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國中組

海氏掠蚊(Lutzia halifaxii)獵捕白線斑蚊的行為研究及運用於生物防治的評估

小學在採集過程中幸運地採集到身體呈魚骨狀,較白線斑蚊大1.5倍的大孑孓,發現其會攻擊並掠食白線斑蚊(Aedes albopictus)孑孓。經病媒蚊專家鑑定為國內少見,但因不傳播疾病,以致較少文獻探討掠食行為的海氏掠蚊(Lutzia halifaxii)孑孓。本研究為國內首次對海氏掠蚊生活史及掠食行為進行之調查研究,結果有三:(1)海氏掠蚊孑孓的棲地與白線斑蚊等多種孑孓重疊並掠捕其為食;(2)海氏掠蚊的孑孓期為14~21天,公蚊壽命為25天,母蚊為40天;(3)海氏掠蚊可掠捕白線斑蚊孑孓,為功能反應曲線П型,捕食量隨獵物密度增加可高達177隻,並可明顯降低白線斑蚊羽化數量達90%。結果顯示利用海氏掠蚊進行生態滅蚊具有高度潛力,可進一步發展成為未來疾病與病媒蚊控制策略的工具。

漆步之遙

本作品研究了遊戲Cube中正四面體的滾動特性、色漆位置及最少步數解,並將三角網格轉換為方形網格,同時推廣至整個平面且為方形網格定義坐標。由於遊戲中考慮「回黏」時將較複雜,故作品前半部分先在不回黏的情況下做討論,並為了計算解題之「最短路徑長」,先求出任兩方格間「距離」,再將各方格間距離整理為表格,藉表格中行、列位置關係得出計算最短路徑長之公式。 而作品書後半段說明當考慮回黏時的情況,並因過程中需要求出任兩方格間滾動路徑上會經過A,B,C,D之個數,最後分析正四面體身上帶有色漆時對移動步數之影響。由於上述所有公式統整後非常繁複,故我們另借助Python將之統整並計算出回黏之最短路徑長。

「啡」常手段抗UV-咖啡渣粗萃物之抗紫外線效果研究

本研究希望找出天然防曬物質,替代防曬乳中化學成分二苯甲酮-3,降低海洋汙染。以咖啡渣為原料,經管柱層析法分離咖啡渣萃取物,丙酮、丙酮:乙醇=6:4 、丙酮:乙醇=4:6 、乙醇四種比例依序沖提,共分得四個區段粗萃物,再以分光光譜儀分析抗紫外線能力。發現:極性較大的溶劑沖提後,收集到的第3、4區段粗萃物,紫外線吸收能力佳,在UVB及UVA波段皆有良好的抗紫外線效果。其中第4區段粗萃物紫外線吸收範圍最寬、吸收度最高,吸收光譜曲線與化學防曬物二苯甲酮-3相似。若將各區段粗萃物添加至二苯甲酮-3溶液,皆有提升紫外線吸收的效果,添加的濃度越高,紫外線吸收度越高。顯現樣品應用的可行性,可增加自然環保及經濟利益。

「你是我最甜蜜的量子糾纏,讓我們還給這世界一彎乾淨的河水吧!」-物聯網智慧濾水裝置

工廠所排放至河川中的工業廢水會對我們身體健康造成危害。本研究是提出一款具備自動替換濾心功能並結合IoT概念的濾水裝置,本設備是從化學、硬體與軟體三個面向進行整合。首先我們以具備高孔洞性的海藻酸鈉晶球,固化可用於吸附重金屬離子的吸附劑-幾丁聚醣[1],製作出一款適配於我們濾水裝置的濾心,能在軟硬體兼備下藉EDTA脫附而達到自動替換濾心的功能。本設備崁入具高度自動化的程式,能在無人操作情況下,實現自動監測及水質分析,此外,以簡單可視化的網頁的方式呈現給使用者瀏覽。本設備的硬體則是與軟體搭配而成的高客製化成品,相較於目前市面上的現成硬體,擁有更小的體積及更低廉的價格,且能針對本研究的需求,作到最佳化的設計。

水龍搶珠 - 探討不同條件下雙水柱的交纏狀況

水池邊,看到石雕魚噴出的水柱,水面變得凹凸不平,分析文獻後,發現都沒有解釋原因的相關研究,決定深入探討。實驗發現,雙水柱所形成的水結依序為水平面、鉛直面…的呈現。我們研究顯示,因為表面張力的緣故,雙水柱會以麻花狀互相纏繞,並在水平面及鉛直面水結交接處,水柱會快速旋轉90度,使水結翻轉,因此會形成數個水平面及鉛直面水結,最後才結合成一道水柱。也發現,使水結振幅變大的因素為:雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小。讓水結波長變長的因素為:雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小、水柱流出的初速度愈大。而水結數量變少的因素為:雙水柱距離變大、水溶液的表面張力變小、水柱流出的初速度愈大及雙水柱的水平夾角愈大。

「余甘子」抗氧化物的最佳萃取條件之探究及應用於蛋糕食品的優化性

一生的健康始於健康飲食,運用科學探究開始受益終身的美食健康之研究。本研究以富含極高營養價值的余甘子作為出發點進行探討。 研究結果發現:萃取余甘子在純水下於80℃下有良好的萃取效果,萃取時間約在40分鐘左右。透過乙醇有機溶劑萃取余甘子在抗氧化物質,發現水與乙醇比例為7:3時有最佳萃取效果,方法是利用超音波震盪,15分鐘~18分鐘左右。且製作蛋糕時添加根莖類食材,能提升其抗氧化能力及風味。在添加不同糖類時,發現甜菊糖有助於抗氧化能力提升,同時膨脹比例較佳,有好的口感。同時,有無添加余甘子並不太影響蛋糕整體口感,顯示蛋糕甜點製作時,配方上添加余甘子,可增加其保存期限及其營養價值,值得推廣。

「視」界大不同

在限定之測量範圍內平行光源的照度跟距離幾乎沒有關係,而發散光源的照度確實會隨著距離的平方呈反比關係。自製平行光源可將一燈泡放置於一已知焦距之凸透鏡的焦點上,光源透過透鏡後即可充當平行光源使用。理論計算與實驗結果皆證明矯正後之視力因為透鏡組合已重新調整焦距,故近視眼戴眼鏡,其眼觀世界會變亮、變小;而遠視眼戴眼鏡,其眼觀世界會變大、變暗。散光眼戴眼鏡後,其眼觀世界還是會比正常眼模糊。我們可以成功製作出一簡易教具模型當作課堂上之教材教具來說明近視、遠視與散光其成像位置的關係與其亮度及成像大小的不同,尤其利用廷得耳效應、平凸透鏡組、雷射筆以及壓克力改裝之散光眼矯正操作模型更可完整充作課堂之教材教具。

你不「數」真正的快樂

將快樂數的計算方式略微改變,改成將一個數的每個位數的數字做1、2、3……n次方後,由數字大依序減去數字較小的,再取絕對值。隨後便和快樂數一樣,將新出現的數字重複作同樣的計算動作,觀察出現的數字是否和快樂數有類似的性質。

麻麻迷呀!把酒話蟑麻-美洲蜚蠊麻醉行為反應研究

此實驗在研究美洲蜚蠊不同麻醉方式下行為反應之差異,並藉此找出對美洲蜚蠊最不具傷害性的麻醉方式。主要分成兩部分的實驗──主動式反應的迷宮和被動式反應的電擊,以測試美洲蜚蠊麻醉前後的反應。同時我們將兩大部分的實驗各分為三種等級:迷宮實驗──易、中、難;電擊實驗──電壓3V、9V、15V。實驗後可以得知:短暫的使用低溫麻醉及適當的使用二氧化碳麻醉,暫時讓美洲蜚蠊進入昏睡狀態並不影響其體內系統;但是我們平常用來麻醉各種生物的乙醚對其有較大的影響。

神鬼奇航-海盜船對血液流動的影響

到遊樂場玩,看到刺激的海盜船,想探討它對心臟的影響。由於血壓無法在短時間測得,所以就由血流速率的變化,推測血壓的變化。接著就製做一台心臟模擬器,再裝上攝影機,模擬各種可能的情況,再由電腦播放,找出各種變因的影響。 由坐姿的研究發現,向上流的血液,在最低點時,受到離心力向下的影響,使血液流速減緩,但是卻使向下流的血液流速增加。再比較海盜船的擺長影響,發現比較長的擺長,在坐姿時,向上流的血液受到的離心力較大,流速減緩的較多。在不同姿勢的比較實驗,坐姿的血液流速變化百分比較小,臥姿的變化非常大。 坐海盜船之前要先測量血壓狀況,評估是否有心血管疾病,再選擇適當時間搭乘,才是神鬼奇航的安全通道。