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第47屆--民國96年

分子篩包覆奈米銀製作與抗菌應用

本實驗合成之奈米銀粒子分為水溶液與固態形式。奈米銀粒子水溶液態以檸檬酸根離子當保護劑,以NaBH4還原生成奈米銀粒子。而固態形式則先以四級銨鹽界面活性劑當保護劑,經NaBH4還原生成奈米銀粒子水溶液後,再用二氧化矽包覆奈米銀粒子,藉高溫燒去保護劑,得含奈米銀粒子之二氧化矽分子篩材料。 \r 將上述實驗所得材料浸在純水中,除不會改變水溶液性質外,又能以分子篩通透的特性,讓奈米銀漸進地釋放出銀離子,達長效性抗菌效果。 \r 具抗菌性棉衫或濾網的製作,則採直接浸泡在奈米銀粒子水溶液中,使奈米銀粒子吸附於上,針對上述實驗非常成功,洗滌超過十次且放置時間長達一個月以上,其抗菌效果仍佳,表示此簡易法製成的棉衫或濾網具有長效性的抗菌功效,為本研究重大突破。 \r 奈米銀粒子對環境的影響是利用黑殼蝦來測詴,控制適當奈米銀粒子濃度,使黑殼蝦能生存,亦達到水中殺菌的效果。本實驗為首次針對奈米銀粒子對環境影響的測詴並獲得重大的成果。

植物之記憶和磁場的關係

候鳥與蜜蜂會利用地球磁場來辨識方向,因此我們不免要問:磁場除了幫助動物外,是否也能帶給植物任何好處呢?鑑於植物生長的首要條件是水,因此我們大膽猜想:磁場是否能幫助根記憶水源的精確方位?於是我們進行探索,首先我們發現磁場會造成綠豆芽的根轉向磁指北極,且磁場會使植物的根生長速率加快;再者,我們也利用含羞草驗證長久以來人們的疑問,確認植物有記憶的功能。更透過綠豆芽的實驗,了解到對植物的根可能的向性排序是:水的向性>重力的向性>磁的向性。最後我們證實綠豆芽的根在磁場的幫助下確實可能記憶水源的精確方位。妥善運用我們的實驗結果,應該可以進一步利用植物的本能,讓植物可以在人類未來的外星基地順利生長。

「握」虎藏龍

許多學生在剛入小學練習寫字時,都曾經被老師或父母糾正握筆姿勢不正確。然而一般人的握筆姿勢,有的是根據自己的寫字經驗,有的人則是參考學生的國語作業簿封底所示範的握筆方式。但是到底什麼樣的握筆姿勢才好施力呢?寫出來的字才工整呢?我們感到非常好奇,並且決定以學生為研究對象,針對握筆的姿勢,如:握筆方法、握筆高度、握筆角度、握筆時手腕角度、筆的粗細及握筆器使用與否等因素,研究其與字體工整度、施力程度、控制程度的關係。希望能藉由這樣的研究,找出適合學生的握筆姿勢,讓大家能以輕鬆的握筆方式寫出工整的字體。

中部大坑地區日本菟絲子(Cuscuta japonica Choisyvar.japonica)之植被影響評估

本研究針對日本菟絲子的形態特徵與台灣其他菟絲子屬植物加以區分,並探討其對植被的影響。日本菟絲子的莖較粗(直徑可達 4mm),與帄地常見的帄原菟絲子(小於 2mm)不同。監測中部幾個分布地點,部分區域有擴大的趨勢。物候觀測顯示四季皆為莖延長期,花期則由 10 月至隔年 4 月,僅發現少數疑似果實,但其內皆無種子。樣區中同時調查日本菟絲子與小花蔓澤蘭的寄主數量、帄均相對覆蓋度,數據顯示日本菟絲子的生長擴張能力較小花蔓澤蘭為強。實驗顯示日本菟絲子可使小花蔓澤蘭大量死亡,並向外尋找其他寄主。日本菟絲子可逆時針纏繞落地生根,產生吸器吸取養分,4 週後明顯抑制寄主的生長,8 週後一半以上葉片枯萎,最後導致寄主死亡。

柏拉圖送禮

本研究探討「以正方形紙包裝正多面體」的問題。藉由拆解正多面體為展開圖的想法,將立體問題轉化為平面,再進一步分析展開圖的各種樣式,並利用各種方法找出展開圖的最小覆蓋正方形,得到本研究的答案。其中本文所提及之「四邊形固定法」與「貼邊固定法」可作為一般化尋求最小覆蓋正方形的工具。

倒車攝影機影像之變形校正

與傳統的鏡頭比較起來,廣角鏡頭可取得較大範圍的影像,所以廣泛地運用在很多地方,例如倒車攝影機、內視鏡、防盜警眼等,但是其影像會有很大的變形失真,容易造成人類眼睛的錯覺與誤判。本篇研究以倒車攝影機為例,使用了多項式函數來校正其影像的變形與失真,從程式實作的校正結果看來,我們的方法之效果還不錯,相信同樣的模式可用來校正其他使用廣角鏡頭的儀器設備之變形影像。

瓢瓢欲仙

本實驗的重點主要是觀察七星瓢蟲的行為反應、附著力及耐飢餓度,同時探討七星瓢蟲的生活史,希望能對七星瓢蟲有更進一步的認識與了解。

見微知“駐”-水珠律動與圓駐波

緣起: 邂逅專題研究、水珠漫舞、剪輯影片,引起我們想更進一步揭開它的神秘面紗。緣續: 了解熱平台上水滴大小的變化及水珠基本的形狀及變化律動。緣繫: 進一步研究水珠多變的面貌,並探討水珠的大小、溫度、停滯時間及變化規律相關機制。緣定: 糾纏在水珠圓舞曲中有如大珠小珠落玉盤的曼妙,其中埋藏了平均圓與能量量子化的律動。

不可不『堤防』

突堤為突出海岸之海岸保護工程,具有攔截沿岸漂砂、控制海灘地形、改變海岸線方向、阻擋沿岸流或改變潮流方向的功能。本實驗係使用一大水槽,模擬突堤效應的發生,觀察它對堤前、堤後的影響,並藉由外海堆沙圖形,來觀察分析出水流繞射過堤岸後之情況。並控制變因,改變突堤長度或波的入射角,發現當堤長愈長或入射角愈大時,在堤後的侵蝕會增加,且侵蝕距離越遠。另外還推廣至形狀上的差異。L 字型,凹處堆積現象最多,且堤後侵蝕最少;T 字型,堤前、堤後的凹處皆可堆積,且可應付不同的入射波。為了佐證實驗上得到的結果,確定得到的結果與真實情況是否相同或相似。藉由探究於實地探察來驗證,以得更多深入的探討。然而,海岸工程如果單以堤防做防堵泥沙或波浪的思考,往往過於簡化,在堤防附近的海岸常引起意想不到的嚴重淤沙或侵蝕。因此海岸工程設施影響海岸波浪的沉積與侵蝕作用對海岸地形的改變可謂牽一髮而動全身,的確是不可不提防啊!

撿石頭

古老數學遊戲「拈」是本研究的主題。本研究發展出一套可以贏的策略, 提出主控制點和副控制點,研究單純主控制點數學、證明複合主控制點存在性,並發現拈具有費式數列的現象,進而研究費式數列循環節奇偶性。