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佳作

環「徑」變遷

本研究主要探討平面上給定三角形ABC及一點P,所連出三個三角形PAB、PBC、PCA與ABC的外接圓半徑之關聯性。 首先,P為ABC外接圓上異於頂點之點或垂心時,三個連出的三角形的外接圓半徑與ABC的外接圓半徑相等。 接著,延長ABC的三邊分平面為七區,討論三個半徑和的最小值及此時P點的位置,並證明出: 1.非正三角形三徑和的最小值僅會發生在兩區。 2.若ABC為非正三角形的銳角或直角三角形時,在ABC的內、外部各有一點P,使得三徑和最小。 3.若ABC是以A為頂角的等腰三角形,當A114度,使得三徑和有最小值的兩個P點皆在ABC的外部。

空穴來風-無扇葉風扇之風向、風速與曲率改變之探究-

本研究探究市售之無扇葉風扇標榜相較於有扇葉風扇的風速更大且更穩定,但研究結果發現並無廣告效果。研究發現無扇葉風扇距離出風口越近並無呈現風速越大之規則,而是有位置上的差別。研究群提出Y型理論來進行解釋,意即在無扇葉風扇前方風從底下馬達吹出時,下、中兩個位置的風壓低且都吹向中間吹,但到了上的位置風壓集中在這裡,左上,右上都有強烈的氣流,但到中上時兩道氣流對撞反而使風變小了。最後,研究群試圖改變無扇葉風扇的曲率,探究其出風速的大小比較,其結果顯示6*6(出風口高度為1.2cm)的曲率設計可找到最大風速,且最大風速的出現點在0基準點上方,推測可能是出風口瞬間造成氣壓降低,使得周圍的空氣流入補充所導致。

別浪費~看我的「乳」「印」術

比較市售7款品牌防曬乳發現其中3款化學性防曬乳1款混合型防曬乳,可以順利將圖案轉印到布料上,轉印結果有下列幾點關鍵: 1.溶劑:以K品牌化學防曬乳約每4平方公分1.5克並加上75%酒精1毫升,可以溶出最多油墨,且有最佳定色效果;若無酒精,單純使用化學防曬乳也有不錯的轉印效果。 2.布料:以表面平整的彈性纖維-萊卡(Lycra)為最佳載體,泡水後進行熱氣相轉印有最佳效果,光照度可從未轉印前1695 LUX到轉印後371 LUX,含有棉布料的涼爽棉棉次之,府綢棉可從轉印前1540 LUX到轉印後275 LUX。

開「心」果─印加果開殼機構設計之研究

印加果是高營養價值的植物果實,富含Omega-3與必需脂肪酸近年來逐漸被重視,但是開殼仰賴人工,人力成本成為推廣的最大阻礙,因此著手研究印加果的開殼機構研究,期許能為人類攝取植物營養提供進步的動力。研究成果分為:1. 整顆果實分離成單一粒果實的研究、2.單一粒果實開[外殼]的研究、3.單一粒果實開[內殼]的研究、4.果實與外殼分類處理的研究,5.整體機構在機電整合與資訊處理的研究,6.開殼機構最佳化整合的研究上等等。針對開殼與分殼的方法有:打拋、捶壓、折返震動、刀具、夾壓、高壓氣流、離心旋轉等等作為實驗的研究變因。與傳統人力相較,我們能夠更快速、更加省時省力的開殼與分殼,為印加果自動化生產的路程上,立下了新的里程碑。

收放自如~實驗探討線軸展開或捲縮的條件

生活中發現線軸會因拉線角度的不同而收放自如,此現象激起了想探究的決心。我們初步發現線軸在不同變因下會有一個特定的臨界角θc而改變其滾動方向,因此本組選擇了拉力大小、線軸重量、線軸內外徑比值及不同接觸面性質(靜摩擦係數)作為實驗的四種變因,並設計了「線軸收放儀器」來進行實驗探討。為了精確測量臨界角,實驗時儀器中的粗調裝置是利用螺帽固定螺旋桿以大範圍調整定滑輪的升降高度,微調則利用指針帶動螺旋桿轉動角度來微調定滑輪的升降,將實驗過程攝影記錄,並再利用Tracker分析物體改變滾動方向時的臨界角。實驗顯示,影響線軸滾動方向的臨界角大小,和線軸之拉力大小、線軸重量及接觸面性質皆無關,只和線軸內外徑的比值有關,即cos ⁡ θc=r/R。

生物分解新主張,污水處理有一套

本研究以自行設計的滴濾池培養厭氧污泥,提供厭氧菌硝酸鹽將其脫氮氨後,再回流至上流式厭氧污泥床(UASB),結合三相分離器,利用回收沼氣,增加污泥浮除效果,並結合喜氧設備與生物膜分解方式,改善污水出流 COD、BOD 、TKN(總凱氏氮)、氨氮等問題。本研究實驗分兩階段,探討不同種類污水對系統之影響。第一段實驗配置廢水主要添加丙烯晴當氨氮及有機氮來源,因具有生物毒性,在未經丙烯晴馴化的厭氧污泥處理時,COD去除能力只維持20-21%,第二段實驗配製廢水主要添加尿素當氨氮及有機氮來源,因尿素為生物營養源,對生物增生具有加值效果,經馴化後UASB槽出流COD為420-400PPM去除率已達60%-62%,經固定床處理後廢水COD明顯下降80PPM以下系統COD總去除率92-95%,TKN(總凱氏氮)去除率74%。

電雙層電容器電極碳材性質之探討

本研究主要探討咖啡渣、甘蔗渣、竹幹、竹葉等天然材料,透過簡易的步驟,將其轉成碳材,再製成電雙層電容器,並且比較不同原料所轉成之碳材之物理、化學性質及其電容效能。在與其他文獻提出之碳材合成法與其電容效能作比較,發現以甘蔗渣為前驅物所合成之碳材相當具有研究潛力,碳材具有質輕且組裝成電容器後具有不錯的電性測試結果。

奈米金應用於潛指紋檢測之研究

指紋檢測技術為現今偵辦犯罪事件中一項重要的工具,傳統上以粉末法檢測指紋中的水分為主要方法,然而水分易隨著採樣時間拉長而消失,粉末法就難以派上用場。為解決此難題,本實驗利用奈米金可吸附油脂的特性以及具「表面電漿子偶極共振」效應,比較奈米金、奈米金團簇、四氯金酸三者於檢測指紋效果的優劣。研究發現三者之中,以指紋復現明顯程度來看,奈米金團簇的效果最佳,因其可以照射紫外光之後顯現出螢光,而四氯金酸耗時最久,因其須先還原成金原子,故整個過程長達兩小時。本研究亦嘗試在奈米金團簇上,修飾K他命抗體,以達到更加專一的指紋檢測。

土石流不流-從清水溪土石流成因踏查、雨量計改良到簡易預警裝置的研究

夏天常見土石流,想研究成因及預警裝置,以減少災害。 我們發現該區具下列特徵:坡度陡,土質主為砂岩,植物以草本及淺根木本為主,離斷層帶五公里內,常有人為施作,雨量集中。 把雨量計的儲水筒改良成儲水、雨量兩用筒,設計兩半圓保麗龍夾磁鐵成浮標置於筒內;指標磁鐵置於筒外,當收集雨水後,指標磁鐵會指在某刻線上,使測雨水方式更簡便精準,頗具創意。 簡易土石流警報裝置,精算調控漏水面積,使儲雨量加調控漏雨量等於警戒雨量,利用常見的臉盆加蜂鳴器及校正過的規律漏水設計,若水位達警戒值時,導電浮板碰觸上緣導絕導板、雙半圓導線即形成通路,使蜂鳴器鳴叫,達到預警效果,其中第三代最優,可推廣到好發土石流區一般家庭使用。

有其母不有其子─探討虎尾蘭彩斑遺傳

無性繁殖在農業和園藝上廣泛使用,因此繁殖法可以大量繁殖且保留母株的性狀。在本次研究中,我們以常見的觀葉植物-金邊虎尾蘭(Sansevieria trifasciata var. laurentii)為實驗材料,並以其常用的無性繁殖法(地下莖繁殖、葉插繁殖以及組織培養)進行繁殖,結果顯示當以葉插為實驗組時,子株性狀竟與母株不同,不帶有金邊的性狀(如圖四)。另外也發現,由芽點處長出的子株(定芽)會與母株性狀完全相同。而進行葉錠浮沉實驗、葉肉組織切片觀察以及光合色素色層析實驗之後,我們推論,金邊葉肉組織因為不具有葉綠素,故養分供給不足,再生能力差,而造成葉插繁殖時,金邊斑葉性狀消失的情形。