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第61屆--民國110年

自製靜電口罩之實用性探究

自從2019年底開始爆發新冠肺炎疫情(COVID-19)以來,搶口罩的事件以及各式口罩的品質與醫療防護力問題引發社會關注。而臺灣醫療口罩品質之所以能夠獲得世界各國肯定的最大功臣就是口罩中間的熔噴不織布(聚丙烯PP)和其中的「靜電駐極」技術,將口罩過濾效果從30%~50%(聚丙烯-物理過濾)提升至95%~99%(靜電吸附加持)。 此研究主要目的在於探討如何比較靜電量的大小差異(鋁箔驗電器、保麗龍球、衛生紙碎),還有如何有效的產生靜電(摩擦起電、電蚊拍尖端放電、范氏起電器),以及將靜電量儲存於口罩內的熔噴不織布中。利用空氣質量檢測儀及自製的檢測箱來對照比較有無靜電的口罩防護性差異,採取簡單的方式有效提升一般性口罩與過期醫療口罩的過濾效果,進行相關實用性的探究。

千萬「鱉」「助」─狄氏大田鱉動物行為之探討

大田鱉卵到成蟲發育日數約36.7天,偏好棲息淺水域及深色環境。主要以振動併光影變化觸動攻擊,獵物進入複眼上方約67.6˚與下方約29.5˚的垂直面,兩側約97.9˚的水平面,雌雄蟲複眼前方約18.2及15.7mm的熱區時以約0.07秒出手捕獵。 模擬雄蟲以振幅5mm的振動容易吸引雌蟲。離較遠時頻率高易吸引雌蟲,最高約2下/秒,接近時則振動慢易吸引雌蟲,最慢約1.4下/秒。產卵偏好保濕性佳,角度垂直水面,形狀圓柱形,直徑約1.2cm的圓柱形枝條,產卵高度約在水面上37.6cm至65.9cm間 一至三齡蟲可捕食孑孓。獵物殘渣有助蛋白質與脂肪分解,並可作為稻秧養分來源。

我最出色

藉由實驗將科學知識與原住民傳統手工藝技術相結合。植物染布的歷史悠久,製作方式十分天然環保,本研究選用原住民用於染布的傳統植物「薯榔」做為染劑來研究。 本實驗發現以生豆漿為助染劑,清洗後布掉色不明顯,表示助染劑確實能幫助布料上色,而且使用溫度越高的薯榔染劑,染出的布顏色越深。再來使用媒染劑確實能使染布固色,使用不同pH值的媒染劑,布料會呈現不同顏色,例如鹼性澄清石灰水使布料近褐色、酸性醋使布料近黃色。布料浸泡染劑與媒染劑的順序以兩者分開先後使用較佳(先薯榔染劑,後媒染劑)。若染布髒了,以洗衣精當作清潔劑為佳,因為染布能維持原本色澤。最後,染布的晾乾方式以陰乾為佳,才能讓布維持原色而不易褪色。

高中生下課時間從事的活動比例與場地利用分配

本研究從校園生活中觀察到的現象出發,利用波達計數法、轉移矩陣作為工具,分析高中生下課時間從事的活動比例與場地利用情形。本研究實施兩次預試,分別進行問卷選項增刪、模型建立檢測,並對志願序及距離進行加權,使施測空間與時間等價。正式研究針對本校412位學生進行調查,結果顯示:學生下課時最常從事的活動分別為使用手機、聊天、睡覺;而最常使用的場地則為自己班教室與廁所;許多原本基於美意而設的公共空間並未被善用,場地不敷使用及分配不均的情況明顯。有基於此,研究者分別就重塑公共空間、新增公共設備、廣納師生需求三方面提出具體建議,期待校方未來在增設或重劃場地時,能使學生從事的活動與場地互相配合,發揮更大效益。

「稻」高一「齒」、「磨」高一丈- 探討褐飛蝨的齒輪構造與運動方式的相關性

好奇褐飛蝨齒輪的秘密,實際飼養並觀察牠的身體形態與習性,進一步製作3D紙模型認識結構。以顯微鏡找出齒輪在若蟲後足轉節處,為正齒輪占轉節角度60~80度,齒數隨蟲體變大增加。成蟲沒有齒輪,轉節較若蟲大,腿節、脛節和跗節比例較長助於運動和抓握,六足連動跳躍時平均距離長,平面移動三足步式。驗證蟲體轉彎上下安全又省力,3D列印製作齒輪模型模擬蟲體運動,比對步足模式找出與齒輪相關性。若蟲腿部短、步行較緩慢,平面移動步足模式和成蟲相似;順逆時針轉彎以5或6足齒輪帶動其他足轉動。跳躍時轉節和5,6足開啟後,齒輪瞬間合起卡住,5,6足拉直跳躍。齒輪讓若蟲順利步行、跳躍逃生,推測是為了適應水稻的構造。

「打手機鄒(Taso ci cou)的智慧」-探討鄒族手持趕鳥器之力學聲學及實際效能分析

本研究主要目的為探討鄒族手持趕鳥器之力學、聲學及實際效能。我們發現鄒族趕鳥器為省時費力機械,手持位置須遠離支點,製作最佳材料為桂竹>綠竹>麻竹,一節竹子長度越長可以打擊出較大響度聲響,寬度為6.5cm為最佳製作趕鳥器的寬度,竹節個數以二個為最佳的製作個數,新鮮的竹節製作出器響度和頻率較高的趕鳥器,但竹子放置乾燥後聲音會變清脆,反而可以出現除了基頻以外多個明顯的泛音,也非常適合作為打擊樂器素材,我們實際將音頻錄製後,置於小米飼料旁,發現響度高的鄒族趕鳥器音頻前四天可以有效降低鳥害,但鳥仍有耐受性,故每一支趕鳥器均有其價值,值得保存此珍貴祖先手工智慧。

今晚你想來點什麼?漂浮的地球還是幻視旋風—探討浮空投影的效果及應用

本組的研究是關於浮空投影,藉由不同形體、不同比例的投影器實驗,得出透明膠片製成下底邊長1cm、上底邊長6cm、高 4cm 的梯形所組成的四面柱投影器為最佳比例。進而實驗改變投影器顏色、材質以及不同內容物和重疊擺放的效果。實驗顯示:以透明光碟盒及透明膠片為投影器,投影效果佳。投影器盛裝透明碳酸飲料,不影響成像效果,且透明碳酸飲料有氣泡,投影效果較為絢麗,進一步可應用於飲料吧牆及飲料瓶投影。利用環氧樹脂製成立體投影器,投影效果佳可做成的模型基座,應用於生活。再將投影器具製成治具,成本低廉又方便教學及推廣。最後因應現在疫情,浮空投影可提醒家人小心防疫;或是讓顧客在購買東西時透過浮空投影廣告,減少接觸進而防疫。

兩交圓內接三角形最大面積之探討

本文旨在探討兩圓重疊區域內之內接三角形的最大面積,我們從等半徑之兩圓到相異半徑之兩圓,從特殊化(兩圓互過另一圓之圓心)到一般化(不限定是否通過圓心)分別進行分析。隨著兩圓半徑、連心線長等變數的不同,我們觀察到內接最大面積三角形的形狀變化,及其面積的計算方式,最後我們推導出一般化的結果。

休息是為了走更遠—阿拉伯芥之耐熱記憶

阿拉伯芥的長期後天耐熱性(LAT)有如人類的「學習」,如何延長其「記憶」為本研究探討的主要目標。本研究首先以改變熱處理間期之光週期來確立hsp101、hsa32在光照期變短下,LAT處理後的存活率有提高之趨勢,而西方墨點法也發現HSP101之表現量與存活率有相同的趨勢,LAT耐熱記憶的延續與否和HSP101的量息息相關。低溫實驗與光照期變短在存活率、西方墨點法的實驗結果相似,顯示低溫與光照期變短可能皆是透過使阿拉伯芥的代謝減緩,進而減少HSP101的降解,使突變株的存活率提高。未來可應用在農業生物科技,透過低溫或低光照處理來提升較不耐熱品系之花卉水果作物的耐熱性,延續其LAT的耐熱記憶,從而提升其對抗熱逆境的能力。

探討水體表面張力對蚊蛹和四齡幼蟲存活率與羽化率之相關性

蚊蟲的幼蟲期與蛹期均生活於水中,需浮至水面藉由呼吸管呼吸,因此如何維持呼吸孔的順暢換氣成為幼蟲和蚊蛹的生存關鍵。本研究藉由添加界面活性劑至水體,改變水體表面張力,使蚊蛹和四齡幼蟲呼吸構造因無法正常發揮效果而達到減蚊或滅蚊目的。 本篇論文分成三個部分研究:在無氧氣供應下,發現蚊蛹存活的時間較四齡幼蟲短。接著,比較不同表面張力下,蚊蛹和四齡幼蟲的存活率與羽化率的大小。結果發現能夠讓蚊蛹和四齡幼蟲存活的水體,表面張力須大於34 (N/m)。最後,模擬蚊蛹和四齡幼蟲的呼吸管,設計口徑大小不同的模型,探討水體表面張力與進水程度相關性。由模擬結果得知,口徑越大以及表面張力數值越小時,模型越容易進水。