全國中小學科展

第60屆--民國109年

金枝玉葉-三維細胞組織培養技術及人造肉技術之探討

近年來糧食危機日益嚴重,而如何解決這項問題成為人們非常關切的問題。人造肉是如今許多生技公司都致力於研發的技術,但至今無法量產的原因非常值得我們去探討,而其中的原因包括食用的安全疑慮的問題、二維到三維的生長技術之突破等,而經過與指導老師討論過後,我們認為在其中幾點中,成本過高是一項重要的因素。 所以我們這組進行的實驗研究是為了要探討如何降低製造人造肉所需的成本。而在造成其成本稍高的幾種因素中,我們主要針對人造肉的支架之成本進行探討。我們想要以取得容易、處理過程簡單的葉脈作為人造肉的支架,進行三維細胞組織培養。所以我們決定以植物的葉脈做為替代支架,並透過實驗探討其可行度。

蒸發吧!液滴

本研究在探討「不同液體的液滴」在「不同的固體表面」上的蒸發行為。研究的目的有三:1. 觀察不同溫度及體積的水在固體材質上的蒸發情形;2. 觀察不同液體在不同固體表面上的蒸發情形;3. 探討液滴蒸發過程的接觸角、高度及直徑的變化。 本研究統整不同液體於不同固體表面上的蒸發狀況可得到以下結論: 液體的內聚力及與固體表面的附著力,會影響接觸角的大小,液滴的接觸角與蒸發的速率有關,接觸角角度越大,內聚力相對附著力越大,而蒸發時間越長;接觸角角度越小,內聚力相對附著力越小,而蒸發時間越短。

彰化市電動機車暨電池交換站之探討

本研究旨在探討彰化市電動機車的發展與能源補給站的設址問題。一則用問卷針對消費者的電動機車購買決策加以分析;二則以訪談分析傳統機車行對電動機車投入市場的看法;三則分析產品生命週期為成長期。無論消費者或機車行,皆提出電池交換站不足的問題,要讓電動機車市場邁向成熟期,增設電池交換站是關鍵,我們試圖以地理資訊系統的空間分析功能,找出新設電池交換站的最佳區位,研究結果可供後續研究者或政府機關在研擬相關決策時參考,希冀打造低碳城市,實現綠色運輸,達成永續發展。

「圓」中註「定」- 圓內接多邊形圓上一點到多邊形頂點、過頂點的切線與對角線距離的關係

本研究將從圓內接多邊形出發,分成四部分研究,第一部分試探討圓上任一點至最近兩點和最遠一點的關係,第二部分試探討圖上任一點至圓內接正多邊形每一點的關係,第三部分試探討圓上任一點至頂點切線、對角線的垂線的關係,第四部分試探討圓上任一點在頂點切線、邊長的投影長度的關係。經研究後發現,第一部分的圓上任一點至鄰近兩點距離之和與至最遠點的距離成比例,第二部分的圓上任一點至正多邊形每一頂點依照順時針編號時奇數點的距離和與偶數點的距離和有一定的關係,第三部分的圓上任一點至頂點切線的垂線乘積與圓上任一點至對角線的垂線乘積有次方的關係,第四部分的圓上任一點在頂點切線的投影長度乘積等於圓上任一點在邊長的投影長度。

動物之家的經營狀況與附近居民觀感之比較分析-以北北基為例

近年來,國人動物保護意識抬頭,動物收容所漸受重視。我們以ArcGIS分析北北基的公立動物收容所附近的地形與土地利用現況;以數據分析了解北北基動物收容所內流浪動物數量變化;再利用問卷調查區域內公立動物收容所的經營現況為佐證,並訪問里長、里民對動物收容所設立的觀感與對流浪動物的態度,共回收183份問卷;接著利用SPSS 26統計軟體分析里民基本資料變項與流浪狗問題之間的關係。研究結果顯示,動物之家多設立在地形平坦,且皆遠離住宅區及商業區。隨著醫療衛生的改善及零安樂死政策實施,收容所的動物安樂死率降為零;研究區域內里民皆有向里長反應過流浪動物太吵的問題,但大部分民眾不會棄養貓狗並認為訂定動物保護法解決流浪犬問題極為重要。

「余甘子」抗氧化物的最佳萃取條件之探究及應用於蛋糕食品的優化性

一生的健康始於健康飲食,運用科學探究開始受益終身的美食健康之研究。本研究以富含極高營養價值的余甘子作為出發點進行探討。 研究結果發現:萃取余甘子在純水下於80℃下有良好的萃取效果,萃取時間約在40分鐘左右。透過乙醇有機溶劑萃取余甘子在抗氧化物質,發現水與乙醇比例為7:3時有最佳萃取效果,方法是利用超音波震盪,15分鐘~18分鐘左右。且製作蛋糕時添加根莖類食材,能提升其抗氧化能力及風味。在添加不同糖類時,發現甜菊糖有助於抗氧化能力提升,同時膨脹比例較佳,有好的口感。同時,有無添加余甘子並不太影響蛋糕整體口感,顯示蛋糕甜點製作時,配方上添加余甘子,可增加其保存期限及其營養價值,值得推廣。

天涯何處無「塑膠」-探討微塑膠在水域環境及幾種無脊椎動物體內分布之研究

本研究調查高美溼地的海砂、海水及野生無脊椎動物體內有無微塑膠,並購買傳統市場常見的海鮮與之比較。結果顯示高美濕地的環境及物種體內皆含有微塑膠,其中離岸較近的「生態保護區」內海砂中的微塑膠含量高於木棧道外的「永續發展區」;堤岸邊大排水口處海水的微塑膠含量亦多於漲潮海水。高美濕地所採集的物種中,節肢動物平均微塑膠含量較軟體動物高,可能與分佈地區及食性有關,也不排除有生物放大作用的可能。市場購得的海鮮體內亦含有微塑膠,但數量皆遠低於野生物種。高美濕地微塑膠含量皆大於國內外數據,甚至百倍千倍,顯示必須重視此海域汙染問題,也希望國人能發揮公德心,徹底落實塑膠減量,造福自己也造福他人。

肺欲清環保雙電源空氣濾清器---機體設計製作與濾材分析研究

本研究設計出一台可以自製、環保具CP值高的空氣濾清機---「肺欲清環保雙電源空氣濾清器」。當日照充足時以太陽能板發電使空氣濾清器的風扇運轉;日照不足時,改以電池輔助空氣濾清器的運轉,以雙效環保的方式改良空氣品質的效能。本研究以國小自然與生活科技領域(四上)單元中的「太陽能綠色能源」為出發點,探討以電池、太陽能雙電源和日常廢棄物再利用的方式,製作出兼具環保並有效改善空氣品質的空氣濾清器。透過空汙鼻Mobile Nose 與配套之程式軟體,檢測空氣中的相關環境指數,探討不同材質的口罩對空氣品質淨化之效能。實驗證明,本研究自製的「肺欲清環保雙電源空氣濾清器」,能有效過濾並降低空氣中的懸浮微粒,是兼具綠能、環保的有效方案。

「餘式」,費氏與盧卡斯在遞迴中相遇

我們從課堂中挑戰題出發,從高中數學的「餘式定理」、「數學歸納法」與「遞迴關係式」來對「費氏數列」進行討論。在簡單的多項式除法問題中,找到關於費氏數列的規律,並延伸找到與之密切相關的「盧卡斯數列」。此外,我們將研究中的費氏數列推廣至廣義費氏數列,以及遞迴關係更一般的廣義二階遞迴數列。我們將觀察得到對於二階遞迴數列的結果,用「數學歸納法」的方式證明。更將二次方的研究,延伸至三階遞迴、四階遞迴等高階遞迴的規律。並且找到當高次方時,符合前述關係的係數為對應階數特定矩陣特徵方程式的性質。我們也找出高次方中,特徵方程式各項係數的遞迴規律與巴斯卡三角形的特定關係。

以影像函式庫輔助小行星辨識

以python函式庫優化尋找小行星之方法,傳統在尋找小行星計畫內接觸到的方法,Astrometrica軟體經分析後,運用小行星在短時距內會產生與恆星的相對移動之原理,將四張短時距的圖片進行連續播放,並以人眼找出有無移動之亮點,若亮點在四張圖內都產生移動,則極有可能為小行星。但因此過程極費時,因此我們以影像函示庫將檔案分析後疊圖並輸出,此則能將小行星快速在像素高且解析度大的星空圖中所找出,並且輸出座標。大幅縮短尋找小行星之時間,另外,與中央大學碩士論文相比,其出發點同自於尋星計畫,但由於所取到的圖檔不同因此無法使用圖學分析。