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第48屆--民國97年

鎂表面鈦化合物薄膜研究

鎂合金的用途廣泛,但表面容易被腐蝕。因此,近年來有研究利用鎂表面氧化還原生成薄膜隔絕腐蝕環境的腐蝕,本研究即是利用鈦離子進行表面處理。實驗一,因為鈦離子在較高pH值下容易氧化,因此本研究即使用錯合劑去增大鈦離子穩定的pH值區間,結果酒石酸薄膜為黃色,其餘皆為白色而又以草酸及檸檬酸兩種化成之薄膜最特殊。實驗二,本實驗針對鎂片放入角度(包括鎂片面、邊與水面夾角)做了改變,希望能找出控制其紋路之變因。結果顯示檸檬酸對鎂是侵蝕的溶液。而影響的因素推測是氫氣泡會造成局部對流進而使局部腐蝕加速,形成紋路。實驗三,本實驗改變pH值、溫度,找出草酸薄膜的最佳生成條件,結果顯示pH=3,攝氏15度的薄膜抗腐蝕度最佳、而同酸鹼度的25度有鈍化現象產生。

四平八穩-建築物的流體力學效應

此實驗是將模型置於風洞中,藉由風洞模擬真實流場,及利用皮托管壓力計測量壓力值,並用風洞的煙線產生器觀察流線的變化。實驗中調整風洞風速為1.0m/s、3.2m/s、5.3m/s、 7.4m/s,以風速算出雷諾數值,以找出應有的流場分布,與測得的壓力分布圖加以比較;並利用白蠟油產生煙線將風洞內的真實流場具體化。 實驗中所有情況的雷諾數皆介於103~2×105,依照資料,此時空氣會有剝離現象(分離點),且分離點會向風的來向移動,從實驗數據中皆可看到,在數據中的最低壓便是分離點。所有模型因橫切面皆為對稱形(正方形),所以壓力分布會對稱。 拍攝煙線結果發現,金字塔、正立方體及長方體在背風面皆有渦流產生(當高度越大時渦流越大),但是僅有正立方體與長方體的正面下方有渦流。因為長方體的背風面渦流較大,依此結果可暫時推測長方體的背風面最不穩定。

纓花生死鏈

我們校園內有小紫斑蝶、玉帶鳳蝶、台灣紋白蝶、日本紋白蝶、台灣黃蝶、荷氏黃蝶、黑點粉蝶、水青粉蝶、大黃裙粉蝶、單帶?蝶、姬單帶?蝶、狹翅黃星?蝶、褐?蝶會吸食馬纓丹黃橙色內層花朵花蜜。內層是黃橙色花朵的整枝馬纓丹花序,花蜜甜度很高,各層花朵比較,內層最高,中層次之,最外層最低、整枝花序比較,粉紅黃橙、橙黃橙、黃黃橙、白黃橙色都是最高。而且花朵及花蜜是酸性。馬纓丹莖扦插種植10天,介質材料是粗砂都會活,有機土大部份會活,細砂土一半會活,咖啡渣則都不會活。馬纓丹葉的味道對三線鼠沒有影響,對美國大蟑螂影響也不大,但少數的狗聞到會走開,多數的狗聞到會轉頭。另外,美國大蟑螂吃浸馬纓丹葉榨汁的吐司無法存活。

神奇漂白機

由一次通電的觀察實驗中發現到鹽水在通電後會出現氣泡,進而衍生接續的電解食鹽水實驗。作品的各個實驗不斷尋求電解時電極的材質、距離、電壓的大小、食鹽水濃度、多寡的最佳狀態,俾使實驗對漂白作用的證實,進而完成基本漂白機的製作。實驗中闡述科學的學理驗證,並朝應用方向邁進!

老菌新希望──談以Pseudomonasmendocina菌株降解污染

本研究發現採自中石化安順廠之污染土壤、乾淨土壤以及製備土\r 壤中有微生物的生長;由文獻資料得知Pseudomonas mendocina\r NSYSU(簡稱P. mendocina)即來自中石化土壤,具有降解五氯酚的能\r 力,於是利用此菌進行PCDD/Fs 降解試驗,結果顯示約21 天PCDD/Fs\r 即有明顯降解,並分析出降解OCDF 的反應級數較OCDD 為小。同\r 時觀察到P. mendocina 在汞污染之戴奧辛土壤中,可達50 ppm 之高\r 汞耐受度,並進一步降解戴奧辛化合物。\r 我更以標準品成功地發現P. mendocina 對於戴奧辛類化合物有更\r 明顯之降解效果,約12 天即有樣品幾乎完全降解,且降解最明顯的\r 2,3',4,4',5,5'-HxCB 反應級數約屬0 級,即以一穩定的速率進行降解。\r 由研究結果,明顯看出P. mendocina 菌株雖是為人熟知的菌屬,\r 但我們卻賦予牠新的功能與希望,為人們開發出以生物復育改善污染\r 環境的一種新方法。

中國藝『數』-由雙錢結不變量來探討結其性質

本文探討結理論及不變量,來建構結的數學模型,並由雙錢結為分析主體,最後找出結的數\r 學表示式並推論判斷質結與複合結。\r 文章選擇雙錢結作為研究主題有二個主因:\r (1) 2000年,清大徐教授發表『把”雙錢結”一般化』一文,但文中只說明編結的方式[2],\r 卻沒說明它的結理論關係及數學模型。\r (2) 由課堂中師生的一時戲言所引出的好奇心。\r 文中利用結多項式及結群不變量來分辦質結與複合結,也印證高三所學數學不變量的具體意\r 涵,更學會雙錢結的編結方式及其數學模型,在分析雙錢結的數學相關性質中,由W.P.及\r Alexander多項式方法得出一個判斷複合結與質結的數學現象:『若結為質結則必存在唯一型\r 不變量,若結為複合結則必存在一組以上同型不變量。』

紅景天對生物體缺氧之細胞層次研究

高山症,是一種因處在低壓缺氧的高山環境裡,使得動脈血中含氧量降低所引發的多種不適症狀,而西藏藏藥「紅景天」被認為可以緩和高山症的症狀。紅景天是景天科紅景天屬(RhodiolaL.)的多年生草本植物,主要分布在海拔3500~5000公尺左右的高寒地帶。紅景天屬的植物種類繁多,而其化學成分也有所差異。根據研究指出,有多種紅景天屬的植物具有多種療效,其中「抗缺氧」的藥效,可能成為未來對抗高山症的重要藥物之一。我們的實驗主要研究紅景天藥物在細胞層級上的影響,藉由處理過紅景天藥物的HepG2肝癌細胞之蛋白質分泌量改變,探討紅景天對於高山症治療的可能影響。我們發現HepG2細胞經過高濃度紅景天藥物處理後,會產生死亡的現象,並非坊間所普遍認為的無毒、可大量服用。但在適當濃度下,的確可以觀察到transferrin及albumin分泌量隨著藥物濃度的增加而上升,且在缺氧的環境下,transferrin仍維持此差異,但albumin在缺氧環境下的差異並不明顯,所以albumin在細胞調控缺氧這方面的功能仍有待進一步的查證。

光敏染料太陽能電池

本實驗利用二氧化鈦的光觸媒特性,搭配導電玻璃及數種日常生活中常見的染料來製作色素增感型太陽能電池,並且找出何種染料製作的太陽能電池以及何種製作太陽能電池的方式的效率最好、且在不同的溫度、光線下測試所製作的電池,比較環境的差異對太陽能電池有何影響。

「蕨」處逢生─水蕨的外部形態、內部構造與不定芽的形成

水蕨在三種水深(20、38、48cm)有三種形態─挺水型、沉水型與浮水型,浮水型一般文\r 獻鮮少提起。本實驗比較三種異型葉形態構造的差異,並探討沉水型植株在38、48cm 兩種\r 水族缸中的生長方式、浮水型植株的形成與不定芽生長方式。實驗結果發現,挺水型與沉水\r 型在外形與構造上有差異,挺水型葉片厚、顏色深、葉綠素含量與澱粉含量較多;氣孔密度\r 上也有相當的差異,有助於適應水上與水中的環境。挺水型浸入水中可長成沉水型,沉水型\r 上的不定芽長成幼株與母株脫離後,會漂浮在水面上成為浮水型,以爭取更多光線,有利於\r 生存空間的擴展。浮水型同一植株可以長出兩種葉型-挺水葉和沉水葉,兩者葉形態類似沉\r 水型,但氣孔分佈卻有差異,應是浮水型植株較佳的生長策略。\r 由挺水轉變為沉水環境或葉柄受損時,不定芽會開始生長,以增加繁殖機會。

彩虹人生

彩虹人生的研究,主要是為了照顧身心障礙者與老人在交通上的安全,原本想在柺杖上加貼反光貼紙,不過發現反光貼紙須有燈光照射才會反射,而照射到才反射的速度過慢,會讓開車的人及機車騎士來不及反應,所以我們改用LED,讓LED自動閃爍,這樣可以讓開車的人及機車騎士提早發現前方行人,讓身心障礙者及老人在行走時更加安全,而我們第一個燈用的是七彩燈,原因是可以帶動後面燈泡的震盪效果,有了一閃一閃的警示,提醒駕駛人及機車騎士的效果會加倍。起初設計要用IC「NE555」來帶動LED的震盪,外加半調式可變電阻「SVR」可以調整速度與亮度、不過我們意外發現,七彩LED原本就會閃爍,到電子街詢問,更發現到有各種不同的閃爍速度,加上七彩LED可以節省許多空間,所以我們得到共識,以七彩LED並聯後面的LED帶動震盪,取代了原先要以IC「NE555」帶動震盪的位置。