團隊合作獎

皂返有理~探討檸檬酸及檸檬酸鈉在皂垢分解與形成作用中的影響

我們的研究透過自製椰子、棕櫚與橄欖三種性質差異性極大的手工皂,來探討皂垢的溶解與形成機制。實驗中發現只有橄欖皂垢在高溫的水中溶解率稍高,其餘都呈現難溶的狀態。檸檬酸雖對皂垢的溶解效果不錯,但會生成油狀皂渣。若改加入檸檬酸鈉,則可能藉由與鈣離子的結合來促進皂垢(脂肪酸鈣)解離,逆向形成脂肪酸根(皂液),等同於將皂垢的形成過程逆返回去且不會生成油狀物質。最後經過皂液的測試,發現將檸檬酸鈉加入皂體來減垢的可行性,結果發現「檸檬酸鈉手工皂」不只能減少皂垢,且有提升油脂乳化力與去污洗淨力的意外效果。因此本研究發現手工皂中添加檸檬酸鈉是解決皂垢的方法之一,且值得推廣。

雌雄莫辨-蘋果螺繁殖行為之探討

蘋果螺(Biomphalaria glabrata)只吃藻不吃草的特性成為水族世界熱門觀賞螺,但牠繁殖力超強,於是我們針對蘋果螺的雌雄同體身體構造及其特殊繁殖行為進行觀察研究。我們觀察研究每一對蘋果螺繁殖期產卵約二十幾顆卵囊,每個卵囊約有二十顆卵,卵的孵化時間只要十天左右。透過水迷宮設計觀察蘋果螺的求偶行為,在相同的水迷宮下,兩隻會合的時間會變短,代表牠們具有學習的能力。雌雄同體的蘋果螺用主動求偶行為判別雄性蘋果螺,並發現積極求偶行為的蘋果螺會產下較多的卵。透過不同體型的交配組合,得知蘋果螺以雄性器官為優先發育。在產卵條件的研究中發現,水溫在高於25度或低於20度、全暗的環境及水中二氧化碳量濃度高的條件下,產卵率都會明顯降低。

淨菱碳排の蚵學研究

在本研究中,採用煅燒後牡蠣殼(氧化鈣)作為新循環材料用以取代傳統高碳排水泥材料達到減碳的效果,同時利用生物炭具高穩定性且不易分解的特性添加至牡蠣殼水泥中達到固碳之目的;而牡蠣殼水泥與菱殼炭之間存在無機物-有機物的材料鍵結問題,透過日常生活中常見的食品添加劑作為黏著劑的實驗研究。實驗結果顯示,攪拌時間50分鐘、氧化鈣與水為1 比2 是最佳製備參數;3wt%玉米澱粉作為黏著劑具有最佳的成品耐受壓力(5.33 公斤)與透水性(1.05秒)。 本研究實驗成功找出牡蠣殼水泥製備參數與透過無毒性食品添加劑作為材料黏著劑來達到以「分子料理」的概念結合食品科學走向「友善環境」的生產兼具減碳及固碳的效果,實現全球「2050淨零碳排」之目標!

偵藏不漏­­—漏水偵測與雲端即時接收系統

近年台灣漏水問題頻繁,每滴水都格外珍貴。我們無法解決水管破裂造成的漏水,但是我們可以改善校園中常有人忘記關水龍頭或漏水未維修的情況,減少水資源嚴重的浪費。 本實驗使用Web:Bit開發板連接電腦偵測到的數據,發現漏水偵測電極的材質與結構都會影響偵測漏水的敏銳度,透過塑膠片磨砂處理與選擇黏貼間距適中的銀箔導電膠帶效果最為良好,以此條件進行實際水龍頭漏水實驗,Web:Bit會將漏水感測之結果傳送至LINE,可即時警示回報,進而得以改善或維修。 本研究已達成有效偵測漏水,利用Web:Bit將漏水感測之結果傳送至Google試算表,可以長期記錄學校各點之用水狀況,透過大數據分析學生用水習性,希望未來此裝置能廣泛應用於各場所,為節能減碳永續環境盡一份心力。

一針見共-探討針箍絨泡黏菌與其共生菌間的關係

科展中黏菌的研究屈指可數,關於共生菌的研究更完全沒有,是一個充滿未知的領域。本實驗探討黏菌及其共生菌的關係,我們的實驗對象為針箍絨泡黏菌(Physarellaoblonga)和它的共生菌。其中針箍絨泡黏菌(A)帶有3種共生菌,針箍絨泡黏菌(B)帶1種共生菌。研究結果顯示我們研究的原生質體針箍絨泡黏菌(A)其中一個共生菌Paraburkholderiatropica和國外細胞性盤基網柄菌Dictyosteliumdiscoideum 身上的共生菌同屬,且以不同方式影響黏菌的食物。經過一系列實驗後,發現針箍絨泡黏菌會篩選對生存有利的共生菌,每種被攜帶的共生菌具有不同功能,我們認為針箍絨泡黏菌的共生菌會彼此分工合作,影響黏菌生長。

尿尿小童的煩惱~站立使用馬桶的尿液噴濺探究

本研究來自新聞報導:男生站立使用馬桶排尿會造成七千多滴尿滴噴濺,引發我們對此現象影響因素的好奇。研究設計以模擬真實排尿行為的噴水裝置,由紙張盛接噴濺液滴,測量噴濺液滴的重量。研究過程以不噴水的對照實驗模式,去除紙張自然吸收或蒸發水分的實驗誤差,接著針對尿液位置、水位高度、尿液流速、排尿高度、馬桶壁傾角、水面添加物等因素進行實驗,探討最少尿滴噴濺的站立排尿方式。研究結果發現選擇中央(水中)的尿液位置較佳,尿液流速無明顯影響,成人排尿高度較高會使噴濺量變大;而在水面添加一層泡泡或清潔慕斯,或將馬桶設計為垂直壁面,配合較低的水位高度,能讓尿滴噴濺大幅減少,可供衛浴業者設計馬桶參考。

「柚」〜「果」然來電!

進行水果電池實驗時,蒐集相關文獻得知,大部分水果電池測得電壓相差不大,產生電流也不大,心想也許是不同水果電池的內電阻太大而影響發電效能,因此嘗試加入不同角色添加物減少內電阻,及碳化電極延長電池壽命等,提升其發電效能,進行一系列實驗發現: 一、大部分芸香科水果果汁產生的電功率較高,其中葡萄柚汁電池發電效能較佳。 二、以40mL葡萄柚汁加入60mL石花凍液比例,製成「柚見石花凍電池」的發電效能最佳。 三、以赤血鹽水溶液加入葡萄柚汁,能降低「柚見石花凍電池」內電阻提升其發電效能。 四、將電極片鎂鋁片碳化,能延長「柚見石花凍電池」的使用期限 。 五、應用改良之「碳化柚見石花凍電池」能製作易攜帶、電力持久的「柚時鐘」。

AI監測技術追蹤蓋斑鬥魚攀葉行為之研究

我們觀察到蓋斑鬥魚會攀爬到漂浮水面的葉片,這獨特行為引起我們的興趣。為探討蓋斑鬥魚攀葉行為,本研究開發「鬥魚攀葉行為AI監測系統」,可準確、穩定地收集攀葉行為歷程,並直接提供研究數據。我們探討了競爭者數量與葉片特徵對蓋斑鬥魚攀葉行為之影響。 研究結果顯示,蓋斑鬥魚間的競爭行為是影響攀葉行為的重要因素。競爭後,弱者會有兩種不同的避敵行為,一是積極攀葉,二是消極側躺在角落不動。此外,當鬥魚攀上吃水較淺的葉片上,需要以側躺姿勢攀附,但這也是一個相對安全的避敵空間。我們曾記錄到一天高達92%的攀葉時間。 本研究找到了蓋斑鬥魚攀葉行為的原因,提出競爭後的弱者避敵模式,也為動物行為監測技術提供了一個可能性。

以校園望遠鏡尋找M39星團的系外行星與變星

本研究以尋找系外行星作為目標,使用校園望遠鏡對M39星團進行觀測,並利用其中60顆星體的觀測數據中星體儀器星等的變化,透過離散傅立葉轉換計算其週期強度,繪製各星體的週期相位圖。藉由判斷週期光變曲線的形狀確認是否為系外行星又或是其他變星的光變特徵,並進一步與資料進行比對。本研究從選定的60顆中目標中發現,1顆疑似為Lava Worlds類型的潛在系外行星,同時觀測到一顆天琴座RR型潛在變星及未知類型的潛在變星,而我們也在目標星之中發現與Sarah論文所得到的分析結果不同,並針對其情形進行研究。透過觀察與討論,探討所發現的潛在系外行星以及各潛在變星推測根據。

踢出完美曲線~足球香蕉球運動軌跡的物理探秘

常常在足球比賽過程中,看見踢定位球時,球在空中劃出弧線後進球得分,實在令人著迷。這美妙的弧線球是如何踢出的呢?本研究係運用所學過「槓桿原理」、「輪軸裝置」等省力原理,自製一臺「足球發射器」,藉由實驗得知足球香蕉球飛行的情形,並印證其中原理。 本次的實驗結果,當鞋面偏角設定為30與45度時,踢中球的第5點(足球正視圖的中心點往右3公分的垂直線及往下3公分的水平線之交點),以及將鞋面偏角設定為30及60度踢中足球的第6點(足球正視圖的中心點往下3公分的點)時,能讓足球產生較大的向左彎曲的情形。期能讓學生能透過更科學、更有效率的方式 來學習踢出「足球香蕉球」,也能體會更多的踢球樂趣喔!