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第58屆--民國107年

核電?NO!河電?YES!

本實驗是找尋適當的材料製作「鈉複合式電極」來利用河川在出海時所造成濃度差的區域來發電。實驗討論的變因有不同的黏著劑不同碳布孔徑不同有機溶劑分別對電極放電度的影響,各個複合式電極完成後先在實驗室進行模擬複合式電極放電的過程,並且利用EXCEL對各項實驗數據逐一討論。接著自行設計出一個適合此電極的裝置。為了確認裝置的可行性還到附近的三條大河(濁水溪、大甲溪、曾文溪)實地取水進行實驗,並討論了此電極的「回收效率」與放電能力以及河流本身的特性對自製電極所造成的影響。經過多次實驗,得知赤血鹽與硝酸銅所製作的鈉複合式電極所產生的電功率以及回收率是最好的,電功率為0.967113瓦特,回收率達到83%。

王牌捕手

捕蠅草是加大捕蟲葉內側細胞膨壓,把葉用力撐開,使外側細胞進入高「位能」狀態。當昆蟲碰觸感覺毛時,內側細胞膨壓迅速降低,使得外側細胞的「位能」瞬間轉成「動能」,快速完成捕蟲運動,且捕蟲葉剩餘感覺毛的數量與捕蟲葉閉合時間有負相關。由於傷口刺激會促使捕蟲葉關閉,推測茉莉酸也會影響捕蟲葉閉合。捕蟲葉的無柄腺負責消化液分泌和養分吸收,但消化液的分泌與捕蟲葉的閉合是二條不同的路徑。無柄腺不吸收葡萄糖、維生素B,但可以吸收胺基酸、甘油、維生素E、 NH4+和NO3-離子,推測無柄腺的細胞上有吸收胺基酸的載體蛋白,以及NH4+和NO3-離子通道,而且養分的吸收和捕蟲葉的開閉、消化液分泌與否皆無關。

洞動扇葉最來電

主要探討風力發電機扇葉上打洞鏤空是否可提高發電量。如果讓風扇葉面受力不平均可提高轉速,是否可提高發電效益,為了驗證此推論,在扇葉上用不同方式打洞,測試對發電效益的影響。首先自製測試風力發電效益裝置,包含整流器、扇葉裝置、以及測試電力裝置。在初步測試後,利用3D列印扇葉,固定扇葉的樣式。接著探討扇葉形狀、數量、是否打洞、扇葉打洞數量、裝置角度、打洞面積、洞立體樣式、洞距、洞排列方式等,對發電效益的影響。發現扇葉數量為三片,扇葉形狀為橢圓形,裝置角度為80或100度,打3或2個洞,立體樣式為由小到大,洞平均分配打在扇葉上,洞排列方式可以利用右斜向左、左斜向右,且串聯可提高發電效益。

以柔克剛-紙電鋸

將不同磅數A4的影印紙裁成圓形的紙片,將割好的圓形紙片裝置在可調轉速的角磨機上,讓紙片代替砂輪片,以類似桌鋸的方式切割物體,觀察並紀錄圓形紙片在不同狀態下切割物體的深度。以磅數、堆疊張數、半徑及轉速四種變因去設計各項實驗。藉由實驗結果推論出各個變因與紙張切割深度的關聯性,並找出紙張在何種條件下能夠將切割物體的能力發揮到最大。

落葉歸根~落葉上的菌種對纖維素分解能力的研究

清掃校園時發現乾枯葉片中有許多不同形狀及不同顏色的斑點,閱讀相關文獻後,發現它們是微生物,可以分解落葉,為了更進一步了解這些微生物的作用,我自製搖晃培養儀、恆溫培養箱、LB培養液 (基)、馬鈴薯培養液 (基),以培養多樣菌種。經過一連串純化培養後,共篩選出10個菌種,進行纖維素分解及落葉分解實驗。研究結果顯示由馬鈴薯培養基篩選出來的2號菌、3號菌及4號菌可以將纖維素分解成澱粉或葡萄糖;在落葉堆肥實驗中,2號菌及4號菌皆能有效進行落葉分解,其中2號菌對印度橡膠葉的分解效果遠優於市售菌。送生技公司檢驗後,確認2號菌為Rhizopus oryzae(米根黴菌),它不但是釀酒幫手,更是落葉分解高手。

魔法藥「碘」

本研究以碘液為中心,探討在各種變因中碘液顏色的變化。討論的變因有打入氣體、提高溫度、加入不同的電解質及照射紫外線,就上述各種變因設計多項實驗,實驗中我們以分光光度計測量碘液吸收值,進而討論碘液在不同環境下吸收值的變化與反應級數,並探討碘液完全褪色後可能的產物。

智能手套

聽障人士的生活如何不便,是一般聽力正常的人無法想像的,而目前台語並無相關的即時手語翻譯系統被建置,本研究自行開發智能手套系統,能截取手勢,並利用App Invertor 2 開發的手機App程式,存取雲端語料庫,可以即時翻譯。而語料庫部份可同時結合中文、台語和英語等不同語料,符合使用者的需求。不僅可以有效的處理不同的語言,並可以擴充其功能與智能插座結合,只要比出特定手勢就能輕鬆控制家電的開關,便利我們的生活。

呼天換「遞」「迴」山倒海--從佩爾方程式談起

在遞迴方程式x2-ky2=c中,我們分成四個階段進行研究,首先由目的一找到其系統性解法後,接著適當代入k值或者是c值,得到的方程式運用在國中數學上,依目的二到目的四分成三個部分逐一探討。 一、探討遞迴方程式x2-ky2=1與x2-ky2=c解之間的關聯性。 二、利用遞迴方程式x2-ky2=1的解,探討無理數√k的近似值。 三、利用遞迴方程式x2-2y2=-d2,探討直角三角形畢氏數的繁衍。 四、利用遞迴方程式x2-10y2=-d2,探討中線垂直三角形三邊長的繁衍。 經過研究後,發現遞迴方程式x2-ky2=c的應用性及實用性比想像中的要好太多了,不只得到的結果,還與國中課本所教的的觀念是可互相呼應,且還更為精準與具備解的完備性,其推廣範圍真的非常廣大。

腸腸搞轟趴─塑化劑對大腸癌細胞的影響

本研究利用大腸癌細胞培養於添加塑化劑DEHP及其代謝產物MEHP環境中,觀察與探討塑化劑對癌細胞的生長、轉移能力的影響,進而了解塑化劑對大眾健康的影響。WST-1試驗結果顯示僅高濃度MEHP對細胞的增生有顯著抑制作用。傷口癒合試驗結果顯示低濃度DEHP和MEHP皆顯著促進癌細胞移行的能力。細胞侵襲試驗結果顯示低濃度DEHP和MEHP皆可增加癌細胞侵襲的能力。最後使用西方墨點法分析特定蛋白質含量以探討塑化劑對癌細胞影響的機制,初步結果顯示塑化劑對細胞增生相關PCNA(proliferating cell nuclear antigen)蛋白或是腫瘤相關SIRT1(sirtuin 1)或tNOX(tumor associated NADH oxidase)蛋白的表現量無統計差異。綜合以上,低濃度塑化劑DEHP和MEHP會促進大腸癌細胞之移行與侵襲之能力,促進腫瘤進展(tumor progression)。

就是“納”道光-光與環境對Bacillus natto Sawamura的生長影響與應用

自製培養箱,針對Bacillus natto Sawamura進行液態培養,發現在溫度40℃生長效果最佳。文獻得知納豆菌有光接受器,會對光照產生反應,進行實驗發現白光照射培養時比無光照,生長效能有所提升,證實雖非光合菌,但光照對生長有正面影響。針對不同波長進行實驗,發現波長介於520-625nm的光對菌生長效果最佳。最後探討光強,發現照度影響不明顯,在6000lux左右下納豆菌生長較佳。 應用上發現其他穀物也可培養納豆菌,主要是所含蛋白質影響生長。以市售品牌比較,發現台灣產納豆菌數優於日本產納豆,另外在良好冷凍情況下保存,其保存期限不影響納豆菌數。最後自製保鮮盒,以1W紅光當光源,對保存有延長效果。