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佳作

「黏黏」有餘-非洲大蝸牛生活史與其黏液對植物產生嫌惡物質之研究

非洲大蝸牛屬外來種蝸牛,是台灣農地常見的入侵外來種。本研究企圖透過飼養非洲大蝸牛了解牠的生活史,了解如何塗抹大蝸牛黏液使植物避免被攝食的效果最好,以做為防治大蝸牛的參考。結果發現,將大蝸牛黏液塗抹在植物上,確實會讓植物避免被攝食。且誘發出的大蝸牛黏液與直接塗抹的黏液有一樣的效果。將黏液塗抹在萵苣與小白菜也都能產生避免被攝食的效果。在不同塗抹位置與方式上,大蝸牛黏液塗抹在葉片傷口處可避免讓大蝸牛被攝食的效果最好。而大蝸牛黏液塗抹在葉片表面也可避免被紋白蝶幼蟲攝食。從實驗結果水溶實驗推測出,這種讓動物產生嫌惡感的物質,不是水溶性的,應是脂氧合酶所產生的脂溶性物質。

底泥出清-阿基米德螺旋汲水器在水庫清淤上的運用

為探討阿基米德螺旋汲水器汲取淤泥的效果,我們設計出四組長為50 公分的螺旋,分別以螺旋內外半徑比、葉片數、裝置傾角、泥水比例和轉速為操縱變因,進行實驗。 實驗結果顯示,螺旋內外半徑比以 1/2 的汲泥效果最佳;葉片數以三葉片螺旋的效能較高;汲水裝置傾角則是傾角愈大汲取量愈少;泥水比例以泥水比為 2:1 的汲取量高於泥水比 1:1 的;轉速以120 rpm的汲取量優於60 rpm,且能突破傾角 40° 無法汲起淤泥的限制。 實驗中亦發現,只要水位高過螺旋前端的第一個腔室,即可順利汲取泥水;以汲泥效果最佳的數據估算,每24小時可汲起8公噸左右的淤泥。若利用本實驗成果進一步研發,有望成為在水庫積淤區域進行抽淤的利器。

森「螺」萬「像」─探討斑蜷習性與其生存環境的關係

斑蜷(Melanoides maculata)為2005年台灣發表的記錄種,在外形上與網蜷(M. tuberculata)非常相似,斑蜷口蓋旁有條黑色弧線,是辨別此兩種螺類最明顯的特徵。斑蜷除了會攝食微藻外,亦須攝食一些其他的有機碎屑,才能維持正常的活動力,因此主要生存在底質為泥沙的天然環境中。斑蜷腹足吸附力不強,體長1.8~2.2cm的斑蜷,最大吸附力約為0.52 gw。斑蜷的外殼並非揹著,而是貼在水域底部,故只有在移動時,腹足才需使力;呈流線形的外型可讓斑蜷在底部移動時,降低水的阻力。斑蜷爬行角度不可超過150°、水流強度不可超過20 cm/s,因此水利工程除須考慮底質組成,亦需考量牆面設計及流速。

任給n個正整數邊長可形成的三角形數及其由最少至最多數目歷程討論

在本篇文章中我們將討論任給n個正整數邊長可形成的三角形數目,以及由最少至最多數目的例子建構歷程,而討論這個問題也牽涉到在一線上建構不同的圓,利用不同的圓及圓心之間的關係來討論出例子建構歷程,也利用幾何關係證明出一些相關定理。

鋤禾日當午,擦點防曬乳

本研究的目的是探討常見天然食材及廢棄果皮對紫外線(UV)的吸收效果,以Arduino組裝UV檢測儀檢測UVA、UVB的吸收值,並與市售UV強度計確認可信度。以水及酒精萃取食材發現常用食材都有吸收UV效果,其中柑橘類果皮和綠茶比過往科展的火龍果皮、蘆薈皮和咖啡渣效果更好。植物油中UV吸收效果最佳的是麻油,食材經油萃取後可提升吸收UV效果。防曬乳製作以水萃取綠茶3天及綠茶和水重量比1:3,搭配9種植物油萃取綠茶3天及綠茶和油重量比1:3,用油相/乳化劑/硬脂酸/水相重量比60:4:1:35,製出9種天然防曬乳,經自製UV檢測裝置評估後,發現防曬效果與市售防曬乳相近,也透過解剖顯微鏡觀察到油包水的圓球形微胞,證實此配方可成功製成防曬乳。

圈上的波扭:有趣的滾圈圈

滾子(橡皮圈、踏墊圈及彈簧圈)在轉盤內滾動時,會產生滾動、滑動、跳動、滾滑、跳滾等各種運動現象,亦會有下凹、前凸、上凸、後凸、橢圓、擴張波動... 等各種形狀的變化,並伴隨著滾子周長的增加。透過本實驗可驗證滾子的運動模式受到轉盤跟滾子的接觸面性質、轉速等因素的影響,而滾子在轉盤速度產生改變時,會因為摩擦力及重力的影響,產生後退或前進的現象。透過分析錄影檔,可計算出滾子的後退角及臨界轉速,促使滾子後退角產生改變的因素除了轉盤的材質之外,原因尚有其質量與表面狀態的差異。除此之外,我們又延伸出其他不同材質、大小的轉盤及滾子,嘗試各種組合,也因此發現把彈簧作為滾子時,能觀察到明顯的共振駐波...等有趣的現象。

攜帶型直笛檢測器研發與呼出氣體分析

以往呼氣分析皆是在醫院及研究單位進行,且呼氣檢測可提供診斷疾病的資訊。文獻中指出,血糖值上升則呼氣中CO2濃度上升;血糖值下降則呼氣中CO2濃度下降。本研究發展攜帶型直笛檢測器(簡稱FRD)分析呼氣,採用市售直笛組合自製流速計,搭配APP-Spectroid測量吹入氣體聲波頻率,比對聲波頻率與分子量相關性,並加入氣體絕熱指數的校正。本研究FRD完成N2與CO2校正,得到高再現性結果,以N2和CO2不同比例混合氣體作為標準品,完成檢量線。人體呼氣測試以多步驟集氣袋模式排除水氣,並將測出呼氣平均分子量換算與校正得呼氣中CO2濃度。本研究有效開發FRD並發展微小化輕便檢測器,降低檢測器成本易推廣於大眾,更能夠收集大數據促進國人醫學與健康的研究。

利用學校廢紙再製成多功能收納櫃

基於環保的觀念以及資源回收再利用的精神,本研究針對回收的紙類,經過再製的過程,做成多功能收納櫃。實驗過程藉著試驗失重率、表面摩擦力、厚度、變形度、耐應力等方式來驗證紙漿板的特性,最後結果經過統計分析後評選出製作紙漿板的最佳條件以及紙與膠的最佳比例(2:1),為製作出符合需求、美觀且耐應力強的收納櫃。 成品的外型設計上,考慮應力及可堆疊性等因素,決定採取六邊形(蜂巢式)設計,並且專門為六邊形收納櫃製作一組模具,另外,更研究此模具如何將紙漿定型、脫模以及成品的乾燥方式,最終將最佳比例的紙漿填入模具中,經過乾燥的過程,做成符合需求的收納櫃,以便能運用在生活中並達到資源回收再利用的目標。

當我們連在一起-探討流體連通阻尼器應用於建築物減震分析

本研究利用自製連通阻尼器、自製模型屋、自製地震模擬器,將連通阻尼器配置在低樓層模型屋,用手機APP軟體偵測震動加速度,檢驗減震效果。研究結果:(一)連通阻尼器最佳阻尼強度:流體濃度5~20%,強度700~1500公克力。(二)連通阻尼器最佳配置:阻尼反向、配置前後方向、傾斜角度30度、與主震動方向夾角30度、連通阻尼器配置越多。(三)建物結構與震動大小的影響:模型屋樓層重量越重、樓層越高、結構強度越差、震動加速度越大時,減震效果越佳。(四)連通阻尼器的減震效果:最大加速度平均減震百分比為32.5%,平均減震值為107.6gal;平均加速度平均減震百分比為25%,平均減震值為48.6gal。連通阻尼器減震效果佳,可作為製作速度型阻尼器的參考。

音箱 別有洞天

本研究自行發展了自製音箱與撥弦工具,並試圖對不同形狀的音箱、不同的音孔數和不同的音孔形狀進行操縱,最後我們獲得了16組實驗數據並進行交叉比對,同時對各種組合音箱的最大響度進行比較。結果發現最大響度順序為:正方形音箱搭配正方形單孔音孔板>長方體音箱搭配正方形雙孔音孔板>橢圓柱體音箱搭配正方形單孔音孔板>圓柱體音箱搭配正方形雙孔音孔板,由此得知:底面為矩形的音箱>底面為圓形橢圓形的音箱,且單孔效果較雙孔好,正方形音孔表現最佳。