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佳作

「重」「花」了喔!--探究花青素對於重金屬環境下的水生植物之抗氧化活性--

本研究探討花青素對於提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶(CAT)活性的影響。並以0.1%、0.5%之硫酸銅汙染水蘊草之後,再加入花青素研究是否可協助細胞內的抗氧化物質提高。研究顯示5%的花青素可提高水蘊草植株細胞內的抗氧化物質活性、過氧化氫酶活性,並可讓已受到重金屬汙染的水蘊草內的抗氧化活性增加,提高其生存的機會。實驗結果也同時顯示花青素、重金屬的添加會影響水蘊草細胞內的葉綠體數量、大小與細胞質的流動速率。

疲勞過度、醉不上道

本研究為汽車駕駛人準備發動車子時,會先透過感測器來檢測駕駛人是否有喝酒,檢測異常時無法發動引擎而行駛汽車,然而駕駛人在路上開車行進時是處於密閉空間,易造成二氧化碳濃度提升,使駕駛人體內血液含氧量降低易造成交通意外。當車內二氧化碳濃度過高時,會發出刺耳的蜂鳴聲和開啟車窗讓車內空氣對流,結合手機APP,透過藍芽和晶片同步,當手機收到二氧化碳濃度過高時,會將目前的位置由簡訊傳給緊急聯絡人,並由行車記錄站的即時監看和紀錄,滿足駕駛人單獨駕車時不自覺昏睡時的提前警示,接著又開發一組脈搏感測器可安裝在方向盤進行檢測,來加強預防駕駛者因過度疲勞而導致意外發生,其研究是來達到「疲」勞過度,「醉」不上道的預防目的。

煙煙一息~探討大氣穩定度與煙流及PM2.5擴散之關係

經過數據整理與分析,我們發現:中國南下氣流對北台灣懸浮微粒數值影響明顯,且觀察者較難以藉由溫度及濕度得知懸浮微粒數值高低,而若風向為來自中國東北方位,或風速因氣流由中國吹拂來台而上升,懸浮微粒數值議會受影響而提高。另外,煙流可簡單判斷地面的大氣穩定度狀況,但需要間隔小的時間差。

探究草酸亞鐵加熱產生奈米鐵粉之方法及其應用

一些有公信力網站記載加熱草酸鐵 Fe2(C2O4)3‧5H2O 或草酸亞鐵 FeC2O4‧2H2O,經脫去草酸根與結晶水後,能生成接近奈米級鐵粉,此鐵粉在空氣中撒落時能看到自燃現象,想重複此實驗卻發現困難,開啟本研究動機。購買台灣製草酸鐵與草酸亞鐵,重複數十次都無法成功製造自燃現象的鐵粉。重購日本製草酸亞鐵,卻能輕易製成具有自燃現象的鐵粉。網路資料重複檢查,發現應只有草酸亞鐵能產生自燃鐵粉。但用台灣製草酸亞鐵仍無法成功,用顯微觀察後發現日本製比台灣製粉末顆粒較細且乾燥。台灣製草酸亞鐵經溶解過濾再烘乾研磨後,可提高自燃鐵粉成功率,用顯微鏡確認鐵粉接近奈米級。進一步利用奈米鐵粉與氧氣反應的特性,成功設計出一個簡易量測空氣中氧氣含量的實驗裝置。

欺騙你的小眼睛─視我本色

我們主要是在探討眼睛看到的顏色不一定是真實的顏色;我們主要有兩個研究主題,一個是探討色彩對比後的視覺,另一個則在研究色彩同化後所產生的顏色變化。我們要探討的變因有:顏色變化與底色的顏色及線條的粗細、間距、密度、彩度等的關係,最後也結合了「色彩對比」及「色彩同化」的原理與視錯覺「白色僧侶幻覺」的關係。

在PET上製備奈米銅網格,作為軟性透明導電薄膜之研究

需求快速成長的電子產品正在日新月異的進步,其中人手一機的智慧型手機的觸控面板多以銦錫氧化物玻璃來作透明導電基板。因其價格高、不耐彎折,所以未來穿戴式的觸控材料需要下世代的技術突破。本文在聚對苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜上製備銅網格,以獲得透明、可彎曲又導電的薄膜來提供觸控應用。製程包含PET表面化學改質、鈀觸媒或銅觸媒接枝、化學鍍銅、曝光與蝕刻來製作導電線路。鈀與銅觸媒的化鍍銅網格膜的導電性(導通簡易導電迴路並符合歐姆定律)與耐折彎能力(皆為500次)表現相當。透明度則以後者較佳,達88%。本文並探討PET上各製程步驟的化學反應機制,比較與討論鈀和銅觸媒對透明導電膜的製備及透光度與電性的優劣影響。

隨波「阻」流─液體中物體運動研究

本實驗研究物體在液體中運動與阻力的關係,物體在液體中運動所受阻力與多項變因有關,本研究探討鋼珠直徑大小、鋼柱直徑大小、落入液體種類、破水時鋼珠轉速與阻力係數的關係。實驗設計將物體離液面固定高度時使其掉入液中以高速攝影機錄下鋼珠軌跡,再以tracker分析時間與鋼珠落下距離數據,探討物體在液體中的阻力係數。 在實驗分析過程中我們嘗試建立一個數學模型,將理論值與實驗數據做比較。最後得知鋼珠之阻力係數與鋼珠直徑平方成正比,圓柱體之阻力係數與圓柱體底面直徑平方成正比;不同體積百分濃度的洗衣精,其阻力係數相關呈w形;物體旋轉轉軸與落下方向垂直,轉速愈大阻力愈小;旋轉轉軸與落下方向平行,轉速愈大阻力愈小。

難民救星~全自動水質淨化系統

在非洲有60%的病人因飲用水的問題患病,導致每年有 180 萬名兒童死亡。為了改善水質我們尋找適合的濾材比較過濾成效,並製作過濾器比較淨化效果,除了最基本的改善水質外,我們也努力的研究如何降低成本、加強淨水效能、操作方便性及實用性來製作淨水系統,希望藉此能幫助到許多無乾淨水源飲用的可憐難民。

變「便」防禦~探討溫氏捕植蟎捕食及神澤氏葉蟎的防禦行為

神澤氏葉蟎為農作物重要害蟲,為了解「神澤氏葉蟎」與天敵「溫氏捕植蟎」的微妙關係,我們進行系列實驗。葉蟎雌性成蟎體型較捕植蟎大,體長分別為0.42±0.04及0.38±0.01mm,捕植蟎成蟎時期較長。捕植蟎隨機捕食,以前足作為捕食工具,卵為優先捕食來源。捕植蟎雌蟎,平均一生約捕食128.4個卵。葉蟎成蟎會吐絲織網,織網使卵存活率提升,同時也使葉蟎移動速度加快並便利大批遷徙。食物短缺時,葉蟎會於織絲網上集合成蟎球,隨風擴散到更遠區域。葉蟎會產生黃色及黑色兩種排泄物,實驗顯示黃色排泄物能使捕植蟎退避,降低卵的被捕食率。在捕植蟎出現下,葉蟎排泄物的黃黑比(1.97:1)轉為(3.8:1),藉由提高黃色排泄物的比例來禦敵,真是出人意料的防禦方式。

接觸一瞬間〜蠟油模擬液體碰撞實驗

水滴碰撞是一個很有趣的實驗,一般的水滴碰撞實驗,都是用快速攝影來捕捉水滴碰撞瞬間的情形。我們改以蠟油來代替實驗,因為蠟油在不同的碰撞條件下瞬間凝固,留下碰撞瞬間的圖形或動態變化,我們就有足夠的時間與證據來分析探討變因。將落下的蠟油滴落在液面或固體表面時碰撞所展開的圖形,用影像分析軟體『ImageJ』測量碰撞後蠟固體展開面積,也可以測量「水中展開蠟滴固體最大長度(直徑)」來分析液滴碰撞瞬間的動態情形。 我們設計實驗讓固定蠟油從不同高度滴在紙面、不同固體表面、水面、不同聲波頻率振動的水面,根據蠟油凝固後展開「蠟滴展開面積大小」與「蠟滴形狀」分析液滴碰撞的情形來進行研究與探討。