全國中小學科展

生活與應用科學科

「剪」尾?「檢」尾?!—利用斑馬魚尾再生模式作為中草藥開發工具

醫療的發展與人類的生活密不可分,而中醫藥學更是中華文化博大精深的表現,但過去因中草藥多為複方,療效溫和緩慢,故相關活體藥物試驗常費時費力,故本研究希望利用再生力強、代謝快且擁有與人類相似基因的模式生物-斑馬魚,作為快速篩選開發新穎中草藥的工具,在不犧牲動物的情況下,探討中草藥是否對斑馬魚魚尾再生能力有所影響,以建立一套藥物開發的模式,為中草藥研究提供可實際運用的試驗方法。研究中我們首先探討溫度的高低是否會影響魚尾的再生,並作為實驗的基礎紀錄,再以腹腔注射中草藥進行測試,發現在常溫或低溫環境下,銀杏均能夠促進魚尾巴的再生。最後,實際應用以斑馬魚作為中草藥藥物開發工具之構想(如下圖),利用此模式檢測我們家鄉特產-金門一條根,實驗結果發現無論在常溫或低溫環境下,一條根均具有促進斑馬魚尾再生的現象,為一條根的醫療價值提供一個新的研究開發方向。

A.S.R.自動感測雨量控制系統

汽車擋風玻璃的清晰度影響駕駛行車的安全性,下雨天時,雨刷扮演著很重要的角色,但雨量時多時少,擋風玻璃上的雨刷卻無法適時的改變刮水速度。雨刷控制皆採用段位速度控制,無法適時有效的因應雨量多寡來做速度變化控制。本研究將傳統控制方式改以自動控制模式,駕駛者只要將雨刷段位設定於Auto檔位時,即可因應雨量多寡而自動操控雨刷擺動速度。雨水量大小能改變浮木高度並操控可變電阻位移量,藉此改變流進雨刷馬達電流而達到馬達轉速控制。測試結果與數據顯示,進水量與浮木上升高度呈線性關係,而電阻值的改變與馬達轉速亦呈線性變化,能完全發揮雨刷自動操控的主要功能。本設計名為:自動感測雨量控制系統(Auto Sensor Rainfall Control System,簡稱A.S.R.)。

酷酷掃~掃把的奧秘初探

本實驗的主要目的是想初步瞭解生活中常見的清潔工具-掃把-的特性。首先普查六年6班全體同學們的身高與握掃把的高度之間的關聯性,以及掃地角度的特點,發現身高與握掃把的高度之間存在著固定比值的關係,且女生的掃地角度普遍地比男生大。於是更進一步去探討掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質以及掃地角度與清潔效果之間是否有關聯性。結果發現掃把握的高度、掃把毛的材質、掃地的物質的確會影響清潔效果,而慣用的掃地角度不見得會使清潔效果變好。經由這個實驗,我們初步瞭解掃把的相關特性,最後也針對一些實驗中不足的地方提出了建議。

最漂亮的一桿

此作品描述以電腦程式模擬物體發生碰撞的情形,結合物理、數學並融於生活實例 ── 撞球,分成多個研究階段,分別解決理論及實際間的差異,最後發展成一個可預測完美球局的高手。分成各種實驗階段,加入變因,諸如滾動摩擦力、球質量、撞球力道、方向等,由淺入深的討論,研究球與球桌、球與球的碰撞,提出解決問題的方法與其所衍生之相關問題,並以程式表現其結果。從開球起,每一桿皆預測出桿力道、方向,除讓球入洞外,母球並能移動到下一桿最有利之位置,一一將其他球打進,完成一個最漂亮的球局。

你可以再靠近一點-數位影像縮放之研究

本專題嘗試以程式處理數位影像的縮放,藉由縮放演算法及相關影像處理的研究與設計,期望能將縮放後的影像,維持一定的品質。若此技術能有所突破,相信未來數位影像的使用,應能更加的普及低廉。

未來的「綠」趨勢—夢想中的「綠」建築

本研究係以水膠栽種法、生質能源、自動雨水灌溉系統等綠建材,應用於綠色建築上。首先水膠栽種法以甲殼素為原料合成水膠,以不同重量百分濃度的弱酸、不同重量的甲殼素作為變因。 為了降低溫室效應的影響,我們以水膠栽種法來種植植物。比較合成出數種濃度不同的水膠(加入少量磷酸鉀),發現每種水膠的吸水及飽水度有差異,藉此觀察水膠影響植物生長狀況。 搭配上最熱門的生質能源,研究太陽能發電等,與水膠栽種法和自動雨水灌溉系統。我們又比較各種建材的應用,包括建築物常見的水泥、花博遠東館的寶特瓶綠建材、竹子等,再進一步設計建築物,利用科學原理降低建築物本身的溫度。期待能打造接近零污染,且符合人類現今需求的夢想中的綠建築。

MIT一號—腳踏車發電照明之研究

本研究以水平感應發電機的原理,探討線圈加入金屬、線圈中加入鐵心、磁鐵磁力大小、漆包線的粗細、速度與發電效能、磁鐵與線圈距、漆包線線圈數對於發電、電壓、電流、效能的影響。利用最佳串並聯發電效率的組合之組合應用於腳踏車發電照明設計,解決腳踏車的照明問題。

色解(ㄐ一ㄝˋ)—以比色法測量奈米光觸媒分解染料色度之研究

環保署對於染料廢水之色度訂有排放管制標準,因此將染料廢水脫色再排放才能符合環保規範。本研究是利用奈米光觸媒置入染料溶液中,探討經紫外光照射後,不同pH 值與觸媒劑量對染料之脫色速率之影響,找出最適化的條件。並利用最簡單、低成本之比色法原理,將初始染料濃度與脫色之染料濃度高度比例可計算出其相對濃度。結果顯示TiO2\r 與ZnO 兩種光觸媒處理孔雀石綠與莧菜紅溶液之脫色,都可有效降解此兩種染料。使用不同光觸媒處理染料溶液之脫色,在不同pH 值下,皆有個別最佳使用量,因此處理時應視染料及奈米光觸媒種類而定,尋找出最佳化條件,以確保在最少光觸媒用量及最短時間內完成。藉此結果希望能夠運用在染料廢水處理上,以得環境保護之效應。

誰與爭風

風力發電的原理是利用風力吹動風車的葉片,將風能轉變為機械能,產生的動力可以\r 轉動旋轉式發電機輸出電能。我們依據風速與發電電壓的關係數據,製作一個簡易的風速\r 計,作為各項實驗,測量風速的工具。首先,利用生活用品製作的環保可攜式風力發電機\r ,對2 個1800mAh 3 號鎳氫電池充電,將電能儲存起來,結果是可行的。這是我們研究設\r 計風力發電機系統的入門。經過檢討,選用適合風力發電的軸向磁通發電機,以此做了風\r 車葉片半徑、角度、材質對發電機轉速、輸出功率之影響的各項研究。再依研究結果製作\r 了一組最有效率的葉片。並與發電機等組件,組裝了一台理想的小型風力發電機,連接充\r 電控制及監測系統,對12V 7AH 的鉛酸電池充電。最後再測試、評估它的發電效率。

植物百寶箱-探討自製植物箱植物生長之可行性

本研究以自製「植物箱」,模擬取代自然環境中之最佳光照、溫度與溼度,建立較適宜植物生長的環境。植物箱以感光計測試燈管光度,以紅外線溫度計及溼度計測試箱內溫、濕度變化。實驗結果:一、T5燈管的紅藍光比例,對植物生長有密切關係,配合定時器裝置,可取代太陽光之照射。二、水冷機控制貯水槽溫度,結合風扇向上吹送,有助於水氣蒸發與凝結,達到溫度控制。三、溼度控制器結合風扇向下吹送,有助於水氣吹送,形成循環對流,達到溼度控制。四、自製「植物箱」植物生長之研究,可為智能環控確實可行。本裝置採密合及低功率節能方式種植,與外界呈隔離狀態,不受天候影響,可避免病蟲害及農藥,除可創造極大的經濟價值外,更能與地球永續共存。