全國中小學科展

佳作

探討芒果炭疽病菌對光的感應及反應

愛文芒果是台灣重要經濟果樹,其對炭疽病卻甚為感病,是芒果產銷上一大問題。病原菌在生長及感染時受外在環境影響,因此本研究希望藉由分析芒果炭疽病菌野生型菌株與光敏素突變菌株之發展、耐乾燥能力及致病能力等試驗去探討芒果炭疽病菌對光之感應及反應。本研究發現黑暗培養可抑制炭疽病菌產孢,但同時可促進發病、生長及孢子發芽,黑暗培養所獲得孢子對乾燥逆境有較好耐受性;藍光會抑制所有菌株生長及產孢,光敏素的缺失影響四種光源下孢子發芽及遠紅光下產孢。分析光敏素基因的表現量,發現於黑暗下表現量最低而遠紅外可誘導基因表現。本研究為芒果炭疽病菌對光感應及反應之首次研究報告,期望本研究成果可提供於芒果採收後儲藏之病害管理。

智慧型遠端插座用電監控系統

在電費日趨上漲的今天,「節約能源」對大家來講無非是必要的事,本專案嘗試利用目前智慧手機APP 的實用功能,以及單晶片微電腦等,探討設計一個「智慧型遠端用電插座系統」,並提出一個有效達到節省用電量以及監控用電狀況的解決方案,本專題探討穫得以下結果:一、利用現有智慧型手機,搭配如插座般的硬體模組,使用於家電的控制上,是方便可行。二、硬體模組可順利與家庭的電源系統及插座相容,居家不須做大幅度施工改善電路工程。三、針對往後新建大樓房屋的電器配線及明線或暗線插座皆可很容易的搭配使用。四、藉由我們所開發產品,使用手機即可容易完成對居家電源進行如拔除插座一樣的隔斷電源動作。

隱藏式觸碰門

以人體作為觸發訊號來源,利用觸發間隔時間作為輸入資料訊號,當輸入密碼與預設密碼吻合則門開啟。本系統主要功用如下:一、 隱藏式輸入訊號端,輸入訊號可設計在門上任一地方,同時設計為可更換之輸入點,利用開關選擇門上A點、B點或C點……作為輸入點,有心人士即使知道密碼亦無法得知應由何處輸入密碼。二、 利用人體為觸發訊號源,以長按、短按觸發輸入點輸入密碼,無需使用鍵盤作為輸入端,免去維護及保養。三、 密碼位元數可由使用者自行設定,密碼可設一位數至無限多位數,當使用者僅去路口倒垃圾可設一位數(如3,大門敲3下)方便進出;當使用者出國多日則可設為多位數(如275384659424,小偷猜對密碼機率一兆分之一)確保安全。四、 適合用於社區大樓、辦公大樓或大型飯店門禁管理,每扇門使用自訂密碼,每擴充一組電鎖門僅需一組輸入/輸出(I/O)點,便於擴充與管理。

以螺為師~螺形變化在渦輪機的設計

再生能源、仿生學是近年來主要的發展目標。為了研究高效率的發電裝置,我們希望能結合適應潮汐水流的常見鳳螺螺殼構型,設計適合水圳發電的水輪裝置。首先分析螺殼外型的結構參數,提供3D列印印製渦輪機模型。再將模型置入不同直徑的集風管中,探討不同風速、流通比及渦輪機,對渦輪機發電效率的影響。研究結果在小流通比、強風速時,會得到較大的轉速;長螺形渦輪機(渦輪機3)的轉換效率比短螺形渦輪機(渦輪機1)高。另外,在不同管徑的集風管中,適當的旁通比以及等比例長螺水輪設計,才能提供較高轉換效率。本研究希望提供最佳的水輪螺紋變化的配置參數,提供應用於水圳的小型水力發電機組。

逆轉黑暗

光線在我們生活中是不可或缺的,導光管能將在屋外的自然光導入屋內節省能源,而本研究將普遍固定不動的導光管結合本研究的追光系統改善固定角度的問題,讓導光管能垂直的朝向太陽,即可增加屋內的光線,本研究的追光系統運用三點接面的原理使用三個支架,透過推桿改變支架的高低形成不同角度的斜面來達成追光。

隧越如梭--雪山隧道知多少

為了揭發隧道神祕的面紗,我們組成「隧人士」偵探團,不懼千里迢迢的路程,親自到宜蘭縣造訪雪山隧道,參訪雪隧文物館、行控中心,探究臺灣最長的雪山隧道。 隧道內的溫度會受車流量、坡度狀況、排放廢氣量和濕度等因素的影響,使雪山隧道入口處與出口處溫度迥然不同。北向隧道冬季溫差最大可高達20℃,夏季溫差最小仍有13℃。為了驗證我們的想法,我們善用實驗室的設備器材,探討數種不同環境的溫升情形,以模擬隧道內溫度升高的原因。結果以250W燈泡的溫度上升較60W燈泡明顯;以二氧化碳與二氧化硫氣體溫度上升較明顯。此外,高濃度的二氧化硫、汽車廢氣溫度上升情形較低濃度氣體明顯;並發現乾燥空氣的溫升情形較潮濕空氣明顯。

逆境入侵!有請細胞壁─探討PME基因At3g49220功能缺失對阿拉伯芥適應逆境與激素之影響

PME(pectin methyl esterase)果膠甲基酯?是維持植物細胞壁結構的重要酵素,可藉由分解果膠來調控鈣離子進出,間接影響細胞壁的完整性。本實驗選擇在實驗室中被篩出對熱逆境敏感的突變種,以NaCl、ABA、GA加入培養基,探討不同濃度下,突變種與wt根生長量的差異;另一方面,我們也用RT-PCR看逆境與激素對此基因RNA量的影響。實驗發現在NaCl逆境裡,此基因RNA表現量下降,但在ABA中卻呈現上升的趨勢。根長實驗部份,098874c的種子在NaCl與GA的環境下,有差異大於wt約10%的情形。而859540的種子在ABA環境內,其生長情形比wt好,在GA處理下則較差,此部份差異也都達10%。RT-PCR兩種處理的結果符合根長實驗呈相反趨勢。所以At3G49220基因對植物生長確實有影響,但在鹽逆境、ABA、GA環境下影響不似在熱逆境下顯著。

由數學逆推法解出彗星外形之可行性初探

本研究從小行星中心(MPC)網站取得彗星19P/Borrelly的觀測資料,利用天體光度曲線逆推(lightcurve inversion)為基礎的DAMIT程式繪製彗星的外形模型(Shape Models)。 若將繪製出的19P/Borrelly外形模型與深空一號(Deep Space 1)拍攝影像比較,發現彗星外形模型含有大面積的三角形,推測是星等變化受到彗髮的影響。由於67P/C-G與19P/Borrelly特性相似,本研究以67P/C-G為參考,對星等、距離及週期等因素進行人工篩選,以減少彗髮對彗星外形算繪的干擾。 本研究也同時探討彗星自轉方向,對繪製外形模型的影響。結果顯示,自轉軸指向的差異會導致反光面的變化,進而影響彗星的外形模型。

漫漫黃砂九芎城--宜蘭地區汙染物濃度的探討

本研究主要探討宜蘭地區的各種空氣汙染物與濃度變化,利用宜蘭市測站與冬山鄉測站的觀測資料以繪製成圖表,並以現有的地科知識背景討論出各項污染物形成原因與機制。為求更精確的了解各時間尺度下的濃度變化,我們將觀測資料經數學方法處理後,製成逐時、逐月與逐年的濃度變化圖。另外我們以PM2.5為主要探討對象,了解大氣的條件與變化對污染濃度產生的影響。

再次抓住棉腆的WALL

全球暖化造成氣溫逐年升高,又造成熱島效應使內外溫度差不多,夏天時熱到受不了,冬天又不像冬天,長時間都需要開冷氣,這樣一來治根不治本,反而造成了更嚴重的地球暖化,再來就是牆壁使用年限快到期就會開始剝落,這些外牆不但不美觀,掉落的碎屑還有可能造成砸傷的意外,所以,我們決定拿這些要丟棄的棉花,二度利用,達到循環經濟成效,探討其隔熱及黏著力效果。