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佳作

妙絕「吾」生「筆」~水擦環保粉筆之效能探討

本研究利用碳酸鈣、硫酸鈣、二氧化鈦、樹脂、蠟、色素、蛋殼、粉筆灰等研發環保新粉筆,且透過自繪粉筆檢測裝置,測量其書寫狀況。研究發現碳酸鈣粉筆容易書寫、且清楚,但易掉粉。硫酸鈣粉筆:質輕堅硬、抗變性高。二氧化鈦粉筆容易書寫,寫灰度極高,但較軟易碎。碳酸鈣:硫酸鈣:二氧化鈦:水=3:1:11:8整體效果佳。添加樹脂、水溶性蠟可以提升粉筆的抗變性且使書寫清晰。使用各色顏料色素可調和粉筆顏色,其中薑黃粉的調色較果最好。與市售粉筆比較,自製粉筆的書寫的附著率、寫灰度、擦灰度皆為第一名具有良好的市場價值,而在自製粉筆中添加蛋殼、粉筆灰回收再製作,是環保可行的方法。

「掘」處逢生—東北角潮間帶近緣皺蟹Leptodius affinis之生態與挖沙行為探討

近緣皺蟹Leptodius affinis是一種小型的潮間帶螃蟹,主要棲息在有沙且上面有石塊的區域,以蛻殼成長,夏季蛻殼較頻繁,繁殖季在4-9月,具有固定的挖沙模式,會先在沙上爬行,碰到石頭,便背靠石頭,利用步足來回挖掘,並利用螯推開沙子,使自己沿著石頭下緣進到沙內。但牠們並非隨時都能進行挖沙,當沙子沒有淹水時,頂多僅能半個身體進去,也就說退潮時在沙內的近緣皺蟹應該都是有淹水時就已經進去,等潮水再漲上來時,才可能爬出來活動。那為什麼要挖沙且又讓自己被石頭壓著呢?我們發現有幾個重要原因:1.受海浪影響小;2.環境溫度穩定;3.可躲避天敵及彼此間相殘;4.可遮光;5.退潮時,沙內不但保有較多水分,且正好可以緩衝石頭的重量。

風水輪轉―氣、液兩用特斯拉渦輪發電機設計與應用探討

2050年淨零碳排的目標,全球積極發展再生能源維持充足的能源供應。本研究以廢棄光碟片製作特斯拉渦輪,學習大自然黃金螺線改良;分別以空氣及水兩種流體,比較渦輪轉速效果,轉子採用螺線數量:0條、2條、4條或6條,分別搭配0度、10度或20度入口角度。氣源壓力為1.00kgw/cm2時,採用4條螺線,搭配0度入口,轉速為1735RPM,相較特斯拉渦輪轉速746RPM,轉速提升133%;水源壓力為0.50kgw/cm2時,採用4條螺線流道,搭配10度入口,轉速為657RPM,相較特斯拉渦輪轉速381RPM,轉速提升72%;透過黃金螺線引導,可有效提升低壓流體的渦輪轉速。以氣源帶動渦輪成功驅動輪轂發電使LED燈照明;並對鋰電池進行充電,展示特斯拉渦輪發電效果。期盼可以發展成小型發電裝置並應用。

探討miR-17-92 透過調控 T 細胞分化影響腎纖維化

我國慢性腎病人口約14%,大多患者會因藥物或免疫疾病而走向腎纖維化。根據文獻,miR-17-92會影響T細胞分化,分化的差異則會造成不同程度的腎纖維化。 本研究取不同基因型小鼠的CD4+T細胞做體外分化。結果顯示含miR-17-92基因較多的T細胞分化成Th1比例較高、Treg比例較少,但對Th17無顯著影響。將小鼠腎纖維化模式處理的細胞進行RT-qPCR和染色實驗,觀察剔除miR-17-92基因的小鼠(簡稱KO)腎纖維化的情形,發現造成腎纖維化的纖維蛋白、膠原蛋白和其mRNA的表現量均減少。將WT和KO小鼠腎臟進行染色後,發現WT小鼠腎中Th1的數量較多,Treg則較少。綜合實驗結果推論,miR-17-92可以增加腎中Th1、降低Treg的數量,而Th1則會加重腎纖維化的情形。期盼本研究能對腎纖維化疾病有所貢獻。

圖形密碼—密鋪多邊形完全漫遊之研究

從建築燈光秀發想路徑問題,探討「密鋪多邊形進行完全漫遊路徑是否存在?是否可運用模組化的方法找到完全漫遊路徑?」發現不同密鋪多邊形可透過基本幾何拼板分割,當中心或初始圖形是可漫遊且可對外連通,搭配同條件的基本幾何拼板組合,則該密鋪多邊形路徑可完全漫遊;且可歸類同類路徑中不同幾何拼板之等價組合;另外,密鋪多邊形中每個單位圖形若維持原來的「圖形特徵—路徑可行進方向數」,則「密鋪多邊形完全漫遊路徑可以進行任意形變轉換」。在漫遊過程中得到不同密鋪多邊形的基本幾何拼板種類、路徑分類及路徑方法數公式。 最後應用研究結果,有效控制高空智慧清潔蜘蛛人,並設計一款全新完全漫遊路徑邏輯拼圖遊戲。

一果一世界—正榕榕果的小宇宙

本研究發現可由顏色或苞孔開閉判斷榕果分期,幫助教學或採集小蜂。隨著果高與果徑增加,果腔直徑同步增加,果壁厚度改變不大,果腔產生空隙,方便小蜂授粉與產卵及雄蜂移動、交配。B期外苞片逐漸成深紫色ㄚ形可鬆開,加上苞孔周圍黃色,是小蜂辨認苞孔位置時除香味外的著陸指標。苞孔發育過程配合開閉及香味釋出可決定小蜂進入時機,白斑有乳管分泌乳汁幫助對寄生蟲癭與食草昆蟲的防禦。小花有獨特空間排列使柱頭與花藥生長向著榕果中心,兩種雌花交錯排列使柱頭在同一水平,可平衡授粉或產卵機會。各色榕果葉綠素總量相似,可見色澤轉變仍可光合供養。果內有授粉蜂一種,寄生蜂5種,還有線蟲、蟎、甲蟲幼蟲、螞蟻等生物,榕果充滿物種多樣性。

跟著拿破崙一起壓縮多邊形吧!

本文旨在推廣拿破崙定理「以任意三角形各邊為邊分別向外作正三角形,則它們的中心(三心)連線必構成一個正三角形」至「對多邊形各邊為邊分別向外作正多邊形,則正多邊形的中心點(三心)可依序連成正多邊形」時成立的多邊形條件(此多邊形稱為拿破崙多邊形)。本文證明出拿破崙多邊形、平行多邊形與壓縮多邊形的成立條件互為等價,並推廣拿破崙法為「對多邊形各邊為底邊分別向外作相似三角形,其中相似三角形頂點依序連線」且討論完畢。

「抑」生菌—探討LP33 (Lacticaseibacillus paracasei 33)的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞增殖的影響及機制

細胞外囊泡是近期生物醫學的新星,具有疾病檢測或攜帶藥物等醫學上的應用,由益生菌釋放的細胞外囊泡曾被報導具抗腫瘤細胞增殖作用的潛力。本研究將探討副乾酪乳桿菌LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞增殖的影響。首先,利用MTT呈色法、台酚藍細胞計數分析研究LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞短期增殖的效應;再利用細胞群落形成能力實驗檢測其長期效應。接續,分別利用碘化丙啶染色搭配流式細胞儀檢測分析和西方墨點法,探討LP33的細胞外囊泡對三陰性乳癌細胞之細胞週期分布和細胞週期調節蛋白表現的影響。統整這五項實驗結果得知,LP33的細胞外囊泡可透過抑制細胞週期的進程進而抑制三陰性乳癌細胞的增殖。

癌細胞的「糖嗜好」~RNA-seq 技術探索糖分誘發癌細胞生長機制

糖影響癌細胞生長機制複雜,近年基因體研究技術發展,透過RNA-seq技術能全面分析癌細胞在不同糖濃度下基因表現變化,藉此窺探糖分誘發癌細胞生長機制。本研究以乳癌和肝癌細胞株為研究模式,低糖培養下癌細胞生長受阻,進而以RNA-seq技術分析,測得約16,000種表現基因,不同糖濃度培養分析組別,約100~5,000個基因表現差異,糖濃度越低基因改變越明顯,也發現乳癌和肝癌細胞基因變化情形不同。藉由富集分析,顯示表現變化基因功能主要與生長相關。經查詢文獻比對後,兩種癌細胞各挑選出十個新穎候選基因,並完成qRT-PCR驗證,確認實驗結果。本研究勾勒糖影響癌細胞生長之相關基因表現變化樣貌,並探索發現參與作用的新穎基因,有助於瞭解糖分誘發癌細胞生長的作用機制。

光照無所遁形~奈米銀變色膜的研究

一般變色膜是用光致變色粉與PU膠混合而成,我們的光致變色薄膜是用天然染料吸收陽光的紫外線,使染料上的電子躍遷至銀離子膠體上而還原出奈米銀,使變色膜透光度變低。 我們成功的自製抽氣乾燥暗箱及3w鋁基板光照箱,讓光照成效能不錯的控制變因;自製多色光光罩吸光儀可記錄不同色光穿透變色膜下的光敏電阻感光電阻下降,偵測與之串接的一般電阻電壓提高的多寡,可算出透光率及透光恢復率的大小。 以Gy33感測器記錄變色膜的RGB值,轉由HSV之色相值等,可確切得知變色膜顏色變化的程度,未來以此製成的變色薄膜,可黏貼在汽車玻璃或窗戶玻璃上,達到光穿透率變低,光不刺眼、防曬、使車內或室內溫度下降,達到節能減碳目的成為可能。