全國中小學科展

佳作

癌師膏屠—中藥複方抗癌之分析探討

進步的文明與較長的壽命所衍生出的問題中,癌症可說是難以避免的病症,除了西方醫學的化學療法及放射療法之外,已有數千年歷史的中草藥方也逐漸成為常用的輔助療法,為了探討這些藥方是否能抑制癌細胞生長,我們對於五種中藥複方進行萃取,透過管柱層析及單方的毒性測試,配合高效液相層析儀質譜連用及文獻查詢,一步步分離複方龐大的混和物,並嘗試尋找有效成分。利用Flow cytometry分析藥物對細胞週期造成的影響,以及是否造成細胞凋亡,並使用western blot觀察cyclin,CDK2,caspase等等蛋白質的含量變化,希望能驗證中藥能確實對於癌症的治療方面有所幫助。

藍牙方程式賽車--繪圖車設計

為增加數學課程的互動性,我們設計了一台可遙控的「方程式」繪圖車,可以依所輸入的座標來移動,精準的繪出所有的二次函數和其他圖形。 這台繪圖車裝備兩顆步進馬達,透過Arduino微控制器,指揮繪圖車的行進路徑。如果把所有圖形都看成是平面上點的連結,我們的構想是將座標系套用在平面上,而繪圖車在座標系裡從點到點之間行進的過程中,車上的筆就可以描出不同的圖形。我們自己寫了一個App,讓使用者可以用手機與繪圖車連線,增加了無線控制的方便性。此一裝置,可讓教學者只需拿起手機,就可以輕鬆又準確的呈現各種二次函數圖形,而學習者也可以藉由操控繪圖車,更清楚掌握數學函數的原理。此種繪圖車的原理,可以廣泛應用到各種圖形的輸出與展示。

溝渠發電-廢棄腳踏車變形微型川流式水力發電機

研究利用廢棄腳踏車設計與製作微型川流式水力發電機,研究目的:首先研究最佳發電線圈,其次製作水平發電機,設計水輪機,最後完成微型水力發電機。研究結果:漆包線直徑0.5mm繞1000圈,中心為木心、線圈直徑6.0cm發電效能較佳。利用最佳線圈製作的水平發電機在磁鐵盤速度20Km/h,功率約84W。微型川流式水力發電機在水流流速3.5公尺/秒,磁鐵盤速度30Km/h時,發電功率約220W。在灌溉溝渠實際測試,在水流流速0.9公尺/秒,磁鐵盤速度10Km/h發電功率14.5W,足夠提供4個12V的LED電量,具實用價值。台灣有溪流或水圳都可設置川流式水力發電機,降低生態影響、提供環保發電方式。

凱爾特石的反轉密碼

我們發現可以改變方向旋轉的迴旋棒(rattleback),感到很驚奇。我們想探討它產生迴轉的變化與原理。我們以(1)文獻探討法(2)調查法(3)數位成型法(4)灌模法(5)實驗法(控制材質、大小、形狀、底面粗細、旋轉力量、施力點、施力方法、施力方向等變因)(6)TRACKER軟體分析法進行研究,探討迴旋棒產生反轉的現象、原理及變化。我們發現:迴旋棒的反轉現象會受形狀、材質、重心位置、受力位置、受力大小的影響,我們應用迴旋棒X、Y、Z軸的關係及重心結構原理,對於這種發現我們十分興奮,希望繼續探討實作新型迴旋棒,擴展研究成果。

倒立水母的環境調查與收縮行為初探

倒立水母其傘部會收縮引發水流,為水母帶來獵物。本研究除進行在林園濕地中倒立水母的數量調查外,並設計實驗,探討個體大小、光照與否、餵食豐年蝦對其收縮次數變化之影響。水母對於暗區與亮區的選擇及對三個連續性光照梯度的選擇。研究結果顯示,其個體越大,收縮次數越少;白天與用手電筒照射的狀況下,收縮次數也較多;在餵食豐年蝦的條件下,其收縮次數也有明顯的增加。水母對於亮區也有明顯的移動。田野調查中,冬季調查水母數量大約500多隻左右,但進入夏季時節數量超過1000隻,4-5月為繁殖期,大量增長。對於水母的消長狀況,需要長時間的監測,進行更多的宣導和教育,進而維持濕地生態的豐富與多元性。

以弧測海-探究費氏弧菌並檢測海洋汙染

本實驗使用分光光度計檢測費氏弧菌菌液濃度的OD600吸光值,並以其判斷費氏弧菌的生長情況,測量各實驗組中細菌含量的差異。 首先檢測其生長情形最良好之鹽度,再以最適鹽度做為培養基基底,並用於檢測有機、無機汙染物對於費氏弧菌生長的抑制效果,並將所得結論用於實測東北角海岸線汙染,分析各種汙染物及各地海水下菌液OD600數值之間的關係,進而探討各地海水所受到的汙染程度並嘗試了解其汙染因素。 為解決耗時過程,我們採用海藻酸鈉可形成凝膠的特質,將費氏弧菌以膠球固定化,加入對應的自體誘導物N-(3-oxohexanoyl)homoserine lactone,並測試其發光、發熱的強度。加入待測汙染物及樣本,測量發光強度,若和上述OD600實驗所得的數值正相關,則能夠以此方式迅速進行海水水質檢測方式。

想入「啡啡」,「皂」「板」有理!

咖啡量大,廢棄渣處理漸成議題,查詢咖啡渣成分,設想可利用方式,加入氫氧化鈉將內含油脂皂化洗出,其餘殘渣以糯米澱粉糊膠結製成板材;製皂部分探討肥皂在不同濃度氫氧化鈉中的溶解度,氫氧化鈉濃度、用量、添加乙醇、分次反應對皂化反應的影響;咖啡殘渣製板部分探討糯米糊加熱溫度、糯米糊與咖啡渣比例對板材抗彎折、隔熱的影響;板材使用、回收部分探討防水性、加入生澱粉(含澱粉酶)廢棄時分解情形。以咖啡渣製皂製板,從製作、使用到廢棄完全不產生污染,廢棄後可堆肥、作為燃料或是一般垃圾,毫無環境負擔,能充份利用咖啡渣的殘餘價值。

不能說的X-揭開植物化酒為水的奧秘

植物纖維中可食者稱「膳食纖維」,選擇常用蔬果做實驗,期望對人類有所裨益。本實驗經由觀察植物化酒為水的現象,藉膳食纖維的特性,去探討其原因與「分子間作用力」的相關性: 一、「非水溶性」膳食纖維可以吸收酒精和水份 。 二、膳食纖維有很多親水基團,而水的極性大於酒精,但實驗卻發現植物親酒精更勝於水: (一) 酒精和水發生「競爭取代」的現象。 (二) 膳食纖維有親脂端會吸油,而酒精也有親脂端。 三、極性分子有正極偶、負極偶,利用TDS&EC(總溶解固體量與電導度)測量儀,測出膳食纖維可吸引電解質。 四、蛋白質在酒精、醋酸、鹽酸中會產生變性,而「水溶性」膳食纖維可以吸附蛋白質形成保護膜,減少變性。

真滴,水不漏

我們為了改善學校水龍頭漏水的問題而展開一連串的觀察和研究,研究分成兩大部分一是了解學校水龍頭的使用情形與分析漏水的原因;第二是製作漏水防治器來有效減少漏水的情形發生。 研究結果發現學校水龍頭的水流量會隨著不同樓層、距離主管遠近、不同形式而有不同。我們利用自製轉角測量儀來了解同學轉動水龍頭的習慣,並製作水龍頭節水卡來減少水的浪費。在製作漏水防治器的過程中,為了提供止水皮足夠的力抵住漏水嘗試了許多材料,我們發現使用防水釹磁鐵加上塑膠螺絲、螺帽組合成可調式漏水防治器可適合不同水龍頭,測試後更確定漏水防治器可有效發揮作用。為了提高穩定性我們又採用3D列印的方式來製作防治器的零件,有效的增加組裝的精確度。

捕「蜂」捉「癭」~探討一種未知寄生蜂的生態及對檬果壯鋏普癭蚋寄生模式

校園芒果葉自2014年被檬果壯鋏普癭蚋寄生,癭蚋形成的癭室內發現寄生蜂存在,經熱帶園藝試驗所轉送鑑定為膜翅目釉小蜂科,Aprostocetus sp.,目前無文獻描述生態。寄生蜂卵及幼蟲期約18~20天,蛹期8~10天,成蟲8~10天。成蟲雌性(1.53± 0.13mm)較雄性(1.15± 0.11mm)大,雌蟲具紅棕色產卵管。秋冬時,蟲體腹背有單一條紋,雌雄位置不同;夏季時,田野及溫控實驗顯示高溫會提升寄生蜂多條紋比例。田間寄生蜂雌雄比為0.7:1,會行孤雌生殖。寄生蜂在癭蚋2及3期癭室時寄生,由葉背產卵至癭室內,外寄生且為單一寄生。被寄生癭室停止增厚且外型變大,雌雄蟲羽化通道大小不同且位置不固定。人工放蜂能減少30.93%癭蚋成蟲,為自然寄生之抑制率的1.5倍,具有生物防治潛力。