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第61屆--民國110年

週期性變化磁場對複合磁體磁浮特性的影響

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體,觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場,發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響,進而改變磁振盪振幅及阻尼係數。研究結果得知磁場的交變頻率越大,會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。另外,複合磁體中受硬磁磁化的鐵磁體在頻率到達一定區間時才能觀察到渦電流的影響,而此區間受複合磁體排列、磁化強度等變因控制。

從臺灣中部地區彰化斷層之斷層地形探討其活動特性

臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界處,活躍的板塊運動讓臺灣分布許多活動斷層,而活動斷層錯動時常引發災害型地震。根據歷史文獻記載,西元1848年臺灣中部曾發生一次災害型地震,稱為彰化地震,在中部地區造成嚴重災情。鄭世楠(2015)的研究推論此地震可能為彰化斷層錯動所引起,其震矩規模約為7.2。 本研究分析數值高程模型找出彰化斷層可能出露位置及斷層地形,並實地測量地形高度進而推算斷層一次錯動的抬升量與地震規模。根據測量與計算結果,彰化斷層一次錯動的可能抬升量約0.7公尺,對應震矩規模7.28的地震事件,亦與鄭世楠(2015)推估的震矩規模相似,故可以佐證彰化地震很有可能為彰化斷層錯動產生,該次事件抬升量約為0.7公尺。

烘出新濕度 - 智慧3D列印線材存放箱

潮濕的3D列印線材會導致3D列印品質不良和失敗問題,我們將存放箱、防潮材料、加熱除濕等方式導入實驗變項,我們使用arduino開發板搭配DHT22溫濕度計量測數據發現: 1.塑膠存放箱內的濕度相對比紙箱和開放空間低 2.塑膠箱中防潮材質以乾燥劑的濕度最低 3.有鋪設鋁箔紙的塑膠箱中,在加熱效果相同的條件下溫度較高 4.塑膠箱中的溫度相對越高,濕度相對越低 根據以上,我們將有效的變項融入我們的3D列印線材存放箱設計,除了加入即時溫濕度環境介面,同時套用鋁箔紙鋪面、乾燥劑和加熱法來有效控制存放箱濕度。確保3D列印線材可以保持乾燥狀態,最終達到我們研究目的:解決3D列印品質問題。

「蚤」出「癮」形殺手-成癮物質對水蚤心搏之影響

「成癮」這兩個字,容易讓人聯想到酗酒、吸毒、抽菸等負面行為,但其實我們的生活中處處可見成癮物質的存在:早晨的一杯咖啡、偶爾小酌的烈酒、甚至連咬一口的巧克力等都含有成癮物質。水蚤因為易於飼養且全身幾乎透明,牠的心臟在顯微鏡下容易觀察,是作為生物實驗重要的材料也是環境毒性測試的指標生物。我們依生活中的觀察與體驗,假設實驗中所有成癮物質皆會使水蚤的心跳加快,但實驗結果證實並非如此,除了感冒液會讓水蚤心跳加快外,其餘酒精、菸草液、咖啡、茶葉皆會讓水蚤心跳速度變慢,表示這些易成癮物質如果劑量過高或長期服用會對生理產生不良影響而導致水蚤心跳變慢甚至死亡,此現象不容忽視值得關注和進一步研究其機轉。

「光」芒非你莫「鼠」

本研究透過紀錄小鼠的能量代謝與行為分析,探究光照環境與小鼠內在晝夜節律的相關性。相較於晝夜週期正常的小鼠,日夜顛倒與全光照的小鼠能量代謝皆呈現減少狀態,學習能力也大幅度減弱。但日夜顛倒組的小鼠到了第七天會逐漸同步外部光照,呈現了類似調整時差的狀態。此實驗發現透過「光照」可以驅動與調整小鼠內在的晝夜節律。 若以小時為單位小規模破壞光照週期,實驗發現四天內可以被小鼠的內在晝夜週期調整回來,五天後則會對小鼠的生理產生明顯的影響,導致小鼠產生肥胖、便秘、運動能力衰退與學習能力低落等狀態。不同波長的光照實驗裡,相較於照射紅光、黃光長波長的光,照射短波長藍光與紫光的小鼠在生理數據與行為模式會產生較大的變化。

「錐」根究柢

我們研發「液壓手臂降落器」進行「圓錐型潛艇」的沉降實驗,發現潛艇以『頂點朝下』或『頂點朝上』的方式沉降至水底的姿態大不相同。本研究則讓潛艇以『頂點朝上』方式落下,它在水中會先180度翻轉後,再左右搖擺下潛至箱底,沉降路線猶如一個「?」-大問號,引發我們想對「問號」裡所隱藏的科學奧秘追根究柢! 研究中發現「圓錐型潛艇」的高度、斜邊長、口徑、重量、對稱性,都會影響其在水中的沉降現象,我們還利用潛艇頂點「朝上/朝下」而「有/無」翻轉現象的特點設計一款【翻轉力道量測儀】,而各式潛艇所量測出的翻轉力道竟與其在水中的翻轉距離有高度相關!最後在圓錐型潛艇上裁剪出V型、扇葉等變化,讓潛艇可在下潛過程中邊旋轉邊沉降!

明「茶」秋毫…「破壞」手搖茶飲抗氧化力因子(兒茶素、咖啡因、茶胺酸)之探討

本研究以還原力檢測法—DPPH自由基清除力、普魯士藍生成量,探討手搖飲常用添加物是否會破壞茶湯抗氧化因子。我們將添加物分成三類:醣類(果糖、蔗糖、蜂蜜、黑糖)、豆奶類(牛奶、豆漿)、鹽類(食鹽、檸檬汁、醋、小蘇打、海藻酸鈉),結果顯示大部分醣類、豆奶類及海藻酸鈉(爆爆珠主成分)具有降低兒茶素、咖啡因及茶胺酸的抗氧化能力。進一步推論,醣類會阻礙抗氧化物與自由基的結合,而蜂蜜的另類成分(多酚、黃酮類)則提升抗氧化力;酪蛋白、大豆蛋白易與抗氧化物鍵結而削減抗氧化力;鹽類解離時得失電子應可抗氧化,然而海藻酸鈉的多醣體又可能造成氧化的角力。因此,建議未來盡量避免添加醣類、豆奶類與爆爆珠於茶飲。

「黏黏」有餘-非洲大蝸牛生活史與其黏液對植物產生嫌惡物質之研究

非洲大蝸牛屬外來種蝸牛,是台灣農地常見的入侵外來種。本研究企圖透過飼養非洲大蝸牛了解牠的生活史,了解如何塗抹大蝸牛黏液使植物避免被攝食的效果最好,以做為防治大蝸牛的參考。結果發現,將大蝸牛黏液塗抹在植物上,確實會讓植物避免被攝食。且誘發出的大蝸牛黏液與直接塗抹的黏液有一樣的效果。將黏液塗抹在萵苣與小白菜也都能產生避免被攝食的效果。在不同塗抹位置與方式上,大蝸牛黏液塗抹在葉片傷口處可避免讓大蝸牛被攝食的效果最好。而大蝸牛黏液塗抹在葉片表面也可避免被紋白蝶幼蟲攝食。從實驗結果水溶實驗推測出,這種讓動物產生嫌惡感的物質,不是水溶性的,應是脂氧合酶所產生的脂溶性物質。

色光影響渦蟲生長與覓食行為記憶的探討

渦蟲本身具有負趨光性,是由於牠的感光眼能夠感應光線而作出的反應。而本實驗透過研究渦蟲在紅、黃、藍三種色光中的趨向性(相較於白光,渦蟲是否偏好紅、黃、藍光),並且從渦蟲的細胞修復、記憶性等方面著手實驗,觀察不同色光對渦蟲這二個方面是否有影響。根據研究結果,相較於白光,渦蟲對紅光較具趨向性,且在細胞修復、記憶性此二個方面,紅光之結果皆較佳,黃光次之,藍光則明顯不利於渦蟲。未來我們可再更深入研究渦蟲的神經系統,進而推論為何不同色光對渦蟲會有此影響,在醫療的色光應用上也能有更進一步的發展。

「冰清玉潔」 --- 「結冰法海水淡化系統」的設計

本報告研究加速結冰的容器與分析結冰、解冰過程,盼以高效能結冰容器進行海水純化,幫助解決水資源缺乏。依實驗結果提出建議:1.海水前處理:(1)溫度50℃到60℃時製冰效率最高。(2)海水稀釋至濃度1%,結冰速率最快,但涉及解冰實驗後發現,濃度高低(2%-5%)對海水鹽分影響不大。2.結冰容器設計部分:(1) 容器中段與底部是最佳溫差的接觸區。(2) 細長狀容器設計為佳-上方80%絕熱區,下方20%面積為吸熱區。(3)在容器中添加與開口面積比例25%之金屬凝結棒更能幫助海水傳導與對流。(4)採用上述設計的結冰容器,其結冰效能比不設計(對照組)高出6.72倍。3.解冰部分:(1)解冰範圍對水質鹽分無影響。(2)解冰時間越末段的水質鹽分越低,時間末段80%-100%的水鹽分可作為家庭生水使用。