲,背後隠藏的原理常是超乎想像的單純。 在一次的土法煉鋼中,發現它們也是有規律的,我們試著了解這些牌的流向及收斂位置, 進而利用代數證明推導出老師所使用的手法,接著好奇心強大的我們又想到:如果27張分三堆呢?33張?39張?可想而知接下來就是一連串的研究與觀察結果

不同性質之切削液對於陶瓷刀具壽命之影響

這個研究選定由氧化鋁粉未,添加少量元素,再經由高溫燒結而成,其具硬度、抗熱性、切削速度比碳化鎢高特性的陶瓷刀具,以Trim T112002C、Blaser HC5與CPC 31C等不同切削液,利用台中精機Vturn-20E CNC車床以0.1mm/rev的進給率與1mm、1.5mm、2mm與2.5mm的進刀量,在1000rpm的切削轉速下,車削每支S45C圓桿工件體積31416mm3,並利用Mitutoyo S-3000表面粗糙儀量測切削工件的表面粗糙度,藉以檢測刀具壽命與產品的切削品質,來探討不同切削液對切削性能之影響。 結果中發現刀具進刀量多,刀具壽命減少,但其表面粗糙度也隨著進刀量的增加而降低。Blaser HC5與CPC 31C切削液下的車削加工製程,在1000rpm的切削轉速下,比Trim T112002C切削液下的車削加工製程,至少提高刀具的切削壽命分別為10.9%與28.3%,更有效地降低工件表面的粗糙度,提高產品品質。

沙阱內的秘辛--探討蟻獅幼蟲建造沙阱策略與捕食間關係

本研究探討蟻獅幼蟲(統稱蟻獅)的生態行為,包括牠步行方式、建造沙阱過程與捕食間的關係。結果一:步行特色(1)在沙地上蟻獅每分鐘平均0.86±0.08cm向後走,沙地外每分鐘平均以35±2.42cm快速行走。(2)都會出現180°大迴轉後,改以反方向走。(3)會走出類正多邊形,最後形成『類等角螺線』的路徑。結果二:(1)頭部能向後側仰達90°,證實拋沙的構造是在頭部。(2)頭部的面積大小為0.01cm2〜0.04cm2,可以承載0.0004g〜0.0018g的沙量。(3)蟻獅建造沙阱,最大射程為0.565cm~2.88cm,因深度加深而縮短;最大高度0.357cm~2.43cm,因深度加深而增加。結果三:直徑與深度與體長大小沒有關係,但是與當時埋伏的半徑、深度有關。結果四:捕食的速度,頭部同方向掉落獵物 > 頭部前方掉落的獵物。

色香味俱全~「蠅」得勝利

本研究目的是探討果蠅對顏色的喜好程度,也針對水果的種類、氣味做一系列的研究。從這個科學研究中,探討果蠅的習性中是否會因為瓦楞板的顏色、停留的位置、水果的味道而有所不同呢?我們利用自製果蠅膠黏板,每天記錄果蠅被瓦楞板沾黏的數量,找出果蠅最喜好的顏色。接著,使用水果吸引果蠅的注意,找出果蠅最喜歡的水果種類。我們可以利用這些研究發現,製作成果蠅誘捕器,讓室內、外的果蠅達到有效的減少族群數量。

乾坤再造~不一樣的皂化

學到了水溶液酸鹼值,我們調查市售清潔用品,結果包裝未標示酸鹼值訊息,測量後發現酸鹼質都不同,只有一種品牌沐浴乳標示其pH值為5.5,肥皂的部分都沒有標示pH值。本研究利用三種製皂的方法在過程中加入酸液(檸檬汁)、調整鹼液,嘗試降低肥皂的pH值。同時,我們也探討自製的肥皂與油反應後的乳化程度及抗菌力是否有所差異。結果發現:(1)加入酸液比調整鹼液的方法更可以使肥皂pH值降低;(2)再生法加酸液製成的肥皂乳化程度最強,冷製法及熱製法製作的肥皂乳化程度較弱;(3)抗菌效果以熱製法調整鹼液為2:1且不加酸的肥皂最明顯,冷製法加入酸液的肥皂抗菌效果最差。(4)市售肥皂可以透過再生法,於重製時加入酸液,使肥皂pH值降低。

「莓」你不行-果蠅模式探討莓類萃取物對於奈米銀造成的細胞毒性抑制研究

現今人們利用奈米銀的殺菌功力,然而奈米銀粒子的毒性卻可能引發氧化壓力、細胞凋亡、DNA損傷,甚至死亡。為此,我們利用生活中常見的莓果類,如藍莓內所含的Pterostilbene(紫檀芪)、葡萄內所含的Resveratrol(白藜蘆醇),探討兩種化合物對於奈米銀引發細胞毒性的抑制效果。 首先證實高濃度奈米銀影響果蠅的發育,且誘發細胞凋亡。接著發現加入Pterostilbene和Resveratrol的組別會減緩奈米銀所導致的果蠅發育障礙,且果蠅被奈米銀減少的壽命亦有回升的效果,而Pterostilbene之效果又較Resveratrol佳。雖假設化合物是透過抗氧化途徑去抑制奈米銀造成的果蠅氧化壓力增加,前述實驗中兩者也皆可抑制果蠅的發育遲緩,但抗氧化基因表現的實驗中卻發現只有加入Resveratrol的組別抗氧化基因表現量有明顯上升趨勢,值得深入探討。

左手畫「方」右手畫「矩」

我們的作品的內容為探討正方形m×m的方格中,若將其全部塗上黑或白兩種顏色,則每個2×2的正方形中的黑白數目皆一致(皆為2個)的時候,會有多少種可能性,並將其分作旋轉視為相異,旋轉視為相同2種,在前者我們使用了是列舉法以及基模法進行驗證,兩種方法在推導出公式後的結果後是一樣的,在這個基礎下,我們將題目發展成在矩形m×n方格的情況下再次推算,也得到一樣的結果。 而方格旋轉視為相同的情況則使用了組合「C」以及基模法來解決問題,並發現許多情況都必須考慮進去才能避免遺漏或重複的情況產生,在求得正方形m×m方格的通式後,我們再次嘗試將公式應用到矩形m×n方格中,在考慮到幾種不同的條件後,我們都列出了相對應的通式來求得我們所需要的答案。

混出美麗新視界

本研究主要透過光的三原色(紅色、綠色、藍色)來分析顏料顏色。首先將紅、綠及藍三色發光二極體的光經過障礙物,觀察到光的三原色及顏料三原色(洋紅色、青色、黃色)的混合現象與關聯,藉此建立以光的三原色來分析顏料顏色的技術,並做為原色示範教學。其次,以混色色卡為樣品,量測紅、綠、藍光之反射功率,並利用光的三原色比重將顏料顏色用數值表示,也就是量化。最後,從顏料三原色量到的紅、綠、藍光之反射率,可模擬出不同比例顏色混合下的紅、綠、藍原色比重,與實驗相符,以此方法可以獲得某一顏料顏色的洋紅色、青色、黃色原色組成比例。基於此研究,我們提出顏色混合比例分析儀的構想,並驗證便宜的光敏電阻可做為此構想的量測工具。

魚兒避險行為應用在監測水質毒性上之研究~ 以小斑馬魚和小朱文錦魚為例

在水質污染日益嚴重的今天,無論是民生用水或農漁業用水,水質毒性的監測與建立預警機制是很需要的。本實驗內容分兩部分:第一部分是以小斑馬魚和小朱文錦魚作為試驗魚種,利用其避險行為習性,建立一般活動與水質遭受毒性污染之警示指標值(WI值)。第二部分是應用建立的WI值,對本市下水道排放水做檢測,了解水質受毒性污染情況。 初步檢測得知,以小斑馬魚和小朱文錦魚作為試驗魚種,其一般活動之WI值,依序為0.36及0.28;另應用於檢測本市下水道排放水之WI值依序為0.97及0.93,顯已超出一般活動警示指標值0.36及0.28甚多;由此推論本市下水道排放水,已遭受嚴重毒性污染,值得有關單位重視並以此之研究結果,作為如何改進下水道水質之參考。