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生活與應用科學科

目光迫人--鷹眼防止鳥撞擊玻璃

在偶然機會發現鳥類會因為某些原因而撞擊玻璃,又知道有防止鳥兒撞擊玻璃的貼紙。因為索取雖然容易,但是往來要一些時間,所以我們想自己也設計出一種不一樣的貼紙。希望藉由實驗找到一種可以簡單繪製的貼紙,經過輾轉的實驗,從猛禽類的圖案一直到只剩松雀鷹眼睛的顏色,最後終於找到一種簡單又容易繪製的貼紙,而且還可以把貼紙的大小縮小呢。只要大小大約是原來貼紙的10分之1大小就能達到防止鳥撞擊玻璃的功效。

壓不扁的玫瑰花──『植物』形狀記憶合金及其應用

乾燥的葉脈標本,給人的是「鬆脆易破」的印象。但是「壓不扁的葉脈玫瑰花」,卻可以被折、被壓,而且噴灑水滴後,會重新綻放美姿,彷彿有生命力一般!我們試出不用傳統化學劑,比較自然、環保且能保留葉脈彈性的方法;利用葉脈小小的瞬間恢復力,製作些小玩意,請同學體驗葉脈「瞬間恢復力」的樂趣,我們看到同學眼睛為之一亮的神情!恰巧在網路上看到「記憶金屬」的影片,扭曲變形的記憶合金,放到熱水裡,會迅速的變回原來的造型;這和我們製作出來的葉脈標本,被折、被壓後,一噴水就會出現神奇的恢復力,好相似!我們很驚喜:我們製作出「『植物』形狀記憶合金」,創造葉子的「第二春」了!

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。

化腐朽為神奇--蝦兵蟹將立大功

由蝦蟹外殼廢棄物以鹽酸及氫氧化鈉處理,可以萃取幾丁質(Chitin),作為多種用途,其中一項為淨水。由於自來水中含有氯,清洗蔬菜水果時,氯會被蔬果吸附,食用後對身體不好,若能加入蝦蟹殼先行吸走氯,則食用蔬果就很安心。幾丁質對抑制細菌功能良好,因此在野外求生時,野外水源可以用幾丁質來淨化,而後飲用。以蝦蟹殼廢棄物可以自製日常生活用淨水器,達廢棄物再利用的目的,值得推廣。

以彈性體模型評估心血管疾病之新方法初探

我的研究工作有三項重要成果:第一,根據物理學的彈性體振動模型發現:主動脈硬化的定量分析可由測量主動脈相對於心臟運動的延遲時間明確得知,且可用臨床使用的心臟超音波儀器直接進行測量,同時上述之延遲時間確定可由體外的胸前超音波掃描(TTE)準確測得,免除受測者的不適,及避免副作用,使得此一新方法更具方便、普遍的優點。第二,由自製的「彈性體模型」所得數據與由超音波影像所得結果相吻合,且流體的黏度不影響延遲時間,印證此新方法是可靠的。第三,本方法與臨床用的血管造影術、血管脹縮速度測量;及醫學研究用的 WK Model做比較,發現此新方法具非侵入性、能早期診斷、能定量分析、不需接觸病人、鑑別度高、可分辨性等優點,值得推廣。

數獨酷-程式設計

藉由檢視市面上流行的數獨書籍,統計分析數獨的組成結構及其相關模式。研究探討數獨題目的數字出現個數、分布情形及其對難易程度的影響,並且引用拉丁方陣的結構特性來進行數獨規則的研究,依據所研究規則運用於數獨程式的開發,並由電腦迅速產生數獨題目,這些電腦產生的數獨題目所具有的特性,是有別於市面上流行人工設計數獨問題的。經由這個研究,將數獨程式設計的原始碼公開,以提供進一步探究更深入數獨問題的基礎。

太陽能滅蚊燈

近年來隨著科技進步,工業的污染越來越嚴重,造成全球暖化、溫室效應…等環保問題、原來只存在於熱帶的病媒蚊慢慢傳播出去,造成登革熱越來越嚴重,病毒藉由病媒蚊子的叮咬傳染開來,而這些病媒蚊都生長於積水容器、廢輪胎、花盆、水槽、冰箱底盤…等,造成了許多人生命、財產的威脅。然而,現今市面上有許多的防護設備,像是補蚊燈、電蚊拍、殺蟲劑…等,並不能完全的消滅這些病媒蚊,人們大量使用殺蟲劑還有可能造成蚊子基因突變,產生出抗體,反而造成了反效果。我們所設計的太陽能滅蚊燈,特別利用昆蟲的向光性,蚊子喜愛燈光的波長,再加上綠色能源太陽能來進行能量轉換,達到節能的效果,將病媒蚊加以消滅,進而減少登革熱的病例發生,維護大多數人們生命財產的安全。

讓巨人馴服地牛

為了實際瞭解不同的建築物基礎設計與處理方式不同,進而探索建築物耐震能力與隔震效果的差異性為何? 我們利用電磁鐵及電腦桌滑槽等簡易材料先自製了一模擬震動平台及具彈性節點之兩層式桁架。並將電腦連線的數位攝影機裝置於平台上, 以方便於震動實驗中同步觀測攝錄桁架淨變位之震動狀況。我們總共分有三大項的實驗, 分別研究三種的防震系統(橡膠柱防震、彈珠防震及我們所自創的新型防震)每三項實驗又分成兩小項分別研究各個實驗系統的功效與載重的影響實驗後再針對這三大項實驗來判別我們先前的假設是否成立, 並探討我們實驗的成果。

空氣中的海綿寶寶-絲蘿吸水特性的研究與應用

本研究在了解絲蘿適應空中棲地的結構,從而應用於仿生織物。絲蘿葉片佈滿鱗片,鱗片的排列及其上的紋路有利毛細現象導水至中央的輸水孔,此導流性質使水分可快速傳遞並吸收。絲蘿烘乾之後,降低76%含水率,更能吸收水蒸氣,而鱗片排列略變紊亂,有助於短暫防水及橫向擴散水分。評估烘乾絲蘿作為仿生衣物的優劣,發現其吸水力僅略低於具特殊織法的排汗衫13%,但因適當的多孔排列,排水力反而較佳;鱗片為纖維質,具親水性,能吸附較多氨水及亞甲基藍,具除臭效果;排列所形成的多孔效應,使易散熱,再以凹面鏡造型,使具抗輻射能力,可使身體涼爽。棉線也是纖維質材質,但缺乏導流及抗熱效果,若能應用鱗片結構及排列,將有助天然排汗衫的研發。

尋覓植物中的天線寶寶

一般收播無線電視節目都是使用市售的金屬天線,我們在天線寶寶的實驗中證實了植物的神奇超能力,運用特定植物的莖、葉、果,也能夠收播現有的五個無線電視頻道,實在令人驚嘆。