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國中組

〝得來塑〞 --- 海洋微塑粒清除系統之設計

聚乙烯(HDPE與PE)最能被油品吸附,矽油最高吸附PE(68.2%),葵花油吸附HDPE(50.0%),若要使用塑膠,應以聚乙烯成分優先。考量流速與吸附率的迴流吸附係數RAC(Reflux adsorption coefficient),靜態吸附塑膠使用矽油最好,迴流吸附則使用針車油最好。迴流裝置對塑膠回收率:第一次為 86.7%,第二次為 95.8%,第三次迴流為吸附56%,因此利用吸油法吸收塑膠不適合三次以上迴流。廢棄暖暖包因含活性碳,所以使用廢棄暖暖包來固化油品最佳。體積比例為廢油:暖暖包=1:2時,具有不漏油且量最少的經濟效果,固化時間需4~5天即可將廢鐵粉交鋼鐵廠進行後續處理。

見『微』知『塑』

本研究首次大規模作中部地區海水、海砂(土)、牡蠣及文蛤微塑膠定量及定性研究,探討變因、自製可普及化的螢光顯微鏡實驗設備及找出日常可去除微塑膠的方法。 以自製設備搭配解剖顯微鏡取代螢光顯微鏡,作為微塑膠螢光染色檢測。以FTIR檢測中部地區微塑膠種類以PE及Nylon為主。海水微塑膠含量變因為海流及風;地區因地形阻隔及人類活動影響微塑膠含量。海砂(土)微塑膠含量跟海水沉積、人類活動及土壤吸附力有關。牡蠣中微塑膠變化和其生長趨勢及海水微塑膠含量成正相關。文蛤微塑膠含量和養殖池養殖方法有關。 文蛤以鹽水吐砂可減少微塑膠;用餐時將油層撈除可去除微塑膠。針對海水上層撈除及在溪流製造泡泡牆產生向上水流,皆可讓微塑膠引導去除。

棋逢對手2.0

本研究是由一個棋盤遊戲推廣延伸而來的,研究內容為紅棋先走或後走,若紅棋壓在藍棋上面,則紅棋獲勝;若藍棋壓在紅棋上面,則藍棋獲勝。(也就是說紅、藍棋在同一方格時,遊戲就分出勝負了。)而本研究分成兩種遊戲:遊戲1:紅、藍棋只能上下左右移動、遊戲2:紅、藍棋除了可上下左右移動外,增加可向斜的移動方式;若紅棋每一次走 步、藍棋每一次走 步,且雙方的起點分別在任意位置的方格中,分別去推導雙方剛好走完或少走k步就分出勝負的最短步數、最短路徑數、雙方分出勝負時的所有位置個數、所有位置(坐標)以及分出勝負的判斷準則,最後由上述遊戲1及遊戲2推導出來的公式,透過演算法並利用程式軟體-R語言寫成程式碼作驗證。

二刀流十傑 — 從S=A+B+C=定值的推推樂遊戲談起

〝十傑〞指的是10個違反本文〝基本定理〞但仍能保持相似的△。二刀流指的是這十傑都產生在倒數第二條分角線上,在A,B,C三隊的〝推推樂〞團體遊戲活動過程中,本文發現從對應的輾轉相除法中可取得有用的P值、Q值、R值,用於推導演算規則預判遊戲結果。而在S=180時,使用分角線幾何作圖,可用來重新發現△中的Bevan Point,又利用前述建立的演算規則可推導倒數第二刀交叉形成的△的三內角及其順逆時針偏向屬性,進而在整數內角角度中找到10個特殊的相似△(本文稱之為十傑),這10個特殊的△的三內角有一定的特殊相關比例,利用這套比例關係式及S值的標準分解式可在任意S值遊戲中找到對應的〝傑數〞,非常有趣。

「觸」水「浮」「能」-探討漂浮太陽能板之效能提升

為了提升太陽能發電功率,我們設計出能將光熱分離的蓄熱器,裝置包括:一、雙層壓克力板的底層,有效降低太陽傳到太陽能板的熱;二、微傾斜的側邊設計,在木板上黏貼具隔熱且環保的厚紙板;側邊致冷晶片熱端貼上塗黑鋁箔將蓄熱發電;三、利用菲涅爾透鏡當成上蓋,具聚集太陽能量的效果,也能阻擋向上的熱對流,使致冷晶片發電量提升。 實驗中利用四片串聯的致冷晶片,將太陽能板發電時背面產生的廢熱用來發電,能有效降低太陽能板溫度並大量提升太陽能板的發電功率。 我們製作出的漂浮複合式發電裝置,整體發電功率與原先太陽能板相互比較,發電量可達到2.05倍,有效增加綠能發電效率,同時具有節省水資源、環保素材再利用、節省佔地面積等多項優勢。

從「磷」開始

本研究主要是探討影響磷光物質放光情形的因素,如:磷光物質本身的條件,周遭環境的狀態,以及照射光源的波段分佈與強弱。 首先,我們先透過光譜儀對照射光源進行分析,並觀察在不同條件的光源照射下,對磷光樣本發光情形的影響;接著,再利用加熱器調整樣本周遭的環境溫度,探討在不同的溫度環境下,對磷光樣本發光情形的影響;最後,改變磷光樣本的照光表面積與厚度,觀察這些條件對磷光樣本發光情形的影響。 透過本研究的結果,讓我們更瞭解影響磷光反應的因素,藉此希望能讓我們有朝一日可以實現我們的夢想─教室留影牆的設計。

「殼」以隔熱,「殼」以隔音

本實驗研究-小麥、花生殼、龍眼殼、咖啡渣、葵瓜子殼是否有隔熱和隔音的效果。 以白膠和糯米為黏著劑製成各種殼板,測量其在不同厚度時,在室外陽光和室內燈光下的隔熱效果,以及不同波型和頻率下的隔音效果。實驗顯示: 一、五種殼板都有隔熱降溫的效果,效果最好可達到15℃(白膠底)和13.2℃(糯米底) ,平均花生殼版的隔熱效果最好。 二、氣溫越高,殼板的隔熱效果越好。 三、殼板的密度對隔熱效果影響不大,但對隔音有一些影響。 四、隔板增厚之後,隔熱不一定變好,但咖啡渣、小麥隔熱效果可增加4℃之多。 五、殼板都有隔音效果,0.5公分隔音效果最好的是咖啡渣,1公分效果最好的是龍眼殼。 六、殼板增厚後隔音效果都變好,只有咖啡變差。

塵埃落定

細懸浮微粒對健康的傷害眾所周知,各種形形色色的空氣清淨機應運而生,其中一般家庭用的空氣清淨機以濾網式過濾為最大宗,不管是單層濾網還是複合材質濾網,普遍都存在濾網過濾效能不佳的問題,本研究透過對各種空氣污染防制設備的研究,研發出一套新型的空氣清淨裝置,透過這套設備能夠有效的提高濾網使用效能,並對各種細懸浮微粒更有效的攔截。同時我們對這套設備進行優化讓它能夠進行遠端遙控與監測,更加方便使用者進行空氣品質管理。

大屯火山區魔法帽-巫帽蓑蛾(Striglocyrbasia meguae) 筒巢之研究

我們發現大屯火山區有一種避債蛾的筒巢貌似一頂巫帽,經由特徵辨識確認為巫帽蓑蛾(Striglocyrbasia meguae)。除了調查牠的生態環境,並實驗了筒巢的三層結構,完整紀錄一年的生活史,筒巢表面積與重量相關、頭部角度與移動有關,以及針對筒巢保暖、疏水測試實驗、研究圓錐形的優勢。發現筒巢的圓錐形、保暖性、疏水性、絲的韌性比蜘蛛絲測試數據好,這些與生態契合的生物材料,展現牠面對特殊環境的生命力。因國內目前沒有相關的論文和期刊發表,更顯示本研究的重要性,尤其,本研究突破以往的生物科學,跨科、跨領域的運用,最後,仿作筒巢三層結構與圓錐形的亮點,期待未來能應用在防護性和保暖性的材料上。

AI影像辨識輔助視力量測系統

近年來因為COVID-19緣故,學生線上學習的比例提高,但礙於疫情無法頻繁至眼科做視力追蹤,故本研究利用Yolov3建立可辨識手勢的AI模型,並結合視力量測規則,研發出無人協助即可達成即時量測視力的人工智慧系統。 研究結果顯示,本系統所得之視力檢測值平均準確度可達96.645%,相較傳統量測視力之總誤差平均值僅有0.096,且每人次的量測時間僅需約五分鐘。完成檢測後,系統會自動將量測結果上傳至雲端資料庫,並可利用本研究設計的視力追蹤App進行視力變化查詢。 綜合上述,本研究可在一般家庭裡使用、紀錄及追蹤視力變化,未來更期許可進一步配合使用在醫療診所或學校,協助醫護人員量測視力,減輕醫護人員的工作量。