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第59屆--民國108年

美得冒泡

實驗一與二是透過不同顆粒大小的文蛤殼粉末、小顆粒、殼加入無煙鹽酸及37%鹽酸中去了解其溶解冒泡情形及速度。而實驗三是將文蛤殼、香螺殼、牡蠣殼和粉筆研磨,並加入37%的鹽酸中去觀察其冒泡情形與速度快慢。從實驗一得知,無煙鹽酸與文蛤殼粉末反應的冒泡情況最強烈,文蛤殼顆粒次之,完整的文蛤殼冒泡的最平緩。從實驗二,我們發現實驗二的氣泡生成反應明顯高於實驗一,冒泡反應時間較長,最後溶液顏色也不相同。從實驗三的結果得知氣泡生成的反應以香螺粉末最明顯,文蛤殼粉末次之,接著是牡蠣殼粉末,而粉筆粉末的氣泡生成反應最為平緩,只產生了一些小氣泡。另外,冒泡時間長短則是粉筆粉末<香螺殼粉末<文蛤殼粉末<牡蠣殼粉末。

蚜蚜學泳–睡蓮蚜適應水上生活的機制

睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲,而本研究證實:此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性,並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造:較輕的質量和較長的腳使其能夠憑藉表面張力於水上站立和移動,並且在登岸時可以產生物理中的Cheerios Effect快速吸附陸地,水中生活的機動性因而極高。另外,睡蓮蚜的腳有彎曲的特徵,加強Cheerios Effect 的效應,加強登岸能力。睡蓮蚜的腹面氣孔亦有朝兩側生長的現象,以適應水上腹面經常碰觸水面的生活。

Hold得住嗎?~不同耐震補強方式對改善建築物穩固性的成效探討

本研究在得知學校建物耐震補強事由展開了探究。透過資料蒐集了解學校建物較常見的補強工法有擴柱、增設RC翼牆及剪力牆補強。 經實驗探究發現不同耐震補強方式都能改善建物的穩固性,通常補強樓層越多,耐震效果就越好。研究中補強效果較佳的方式是翼牆補強,其次是剪力牆補強與斜支撐補強方式。另外,發現擴柱和增設剪力牆補強方式,補強3層和補強4層效果差異不大,未來設計如有特殊考量,可在安全無虞下減少最高樓層的補強。也發現斜支撐補強可增加建物的穩固性,其中以W字形及具彈簧的V字形結構補強效果較佳。 最後提出建議:對於學校建物的長方形結構,當地震振動方向與建物短邊同方向時會影響劇烈,應該特別注意建物短邊結構的補強。

以類神經網路為輔助自動生成小提琴演奏骨架

目前在音樂動畫的領域,若動畫師要產生音樂動畫演奏影片,皆是請真人演奏,再透過感測器去取得骨架座標資料,搭配動畫製作技術進而產生演奏影片,此方法不僅耗時且耗費人力成本,若是能將此生成骨架座標的任務交給電腦自動化生成,將大幅減少時間與人力成本。此研究以小提琴為例,提出了兩種僅以音樂為基礎,透過類神經網路生成虛擬演奏者演奏骨架座標的方法,並對兩種方法生成出的演奏動作結果進行比較與討論。方法一延續先前相關論文的網路骨架,並對其做出修改;方法二為本研究自行設計的骨架生成流程。研究結果顯示方法二相較於方法一與先前相關論文能更有效地生成出合理的小提琴音樂演奏骨架。

日曬剋星-火龍果皮花青素防曬之研究

本研究以蒸餾水加熱葡萄皮、紫高麗菜及火龍果皮的方式,萃取深色果皮或菜葉中所含花青素,並以自製實驗裝置檢測其花青素萃取液具有遮白光及紫外光效果。萃取過程中發現將果皮乾燥處理、改用甲醇或乙醇當溶劑來萃取花青素,上述方式都會加快及提升花青素萃取的量。自製防曬乳中加入火龍果皮的花青素萃取液,其遮紫外光效果(電阻值)約為未添加花青素萃取液的1.5倍;將火龍果皮乾燥處理並以甲醇為溶劑的花青素萃取液,在添加工研醋當染媒劑的情況下,麻布染色定色效果佳,且其遮擋紫外光能力(電阻值)遠較未經處理的麻布優異。

『冰清欲結』-探討不同條件溶液結冰時溶質匯聚現象的差異

我們發現有些水溶液結冰後會推擠溶質到中央匯聚成顏色較深的區域,但有些溶液卻不會,到底是什麼原因造成此現象的差異?於是我們操縱各種變因來觀察它們對溶液結冰時溶質匯聚表現的影響。 實驗發現並非所有的濃度都會匯聚;不同溶質的匯聚情形也不同;溶劑所含雜質越多匯聚效果越差,且結冰後氣泡分布也各有特色;上下等寬的容器呈角錐狀匯聚,下窄上寬的容器則為柱狀匯聚;先結冰的地方會推擠溶質到後結冰的地方且結冰速率越慢匯聚程度越好;最後我們利用保麗龍包覆+重力方向來控制結冰順序使冰晶推擠力達到加倍的效果,再透過自製離子濃度檢測器發現冰塊中溶質匯聚區的濃度並非均勻一致,而是依結冰的順序而有低、中、高的「濃度梯度」現象。

植物有耳朵?-環境中噪音對植物蒸散作用之探討

本研究旨在探討環境濕度、聲音分貝大小及PM2.5濃度是否會影響植物的蒸散作用。已知植物蒸散作用旺盛與否與植物葉面上、下表皮(溫度差異)大小有關。本研究除了利用顯微測量技術測量茉莉氣孔的大小之外,並利用自製物聯網溫度分貝儀進行茉莉與番茄葉片表面溫濕度、聲音分貝大小及PM2.5濃度約六個月之數據收集。本研究將已搜集之資料經分析後,獲得以下結論:(1)當聲音(分貝大小)達到特定範圍時,植物葉面上、下表皮溫度差異會變大;(2)當環境濕度變高,植物會因氣孔變小,溫度差異變小;(3)環境中PM2.5的濃度和植物的蒸散作用間則無關聯性。根據結論(1),本研究結果推論植物有小小的耳朵。

沙瀑我愛羅的流沙忍術

本研究利用壓克力盒、沙子、小保麗龍球等簡易材料,自製多種不同排列的孔洞模式來尋找最佳的顆粒流化現象,發現影響顆粒流化有三種主因: 1.孔洞大小:直徑2mm,孔與孔之間的距離為2公分為最佳,面積越大則孔數越多, 孔數=(長/2)+1*(寬/2)+1。 2.顆粒:必須使用完全乾燥的沙子(顆粒大小為0.2~0.5mm之間)或小保麗龍球,顆粒高度5~25公分,無法使用綠豆、鹽、糖、麵粉等物品來代替。 3.氣流強度:氣壓大小需適中,太大會造成顆粒激烈翻騰或噴發,太小顆粒會不動或只微微震動。 最後利用分層彩沙與彩色小保麗龍球來探討流化軌跡與流化程度,藉由色層的移動,成功觀察顆粒流化軌跡的變化。

方格陣列中阻隔點數之捷徑數極值研究

在一個方格陣列上擺放一定數量的阻隔點(即障礙物)時,從方格中由左下角走到右上角所需的捷徑步數與未受阻擋的方格比較,勢必會受到影響。本研究主要建立在此種模式中,經由觀察、假設到證明的過程,發現許多諸如對稱、分布、極值等性質。依次固定障礙數量,加以比較並歸納當障礙物擺放於何種位置或情況時,方格中的捷徑走法數量會產生極值,及探討障礙擺放於各位置時,所剩餘的捷徑走法數量分布情形與性質。 此外,我們也嘗試朝三維的方向進行討論。我們以二維情況的研究結果為基礎,研究出三維情形中捷徑走法數的計算方法與阻擋數分布情形,進而討論出當障礙物擺放於此方體陣列中,應擺放於何處才能使捷徑走法數產生極值。

名偵探「蚵」南 ~以牡蠣殼作為環保材料之研究

本實驗將台灣的海產廢棄物「牡蠣殼」磨成粉末後,進行鍛燒前後之比較,研 究其是否可作為環保材料之可行性,實驗結果如下: 1. 將牡蠣殼粉製成吸油再生紙:我們自製工具控制厚度,做出厚薄一致的再生紙,並測試其吸油量、耐熱與保溫程度,研究顯示其具有極佳效果。 2. 重金屬吸附:我們嘗試自製油甘子萃取液的沒食子酸作為綠色試劑,並發現其可有效檢驗出鉛離子與鐵離子,而牡蠣殼粉可成功吸附重金屬。 我們希望能夠從創新出發,用愛心做環保,讓廢物變黃金,永續我們的美麗家園。