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探究精神獎

微笑圖形中找三點不共線

經由2X2、3X3、4X4、5X5、6X6等三點不共線的圖形,我們在找尋在NXN的三點不共線的圖形,我們發現N為偶數NXN的三點不共線一定會有線對稱圖形,但N為奇數時都不會出現對稱圖形。當在N為奇數時,NXN的表格中的數字總合為 (1+N)XN,在NXN每一橫列兩數相減的總合為 2(N—1)。當N為偶數的方格中,NXN的表格中的數字總合為 (1+N)XN,每一橫列相減的數必為奇數最大的奇數為N—1,且總合為N2/2。

黑金再現-黑水虻的行為探討

廚餘的流向是近年來熱烈探討的議題,昆蟲界的黑水虻更是消化廚餘的好幫手,於是我們先瞭解黑水虻的生物特性,研究黑水虻幼蟲的生態行為及設計飼養環境。本實驗的研究結果,得知在家是可以飼養黑水虻來處理廚餘,廚餘的濕度要控制在潮濕不要滴水,幼蟲消化廚餘是以四齡蟲的消化速率最快,在六齡蟲顏色轉咖啡色時,就要準備引道讓預蛹期的黑水虻幼蟲到乾燥的地方。幼蟲及廚餘所散發的腐臭味道可以加入肥料水及活性碳來降低臭味。黑水虻蟲糞也可當成花卉及果實類肥料。成蟲可餵食蜂蜜水增加產卵的數量。更設計經濟循環通路讓家戶可以循環飼養。整個實驗期間,也讓我們瞭解黑水虻對人類的生活環境並沒有產生衝擊性的影響,是經濟價值很高的友善昆蟲。

在空間坐標遇見皮克

將原本適用於平面的皮克定理(A=I+L/2 -1,其中A表示其格子多邊形的面積,I表示其格子多邊形之內部所有格子點個數,L表示為其格子多邊形之邊上所有格子點個數),利用代數及幾何的方式推廣至三維空間之立體多面體並求出相關通式。

應用非對稱縮尺建物進行斜撐補強效益之初步評估

臺灣屬地震頻繁地區,隨著臺灣民眾對建物造型特殊性與結構安全性的意識提升,為能達住宅居住安全與舒適功能,國震中心投入相當大的成本進行耐震試驗,因此實驗模組想透過縮尺建物進行非對稱建築物結構斜撐補強探討其消能效益。

綠磚上的菇菇栽培

在資源嚴重耗損的時代,為了找到生長菇類資源消耗最少的最佳方式,我們比較了各種營養源對菌絲體生長的影響。發現菌絲體在固態培養中,氮源上的生長情形為最優,且氮源和其他營養源的生長之間的差距懸殊。我們將此結果運用在自製培養基及自製太空包上。結果顯示,自製培養基中的綠磚及木屑生長情形相似,因此市售太空包跟自製太空包生長情形差異甚小。實驗證實,未來自製太空包足以取代市售的太空包並減少對環境造成損害。

難以「孓」擇–淡水渦蟲對食物記憶與捕食行為

淡水渦蟲會捕食蚊幼蟲,有助病媒蚊防治。為了探討大量繁殖飼養時,長期餵食渦蟲固定食物是否會記憶,導致後續生物防治成效不佳,因此進行渦蟲對食物記憶與捕食行為試驗。根據群體與個體渦蟲對食物記憶行為結果,長期餵食紅蟲的渦蟲皆偏好選擇蝦肉,推測渦蟲對食物無記憶或具偏好行為。群體捕食行為試驗,當孑孓數量越少,渦蟲捕食前爬行速率越快;孑孓數量越多,渦蟲搶食隻數越少,第一隻渦蟲獲得相對能量收支越多;發現渦蟲捕食孑孓時,視覺訊號大於化學訊號刺激。觀察渦蟲捕食策略,分為主動捕食型、機會主義型Ⅰ和Ⅱ,且以機會主義型Ⅰ為主。綜合評估,渦蟲對食物無記憶,有利於未來野外投放。未來持續探討利用渦蟲防治媒蚊疾病的應用。

勾刺勾針勾住你-大花咸豐草與生活布料鈎刺關係之研究

大花咸豐草是學生在野地從事戶外活動時經常遇到的植物,本研究旨在探討我們常穿的衣服布料與大花咸豐草種子鉤刺程度的實際狀況,欲探索哪些布料會是在大花咸豐草生長茂密的野外,活動時穿著的好選擇。 在數種生活常用布料中,實驗發現雨衣最不易被大花咸豐草種子沾黏,學校棉布制服則是最易被鉤刺住的布料。排汗衣與運動排汗衣的聚酯纖維布料排列有規律性且較密集,令大花咸豐草的種子瘦果容易附著;而涼感衣的涼感紗布料排列較不規則鬆散,難以被鉤刺住;雨衣是用尼龍聚酯纖維製成,沒有孔隙,種子無法鉤刺在上面。在小朋友常穿的數種生活布料中,易被大花咸豐草種子鉤刺程度比較排列為:學校制服>運動排汗衣>排汗衣>涼感衣>雨衣。

拒絕抹黑~VitaminB2在UV強度量測與物理防曬的應用

分析Vitamin B2水溶液照射UV後的光譜穿透率,在可見光400~530nm左右的範圍,穿透率有穩定上升趨勢,因此利用此特性,以此波長的可見光源(LED燈泡)來穿透Vitamin B2溶液,並利用Arduino光敏電阻類比數位轉換法的ADC值變化,檢驗Vitamin B2溶液曝曬之紫外線強度,並建立檢驗標準曲線。同時利用Vitamin B2照射UV後在波長350nm以下UVA、290~320nmUVB及260nm以下UVC的波段穿透率反而下降、遮光效果增強的特性,探討其在防曬應用上的可行性,將Vitamin B2溶液加入甲基纖維素、TiO2、疏水性高分子(PTFE鐵氟龍)等無毒材料,成功自製一瓶效果絕佳的防曬乳液。

可抗頻閃效應干擾及自適應光源之多國版本硬幣分類機

這個專題是利用現場日光燈源當作偵測媒介,達成偵測硬幣及計數功能。製作過程中,遇到了許多誤差方面的問題,我們都堅持使用數學理論與程式技巧來克服。除充分利用了單晶片的功能,也讓機台的體積得以縮小。且因為硬體電路簡單,除了維修方便,成本亦能降低。此外,運用電腦繪製3D設計圖,將各項參數精確化,配合雷射切割機,使我們的作品可以被大量複製。成果不只可用在硬幣分類機,未來更可運用在其他的即時偵測機制上,不會侷限於單一裝置。

「花多留得美永恆」─自製不凋花之研究

本研究主要探討長保花朵美麗不凋方法。由於花朵中含有水分,當這些水分揮發以後,這朵花就枯萎了,我們在日常生活中找尋甲醇、乙醇當成可脫水溶液,丙酮用來脫色,因此使用它們來做A液。B液是代替花的水分,而且要用不易揮發的溶劑,因此我們使用聚乙二醇搭配各種保濕溶劑來製作B液,最後終於做出美麗的不凋花。 為了把感覺變成科學的數字,我們利用色卡及含水率公式,找出不凋花製作最佳成分以及比例,做出美麗的不凋花。