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第62屆--民國111年

漫遊大腦~五行軟糖之咀嚼大作戰

疫情讓生活型態改變,易有腦霧現象。提供中醫養生心智圖的資料查詢,選出木、火、土、金、水行人相對應的中藥材,運用索氏萃取法提取中藥多醣,再進行苯酚硫酸法測其總含糖量,製成五種五行軟糖。因咀嚼肌活動可刺激腦神經間的突觸增加,掌控記憶、學習與思考。故透過金屬桿架、3D列印、馬達及程序控制器,連接具有Arduino程式化的電子秤,自製「模擬口腔咀嚼之物性測定儀」,進行軟糖咀嚼性之量測。實驗測得皆有多醣及咀嚼性,以金行人提供的薏仁軟糖,薏仁總含糖量為0.655g/g、咀嚼性為759.85gw,得知薏仁多醣及咀嚼性皆較高。依不同體質分別提供「五行軟糖」當養生零食,可活化腦部機能、改善腦霧,活出健康與自信。

生活生電~生活中多餘能源再利用

能源危機是當前各國面臨的重要問題,本研究想從日常生活中找出還有沒有可以用於發電的能源。根據本研究之觀察及發現,小學生的生活經驗中也隱藏著一些還可以利用的能源,例如:玩具車轉動的輪子、會轉動或是擺動的遊樂器材、吃火鍋時鍋子的熱等,都是具有多餘能源可以轉換為電能的能量,雖然本研究目前發電效率不高,但我們期待未來每個人都可以自己發電,朝向自給自足之路邁進!

錐尋格點-利用高階線性遞迴數列解有心錐線上的格子點之探討

在坐標平面上, 坐標均為整數的點稱為格子點,本文的研究是探討有心錐線(含圓、橢圓、雙曲線)上的格子點問題。 首先探討科學研習月刊中的一道數論問題:「你可以找到多少組正整數對 ,讓 的平方減5是 的倍數, 的平方減5是 的倍數?」,特別感興趣於滿足上述條件的生成下一組解,此解可由盧卡斯數列的相鄰奇數項觀察出來,於是我們嘗試推廣至一般齊次線性遞迴數列的情形。進一步探討生成下一組解的遞迴關係、建構有心錐線方程式、此方程式有解的數論性質及計數格子點的個數。若由上述方式推導橢圓,在判斷數論性質上有難度,最後我們利用二次剩餘及歐拉-費馬定理來克服橢圓上的格子點問題。

虛境探定數

從撲克牌魔術中,發現了數字1~9的號碼牌利用3*3的排列方式,找出三組三位數值總和之數字和分別為9、18、27,可以藉由與9的倍數之差距猜出覆蓋的數字牌,並將此方法加以發展到數字1~6的號碼牌利用2*3及3*2的排列方式,找出其數值總和之數字和並猜出覆蓋的數字牌。

「便」本加利-以竹節蟲排泄物作為染布材料之探討

在一次意外中,我們觀察到昆蟲飼養籠的紗網變色了,經過我們的觀察,我們驚喜地發現可能是飼養籠裡的竹節蟲的排泄物造成的!我們從中獲得靈感,開始蒐集竹節蟲的排泄物,設計了不同實驗進行了染色條件的探討,發現食用芭樂葉的竹節蟲,所排出的排泄物,真的可以將布料染色。在同樣條件下與芭樂枝葉的染色效果相比也毫不遜色;只要取幾公克的排泄物就可以有染色效果,在常溫下進行萃取和染布也可以達成。真是有趣的新發現!

探索校園植物的催氧率

在自然課做氧氣蒐集實驗時,我們發現紅蘿蔔分解雙氧水的氧氣,不及二氧化錳分解氧氣量的25%,引起我們想進一步去尋找,是否有能替代目前課本上所使用催化劑的校園內植物。實驗發現 : 我們尋找的17種校園植物都能作為分解雙氧水的催化劑,在釋出氧氣的反應過程,會因雙氧水濃度、植物科別、草木本、生長環境等因素而有不同的氧氣累積生成量、反應速率與反應總量;整體上以榕樹、小葉桑、大花咸豐草表現最佳;最後,以校園三種落葉最多的植物來做研究,發現落葉在高濃度雙氧水中催氧率亦極佳,其中以校園內長得最茂盛植物榕樹落葉的實驗效果最好,以此作為天然、環保催化劑,不但能替學校節省一些實驗經費,還可以兼做環保,省糧食,一舉數得。

陽光照射造成皮膚溫熱感覺的神經活化機轉

陽光晒到皮膚,人體感覺到刺痛來避免過強紫外線。但為何感覺到刺痛呢?過去對光的生體受器著重於眼睛錐及桿狀細胞(Opsin 1/2),但它們在背根神經元 (DRG,神經末端主體細胞)的表現並不多。TRP channels表現在皮膚及神經。TRPV1是痛覺受器,引起鈣離子通透,Dr. Julius因它得到2021諾貝爾獎。TRPV1/A1受溫度、酸度等活化,但DRG的TRPV1/A1,是否會因紫外線(UVB)照射而影響,並導致鈣通透並不了解。我以不同強度UVB照射人類角質細胞或大鼠DRG,以螢光顯微鏡及流氏細胞儀測量TRP蛋白質表現,以實時影像來作動態鈣離子分析。結果顯示UVB增加DRG的TPRA1/V1表現。且UVB顯著增加角質細胞的TRPA1/V1表現,有劑量相關效後,惟UVB照射對鈣通透影響不大。結論是,UVB照射增加角質細胞及DRG的TRPA1/V1表現,可能與光照引起之麻痛有關。

別急得吃棉花糖–親子互動智慧理財ATM之設計與探討

孩子們時常在領到零用錢後便很快地花光光了,不僅沒有儲蓄的習慣,更沒有正確的理財觀念,導致未來生活收支嚴重失衡的經濟問題。於是本作品以「棉花糖理論」結合智慧行動載具,使用Edit Plus編輯器撰寫PHP程式,研發一款培養孩子延遲享樂與理財好習慣,同時父母也能控管孩子花錢情形的ATM互動程式。 本作品分別設計「家長端與孩子端」的HTML頁面,提供定期主動提醒父母發放零用錢,清楚掌握孩子儲蓄與花費的資訊,此外;特別提供孩子設定定期存款與預定目標(想購買的商品)之設計,讓孩子運用分期儲蓄,累積目標金額,透過存款購得商品的成功愉快經驗,達到存錢與延遲享受的效果,讓孩子開心地學會儲蓄及理財好習慣,同時也增進親子間更緊密良好互動關係。

把學校塗綠——教學場域綠建築化

近年來全球暖化愈發嚴重,教育部為了維持學生的學習品質,發起 「班班有冷氣」 計畫,試圖使學生能夠在舒適地學習,但是冷氣對能源的需求非常高,何況在全校都使用冷氣時,能源的使用量更是怵目驚心。因此,以正確得方式擺放冷氣使其以最低能源用度能夠有效降溫,和如何從根本改善教室內悶熱的問題,即是本團隊的目標。為了親身調查和感受實際情況,本團隊至當地一國民小學進行環境因子調查,了解到氣候受風向、風速、通風換氣量、太陽角……等等因子左右,並發現通風不足是最主要導致室內悶熱的原因。根據結果,本團隊提出三個改建方案,和小成本改造之可行度列表,而欲確認改建方案是否可行,則以模擬小屋進行「在聚熱層開設通氣孔」的實驗。

形單不影隻,紅藍展翅飛

顏色對調並且數字按規律排列,除了分類顏色還要排列數字大小難度很高,我們想要發展出有規律的方法來解決問題,並將對調的方格數增加到M個。 移動的規則是每次只能移動相鄰的兩個方格,對調後再放入空格中,重複這個動作,直到所有同樣顏色的方格依數字從小到大排列(順向排列)或數字由大到小排列(逆向排列)。 研究內容分成兩部分,第一部分:個別對單色的方格加上數字,目標在遵守移動規則下,顏色分類而且數字按照順序排列。第二部分:雙色都加上數字,目標在遵守移動規則下,顏色分類而且數字按照順序排列。