全國中小學科展

依全國中小學科展屆次查詢

依相關評語查詢

第63屆--民國112年

消化或循環?扁蟲往復式消化道之發現

扁形動物蚵蛭已知有捕食消化的描述,但對研究價值更高的野生扁蟲相關文獻卻極為稀少。本研究以台灣近水域常見的網平扁蟲 (Paraplanocera oligoglena) 為對象,探討其捕食與消化行為。確認網平扁蟲為廣食性礁岸海域石下多種腹足類物種掠食者,覓食分攻擊、捕食和消化三階段,且僅捕食活體,為非腐食性生物。首創活體動物消化道觀測技術,以染色手法觀察網平扁蟲高迴數分枝的消化道,發現三種類別:枝狀管、盲管與循環管。藉動態影片追蹤食物進入扁蟲消化道後的移動,發現分節運動與蠕動現象,進一步分析其收縮頻率與運動方向,觀察到未曾報導過的雙向蠕動現象,確認消化道運輸模式為非循環的往復式蠕動。期望未來持續了解更多物種的消化腔,並提供野外族群追蹤的可能性。

LH對快篩試劑顏色深淺定量

隨著快篩的實用度提高,我們希望能夠更了解快篩的原理、適合快篩的濃度與體積,以及最合適的作用時間,我們以色彩灰階值作為顏色深淺定量。由於COVID-19的檢測試劑需要高規格的實驗室,因此我們選擇較易取得的排卵試劑,我們跟龍騰生技公司取得排卵試劑以及黃體素80MIU濃度的尿液,我們將原濃度尿液體積分成30、50、75、100μl,發現每種濃度的深度大致相同。我們將原濃度分別稀釋成1、2/3、1/3、1/9、1/27、1/40、1/50倍,發現顏色深度隨著濃度下降變淺。而快篩可測得的最低體積介於25μl~30μl,最低濃度則介於1/50~1/55原濃度之間,每組數據皆在8~9分鐘時達到穩定。

「磁」「明」無雙 — 磁性碘氧化鉍可見光光觸媒對淨水效率之研究

本研究成功以不同化學方法自製磁性奈米粒子,並利用水熱法(Solvothermal)合成可見光光觸媒碘氧化鉍(Bi4O5I2),再以不同比例複合出具磁性的光觸媒,藉由光降解結晶紫(Crystal Violet)染料實驗探討分解染料效率最佳之複合樣本,其最佳樣本為Bi4O5I2 -Fe3O4-90 %,反應速率常數達0.1118 h-1,並運用一系列儀器檢測其特性並探討其與光催化效率之關聯性。此外,針對觸媒在生活中的應用性探討,在生活不同水質、極端pH值或是高濃度之有機汙染物均仍保持良好的降解效率,並以Arduino開發板搭配各項組件模擬小型淨水場,以達到自動化降解有機汙染物。另外,利用自製紫外光照光裝置模擬捕捉CO2之光催化反應,並使用Arduino開發板之氣體偵測器確認生成化石燃料作為未來展望目標。

以擴展顯微鏡探討年齡對果蠅腸道幹細胞粒線體的影響

腸道幹細胞能分化出其他細胞來維持腸道功能;個體老化時,腸道幹細胞的功能下降而導致腸道衰竭。粒線體能產生細胞所需的能量,當幹細胞分化時,粒線體形態也會跟著改變,推測粒線體的形態和幹細胞的功能相關。然而年齡是否會改變腸道幹細胞內粒線體的形態並不清楚。在本研究中,我們利用免疫螢光染色發現年齡增加會讓果蠅腸道幹細胞中的粒線體變得破碎。因為粒線體非常小,過去以電子顯微鏡觀察粒線體結構非常耗時,我們利用擴展顯微鏡技術將腸道幹細胞中的粒線體放大而不影響其結構。藉此技術,可更精準的觀察年齡對粒線體和其內膜的影響。研究結果發現年齡會影響果蠅腸道幹細胞內粒線體的形態,盼未來能有更深入的研究與醫療應用。

GAN圖像生成模型之畫質與效能強化

近年來,名為生成對抗網路的非監督式學習方法蓬勃發展,透過使產生假資料的生成器與辨別資料真偽的辨別器互相學習,只要提供資料集便可學習其特徵而生成出能以假亂真的資料。本研究提出一套針對現有生成圖像的生成對抗網路模型的改良方法,透過進行實驗探討不同變因對生成品質與效率的影響,調整原有的優化器設置、卷積層參數、模型架構等,並以客觀指標評估實驗結果,證實經過本研究提出的方法改良有更好的效果。另外改進的方式應用在各種資料集訓練的模型及更高解析度的模型,數據表明也有不錯的成果。而本研究希望能提供更明確的模型改進方向給研究人員,並減少嘗試改良模型所花費的時間與能源成本,以此減少訓練龐大的模型所造成的環境影響。

以少勝多

本次實驗的目的是在探討若要將方格全部照射到,不同尺寸的正方形及長方形與放置最少點光源數量的關係。研究結果發現:正方形尺寸最少燈泡數量放置方式第1、3、7、9格不放置燈泡的規律性,是邊長18cm之後就會再一次循環增加,因此當正方形的邊長為n,n÷18=k…h時,放置最少燈泡數量s=n-k×4-k1(若k≧3時,s=n-(k-1)×4-k1,k1=h在第一個循環裡可以減少的燈泡數量)。寬為n的長方形,當長≧寬×2+1時,放置最少燈泡數量s=寬度,而當長<寬×2+1時,最少燈泡數量,從n×n開始會以「斜線」數列依序增加。

新創多功能擴展顯微鏡技術

擴展顯微鏡技術是以高分子化學與物理化學原理放大生物樣品的體積,相對地提高光學顯微鏡解析度至奈米等級。目前所使用的方法,無法有效標定細胞膜、胞器膜與脂質,且採用受質專一性低的蛋白酶K,易導致螢光訊號流失。為改善上述缺點,本研究先用酪氨醯胺訊號放大技術增加螢光強度,再用受質專一性高的胰蛋白酶以減少螢光訊號流失。因新方法使用酪氨醯胺和胰蛋白酶,簡稱為TT-ExM。實驗結果顯示此方法可更清楚標定細胞内多種生物大分子,如蛋白質及脂質,也適用於DNA染色。利用共軛焦顯微鏡即可進行超高解析度觀察,含各種微細的胞器、脂膜、和脂球結構,及染色體與粒線體DNA。本研究論文已投稿專業期刊審查。

養耕共生~黑柿柑仔蜜的微膠囊應用

環保、健康、資源再利用是發展趨勢,故創建「生態綠生活園區」,運用養耕系統種植黑柿番茄,其生長速率快、抗氧化佳,製備成發酵液,其SOD活性達682.8 U/g,抗氧化力89.11%,與新鮮番茄液有顯著差異。為維持抗氧化力的穩定性,製備含γ—聚麩胺酸的微膠囊,包覆率85.98%。室溫放置一個月,抗氧化力下降量11.8%,較開封後室溫保存兩週的發酵液,抗氧化力下降量35.9%少。取具抗菌功效的蜂蜜當粘稠劑,加入微膠囊製成無毒天然貼布,取代市面上含化學成分的貼布。模擬使用時拍壓擠破微膠囊,讓發酵液與蜂蜜混合的外敷膏狀物,測定經皮吸收速率,第一小時速率為1.38g /cm2.hr較新鮮番茄液的外敷膏狀物快,能減少敷料時間即可吸收,未來可應用於醫藥保健產品實施相關性之研究。

正多邊形旋轉之旋心角恆定討論

我們從正方形旋轉的國中模擬考題出發,從國中數學的「三角形全等、相似」、「圓周角」、「平行關係」與高中數學的「矩陣旋轉」、來對「正多邊形旋轉」進行討論。在簡單的全等問題中,找出旋心角度數,並延伸找到不同旋轉中心,旋轉相同角度後所得的圖形會互相平行。在原題目之後,我們對於不同旋轉中心之間,也找到旋心角角度的恆定關係。在角度之外,我們對於旋轉後突出的三角形的周長與面積也找到恆定或極值的關係。我們利用「三角形相關幾何性質」證明周長與面積關係;利用「交比性質」來證明不同旋轉中心、不同旋轉角與旋心角三者之間的相互函數關係。最後,我們將所有性質與關係,都推廣並證明至任意正多邊形。

AIOT智能防護陪伴杖

隨著醫療的進步,已開發國家快速高齡化問題日益被重視,根據聯合國研究人口統計,2019 年全球平均壽命為 72.8 歲,逐年增高中,內政部統計國人 2021 年的平均壽命為 80.86歲,與聯合國公布2019年全球平均壽命比較,我國男、女性平均壽命分別高於全球平均水準 7.5 歲及 9.3 歲,2022 年 6 月底全國六十五歲以上的高齡者人口數為 3,983,640 人,占17.18%,由此可見,未來高齡者的社會人口比例越來越高,食、衣、住、行、育、樂等相關產業發展會是極為重要的一環,伴隨著人口老化趨勢,老人照護相關產業備受重視,而因為近期家裡長輩發生跌倒事故,讓我們注意到高齡者伴隨行動不便的問題,希望能藉由本次作品研究的內容,協助事故發生後相關後續處理問題,降低行動不便者因跌倒受傷的嚴重性。