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第60屆--民國109年

研洗攻略~探討果皮酵素的洗淨力

本研究經由製作果皮酵素的過程與洗淨力實驗,試著找出兼具成本低廉、洗淨力優、香氣怡人等優點的果皮酵素,有以下發現: 一、攻略一、二: 1.改用糖蜜、黃糖及白糖亦能成功製作果皮酵素,效果不比黑糖粉差,且能降低成本,尤以糖蜜為佳。 2.果皮成本:西施柚〈柳丁〈鳳梨〈混合〈檸檬〈橘子〈紅龍果 3.糖類成本:糖蜜〈白糖〈黃糖〈黑糖粉 二、攻略三、四: 1.兼具成本低廉、洗淨力優、香氣怡人三項優點的水果前三名:鳳梨、柳丁、西施柚 2.洗淨力前三名:柳丁、鳳梨、檸檬 3.香味前三名:鳳梨、檸檬、橘子 三、攻略五: 果皮酵素製作,柑橘類水果以柳丁果皮製作的酵素洗淨力最佳,在校園清潔磨石子地板、清除水皂垢或廁所環境維持,效果良好,值得推廣。

「醛」面啟動-探討肉桂醛提升綠豆耐鹽能力之機制

濃厚氣味的中藥,吃了能讓人強健體魄,那植物服用後呢?研究發現,綠豆能感受肉桂粉中的氣味分子”肉桂醛”,並透過改變其生理與生長的發育來減緩其在鹽逆境下細胞死亡的程度,提高長期耐鹽能力。本研究顯示,熏完肉桂醛的綠豆能透過減少氣孔數、使澱粉代謝、增加根系來應對鹽逆境下的缺水問題,在生化研究方面,能透過在根部提前累積脯胺酸來應對滲透壓逆境。此外肉桂醛氣味能激發綠豆的抗氧化力,我們發現,肉桂醛能讓綠豆提前累積抗氧化物(脯胺酸、抗壞血酸),另能提高抗氧化酵素活性(POD、APX)來應對鹽逆境下的氧化傷害。本研究發現綠豆能感受肉桂醛氣味並提升其長期耐鹽能力,期待未來能將研究成果用於農業,減少逆境對農業帶來的損失。

哇!不漏了吔~罐裝牛奶傾倒方式改良之探討

本研究藉由生活中對「倒牛奶漏出」情形感到好奇,開啟了研究,並設計實驗針對不同變因進行探究。藉由觀察、實測,發現圓弧狀瓶口的瓶子容易產生回漏狀況;當瓶裝液體量較多時,傾倒角度較小就會開始流出來,也容易回漏;而越濃稠的液體,在剛超過「起始角度」時,較容易從瓶口旁出現回漏。 另外,我們也發現,小孩子要倒出大容量瓶裝液體時,因操作不易,容易使液體回漏。於是我們透過實驗、討論,設計出使液體不回漏的環狀套環,並結合自製「傾倒輔助架」,協助解決生活中遭遇的問題。 最後提出傾倒牛奶較佳的方法:(1)透過瓶口凸邊設計,改善傾倒牛奶時回漏情況。(2)使用設計製作的「傾倒輔助架」,便可適用在1800-2000ml的中大型罐裝瓶,倒牛奶就變輕鬆了。

滾動體在圓盤上運動之軌跡探討

球體在旋轉平台上的運動分三階段:進動階段、螺線振盪階段、打滑階段。進動階段、螺線振盪階段為兩個運動模式的疊加:迴旋半徑漸增的螺旋線運動、向平台中心靠近的平移運動。當迴旋半徑漸增至滑動摩擦力的上限值,球進入打滑階段並向外甩出平台。 研究紀錄球體質心運動參數,並以接觸點準靜態理論計算及滑動-滾動摩擦模型進行數值分析,找出各種變因與運動參數間的關係。 結果發現滾動階段中鋼球作迴旋運動的頻率f球和平台旋轉頻率f盤和有正比關係,且比例值和球標準化轉動慣量δ正相關。由滾動階段過渡到滑動階段的最大迴旋半徑Rmax和f球2成反比、和δ呈負相關、和滑動摩擦係數μk成正比。滾動摩擦使球向平台中心靠近,也使迴旋半徑漸增。平台傾斜時,球體的運動向水平方向偏移。

蜂情萬種-探討五種蚜蟲寄生蜂與四種蚜蟲的交互關係

本研究主要了解(1)五種蚜蟲寄生蜂對蚜蟲的偏好(2)寄生蜂之間的競爭關係(3)寄生蜂與蚜蟲族群的動態。不同種類的寄生蜂對蚜蟲種類有不同的偏好,細長脛蚜繭蜂偏好棉蚜和稻麥蚜。岐阜蚜繭蜂偏好馬鈴薯蚜及偽菜蚜。廣三叉蚜繭蜂偏好棉蚜。異足蚜小蜂無明顯偏好。柯曼尼蚜繭蜂偏好棉蚜。同種蚜蟲中,寄生蜂偏好高齡期個體。不同種類寄生蜂演化出不同層次的競爭力以共存於自然界中,成蟲或幼蟲都可能出現競爭現象。競爭的結果使寄生蜂傾向利用不同寄主,亦演化出不同的寄主專一性。最後以Nicholson-Bailey模型為基準模擬寄生蜂與蚜蟲的數量關係。透過模擬結果能精確估計寄生蜂數量以達到最佳防治效率。寄生蜂數量充足時,可將寄生蜂分批施放以加速防治蚜蟲。

從雷達回波估算即時降雨

近來暴雨頻傳,預報困難度提高,即時短期降水成為熱門的議題。 本研究意欲以深度學習的類神經網路,經過大量雷達影像訓練後,以高命中率預測短期雷達回波演變,並透過回波值Z和時雨量R公式轉換,進行雨量預報。 以中彰投、海拔低於700公尺的地區為對象,先求出各降雨型態(梅雨、颱風等)在Z—R關係式的a、b值,且以回波預測各類型的雨量,並且找出各降雨類型的模型所對應的最佳訓練集長度及訓練型樣(Epoch)。 結果發現在預測冷鋒、颱風、梅雨即時降雨方面,卷積長短期記憶類神經網路(ConvLSTM)的雨量預測能在60分鐘內誤差小於 4毫米,其餘類型的降雨預測,誤差則小於10毫米,成功地預測雨量的變化。

稻穀矽.再利用–複合性吸附淨水大作戰

現今人們追求色彩,染料汙染已不容小覷。過去人們使用活性碳處理染料汙染,卻不能重複使用,與現今重視的綠色科學相違背,為了達到吸附後又能重複利用的目的,本研究使用廢棄稻殼製作吸附劑,並結合光觸媒,能同時吸附並分解染料。 實驗發現:使用稻殼可製作出的二氧化矽吸附劑約占原稻殼的10%;採用已磨碎、pH=0.74並加熱100度2小時(使醣類水解)、500℃燃燒2小時(燒去粗纖維)可得最純白的SiO2,對於1A、2 mL亞甲藍有最好的吸附效果(吸附率約80%/5 mg,而市售矽藻土<20%,活性碳<70%);與同樣主要是SiO2組成的矽藻土相比,稻殼氧化矽具有不易吸水的特性;此外,實驗使用自製檸檬酸鈦製作光觸媒並與稻殼氧化矽結合,發現TiO2/SiO2=1:5時具有較佳的褪色效果但復原時間長。

不能說的X-揭開植物化酒為水的奧秘

植物纖維中可食者稱「膳食纖維」,選擇常用蔬果做實驗,期望對人類有所裨益。本實驗經由觀察植物化酒為水的現象,藉膳食纖維的特性,去探討其原因與「分子間作用力」的相關性: 一、「非水溶性」膳食纖維可以吸收酒精和水份 。 二、膳食纖維有很多親水基團,而水的極性大於酒精,但實驗卻發現植物親酒精更勝於水: (一) 酒精和水發生「競爭取代」的現象。 (二) 膳食纖維有親脂端會吸油,而酒精也有親脂端。 三、極性分子有正極偶、負極偶,利用TDS&EC(總溶解固體量與電導度)測量儀,測出膳食纖維可吸引電解質。 四、蛋白質在酒精、醋酸、鹽酸中會產生變性,而「水溶性」膳食纖維可以吸附蛋白質形成保護膜,減少變性。

無人機SLAM自主飛行與立體建模運用於橋樑劣化檢測之研究

本研究運用無人機透過自主飛行及SLAM技術,輔助維護人員進行安全而穩定橋樑劣化檢測機制。透過飛行穩定、姿態資訊明確的自主飛行無人機,運用Python撰寫UDP連線程式,即時接收並判讀無人機回傳的影像及姿態資訊,再傳送飛行命令給無人機以順利在橋樑間巡行,而接收的影像則提供目視判斷損害狀況及LSD-SLAM建立強梁的3D模型自動標示測量損害處的尺寸。最終結果證實無人機可取得符合橋梁優選指標 (PI) 的必要資訊,以安全、效率的方式,取代目前必須多人爬上爬下,分工目視及測量方式。

拈系列數學遊戲的研究 

我們整理了拈的最基本問題。並對拈的變形問題「k倍拈」(有n顆子,n>1,A、B輪流拈子,A先,A首次不可全拈,之後兩人每次拈最多為對手前次拈的k倍,拈最後一子勝),得到了完全解答,令a1=2,a2=3,…,ak=k+1,且(對於n>k,令an=an-1+am(k,n),其中am(k,n)是a1,a2,…an-1中最小的滿足≥[an-1/k]的項,此處[x]是x的天花板函數,亦即,不小於x的最小整數),則當開始時的全部子數為a1,a2,…an中的任何一項時,後拈者有必勝策略,否則先拈者有必勝策略。特別地,當k=2,3,4,5時,的遞迴式相當簡單。