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最佳團隊合作獎

瘋流蘊試—水蘊草的細胞質流機制初探

細胞質流(cytoplasmic streaming)的機制,目前通常被認為是藉由ATP提供能量,使肌動蛋白分子連接胞器而沿著細胞骨架移動,並以此促進相鄰的兩個細胞透過原生質絲(plasmodesmata)交換物質。本研究建立水蘊草(Egeria densa)之細胞質流流速的觀察及測量方法,並以能量的角度去探討其機制層面。我們發現當光度小於1000 lux時,細胞質流流速及淨光合作用速率具有高度正相關。硝酸鎳能明顯促進細胞質流流速及淨光合作用速率,而40℃、pH1、pH13、硝酸汞、4℃一天能使細胞質流停止。

布,能說的秘密-探討影響布料彈性的因素

本科展旨在研究影響布料彈性優劣的原因。實驗中,為了解決布料伸長量過於微小的問題,以光學及機械原理自行設計一套精準的量測儀器(楊氏係數測量系統),精密度約在10-4~10-6m。 研究發現在溫度20℃~24℃,溼度50~55%的環境下,布料彈性受成分及編法的影響:(1)含有彈性纖維的布料,彈性較佳;(2)布料編織密度越高(單位面積的孔隙率)則彈性較差;(3)以編法為方形為例,布料在對角線方向的彈性較佳,但若是圓形編法,布料彈性在各方向上就較一致。並以棉線模擬布料編織方式,進一步驗證上述因素對布料彈性的影響。故布料編織越鬆散,布料彈性較佳,且編法會影響布料彈性的方向。即可用改變成份及編法來控制衣料的彈性大小及方向變化。這些數據結果可以提供紡織業參考。

招蜂引蝶-馬纓丹的色彩語言

這次實驗的主要原因是出自於發現馬纓丹開花過程中色彩變化的好奇,開始透過持續的拍照記錄觀察,確定我們觀察的紫花馬纓丹(L. inuolucrata L. )在開花過程中花色由黃色變成橘色、紅色,最後變成紫色。在觀察中,我們發現黃色花有昆蟲在採蜜,所以解剖各種不同品種的馬纓丹花朵,嘗試找出花色與花朵構造間的關係及對於結果率的影響。想要知道花朵改變花色的目的,我們試著模擬昆蟲眼中的世界,因此以近紫外光及近紅外光為光源進行花朵的拍照,並嘗試進行人工授粉。調查結果發現,花與昆蟲之間似乎存在以顏色作為語言溝通的方式,也因此在馬纓丹生存的環境中產生了生物間相互依存的生態關係。

蘇打綠調茶戰~茶出小蘇打

「茶餘飯後」是令人耳熟能詳的一句話,但隨著科技的進步,市面上多了許多便利大眾的罐裝茶及沖泡茶包。在無意間,本實驗小組發現市售茶飲在食品內容上各有異同,有的標示了小蘇打粉,有的卻沒有標示出。本實驗` q利用小蘇打粉在溫度50~60℃時會釋出二氧化碳 的特性,讓加熱後所釋出的氣體加入澄清石灰水中,檢測這些氣體是否能讓石灰水產生混濁藉以了解茶水中是否添加小蘇打成分,並利用各種檢測試劑檢驗茶飲的性質,藉以瞭解市售飲料在成分上的標示是否確實,最後試著找出在茶飲中加入小蘇打的原因。

電流熱效應與白熾現象

本實驗以外加電流通過筆芯產生熱,使筆芯發光,探討所謂白熾現象。主要研究重點為找出電流、電壓、電阻、功率、壓力和溫度等之變因與白熾現象之關係,以六種不同波長之濾光片配合六個光度計,量測筆芯之發光程度,並嘗試用紅外線熱像儀定性測量筆芯於白熾狀態下之溫度分布。實驗結果發現,筆芯於白熾狀態下會變細。在同一實驗條件下﹝固定電流﹞,筆芯在壓力為5cm-Hg 時比在76cm-Hg 狀態下,發光時間至少延長一倍,由此可推之氧化反應為筆芯變細之主要原因。並以黑體輻射理論,嘗試推導出由光度計所量測之照度與溫度關係式,以解釋筆芯白熾現象。

「液表」人才—同性相吸,異性相斥

液體「內聚力」大小與液體固體表面的「接觸力」,將決定液體與固體接觸的接觸角。燻黑的玻璃會產生碳微粒,造成液體的疏水性,探討液體親水性和疏水性在沉體和浮體時接觸角的變化。我們發明了一種簡易的方法測量液體的表面張力係數,既方便又準確;實驗中我們得到一個物體密度大於液體的漂浮體,除了一般所知的表面張力外,還有因液體表面形變所造成的浮力。另外,若兩漂浮體的接觸面同為「上凸」,或同為「下凹」時,則兩漂浮體間會有吸引力;若兩漂浮體的接觸面相異時則有相斥的現象。我們利用兩種裝置設計,測量吸力與相斥力的大小,利用實驗結果和理論分析,發現這個作用力與表面張力及接觸角有關,而且兩物體越靠近,此作用力越大。

自動化智慧機器人~組件排列次序探討

我們想要解決在ABCD順序的組件中,利用前二組件互換,以及後推一個組件的這兩種操作方法,完成所有排列組件,並從中研究最少次數以及規律。研究中,我們從簡化原題目的3個組件作為起始,研究了4個、5個組件的自動化智慧機器人~組件排列次序探討。我們利用編號、EXCEL試算表等工具以及方法,找出3個組件的所有排列需要2個操作步驟、4個組件的所有排列需要6個操作步驟、5個組件的所有排列需要11個操作步驟。我們還發現【t】操作以及【r】操作會有不同的特性,其中多次的【r】操作會出現循環重複。利用此性質來做分組,發現組與組之間的各種性質。結果若能運用在實際的組件操作上,也許對於機器人的效能會有所提升!

異色芒草株-五節芒(Miscanthus floridulus)變色機制之研究

禾本科是台灣常見的野生植物,經觀察發現此科植物普遍有變色現象,其中以五節芒(Miscanthus floridulus) 的變色現象比例最高也最頻繁。本研究主要針對五節芒各部分出現的不規則紅色現象進行分析,探討其成分、推測原因並瞭解此現象對植物本身的生長影響。結果顯示,此現象分佈在五節芒的各個部位,變色成因與土質、土壤酸鹼度並無關聯,而是與水分含量有一定相關性,且針對化學分析後,證實此變色現象是單寧酸所致。從實驗結果推測,五節芒的變色現象可能是在植株遭受破壞後,為應對被傷口吸引而來的植食性動物所產生的防禦機制。

黃金海岸正榕生物與環境交互作用

我們前往離本校12 公里的黃金海岸10 次,以簡單及自製器具,測量正榕防風林「迎風面」和「背風面」16 項生物及環境因子。從源頭因子「風」順流而下,環境影響生物,生物修飾環境,探討各因子關係。結果如圖。上游:「迎風」影響「樹高」,「樹高」又影響「背風」。「樹間距」是更上游因子,擾亂而使「風」與「樹側彎長或角度」的關係不顯著。「風」影響「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」。中游:「葉疏密度、蒸發時間、溫度、土壤濕度」彼此交互作用。「糞土濕度」受蚯蚓本身吸水影響而與「風」關係不顯著。下游:「葉疏密度、蒸發時間、土壤濕度」分別影響其下游「榕果疏密度、氣孔密度、草覆蓋度」。「溫度、草覆蓋度」影響「螞蟻種類與數量」。

光敏電池與自製電表

在現代科技不斷的發展之下,人們無意之間消耗了許多自然資源進而造成地球暖化,而現在各界的環保意識抬頭,都想要找出可以減緩地球暖化的替代能源,藉此有很多新聞都報導出近幾年研究出來的各種運用再生能源的裝置或配備,因此引起我們對於研究能源的興趣。民國97年一位虎尾科大的教授帶領著學生做研究,研究出了一種有機電池,因為這個電池可重複使用的性能再加上低污染而且成本又不高,在台北國際發明展得到了金牌獎的佳績。當我們看到這則報導之後,馬上興起了研究的念頭,想要了解這號稱”無污染有機葉綠素電池”的秘密,藉由研究太陽能葉綠素光敏電池的主題,把最主要的材料──葉綠素進行改造,並且改造出發電效能比較好的電池裝置。