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佳作

說什麼鳥話?!-八哥學習人聲之歷程

八哥的學語黃金時期短,相對學習的詞彙也會較少,這和八哥腦內語言學習區和其發聲構造有關。八哥鳥的學習初期和人類的學習初期順序有些相似,只是學語的時間較人類短,需要在學語的黃金期不斷的練習,才會有極佳的學習成果。八哥某些音可模仿到非常相似,因為八哥鳥在黃金學語時期,會將之前學到的語調在腦中不斷地修正、調整。聲音在八哥鳥接收後,需要經過反覆聆聽及調整頻率並持續一段時間後,會在腦內形成基模。過了黃金時期才會形成晶體智力,且維持詞彙的記憶,再由發聲構造發出聲音。據觀察,這些模仿的叫聲,都是在無意識的情況下叫出來的,可能是為了想要吸引異性的注意,也就是牠並不了解語詞其中的意義,只是隨機發聲。

「冰」不厭「炸」─冰棒棍骨牌的研究

本研究首先探討井字型、田字型、沙漏型與雙三角型等四種冰棒棍骨牌結構的彈開效果(音量、彈開高度和反應時間)。發現井字結構效果最好,且骨牌彈開高度會呈現遞增到一定高度後不再增加。接著研究井字型結構的疏密度、厚度、在不同材質上彈開以及兩端為起點等變因,對彈開效果的影響,結果顯示:(1)骨牌的疏密度1.40公分時,彎曲高度最高,彈開效果最好;(2)厚度2.0mm骨牌的彎曲高度大,彈開效果較好;(3)地面材質平坦且堅硬時,骨牌彈開效果較佳;(4)以兩端為起點施放骨牌,能量的釋放具有方向性。我們並首創了「彈力點分析法」,可以有效的解析彈開效果。最後研究骨牌結構間的銜接,讓骨牌可以做到轉彎、分岔等動作,也製作了兩組環保鞭炮。

蒴果僅存-台灣欒樹蒴果在地面移動情形的研究

用自製風洞測試台灣欒樹蒴果,以白努利原理找出構造如何影響移動情形。發現:單邊易受氣流影響,移動距離遠;上反角的角度愈大,距離愈遠。而果皮寬與長的比是展弦比,越大的移動距離越長。表皮越平滑移動距離越長。而且種子的位置會影響重心,愈後方重心偏後移動距離愈長,而偏前,會出現飄動。當氣流通過蒴果表面,上反角大小會影響翼間渦流數量和擺動次數,造成翼面穩定度不同。

抑制植物黑色素形成之新理論及未來應用

PPO 是一種含銅的多酚氧化? (E. C. 1. 14. 18. 1),主要是將酚類 (phenol) 氧化成二酚類(diphenol),更近一步的變成quinones,後者是一種不溶於水的褐色聚合物,在植物中造成褐化最主要原因,然而在人類皮膚則產生黑色素 (melanin)。我們提出有一種揮發性的抑制劑存在動植物體內,此種抑制劑會抑制生物體內PPO 的活性。植物在收成後,揮發性的抑制劑逐漸消失,導致內生性的PPO 活性逐漸上升,因此植物便會產生深褐色的斑點。在本研究中,我們以玉蘭花作為例子,以生化酵素動力實驗、部分純化黑色素抑制劑來解釋揮發性抑制劑在植物體內的存在及其作用,更進一步對水果快速褐化提出一種新的理論。研究發現PPO 的褐化反應就像是人體內酪氨酸? (tyrosinase) 的催化反應,酪氨酸?可以使人體產生黑色素而累積在皮膚上形成黑斑,利用〝catechol paper 快速檢測〞模擬inhibitor 與tyrosinase 間的作用,證明,防止PPO 抑制劑之揮發可能在未來美白保養品工業裡扮演一極具潛力的角色。

解『色』--探究自製光譜儀之校正方法與應用於水溶液濃度分析--

經過使用DVD來自製光譜儀儀器不斷的設計改良,本實驗得到很好的分光效果,病應用自由軟體Image-J畫素分析得到光譜數據。另外,探究以日光燈、固定波長的紅光雷射、綠光雷射作為光譜數據分析校正(自訂校正公式),誤差率僅為標準光照的千分之1.5~1.8之間。最後,使用自製DVD光譜儀觀察不同濃度的硫酸銅,硫酸鋅及硫酸、氯化亞鈷的水溶液吸收光譜。結果發現硫酸銅在紅光的區域有吸收,但是硫酸鋅及硫酸並無明顯的吸收。最後驗證此自製便宜的光譜儀可以觀測到硫酸銅吸光度有隨濃度變化,雖然方法較為繁複,但可為節省經費的分光度計設計與應用。

「救」在煞車瞬間

為了讓在行駛的車子能夠更安心的上路、遊玩和快快樂樂的回家,我們想出 2 個 SPECIALIDEA 可以讓行車更為安全,肇事機會變低。

巴斯卡正方形

本文將一道組合問題可能的方法數製成正方形表格,以「巴斯卡正方形」命名。將此正方形內的組合數同餘若干自然數後,觀察及歸納其結果。 同餘後不同的餘數配予不同顏色,產生一些特別的圖形,例如:「教大中庭系列」及「棋盤格系列」。我們研究了這些圖形的規律性以及對各個餘數的個數進行計數。 我們利用Lucas’s Theorem及(1+x)n 展開的係數搭配乘法原理來做計數的工具,並且研發了一個算式用於計算任意組合數被質數的次方同餘後的結果。

良藥『不』苦口—如何有效改善中藥的苦味

本研究調查六年級小學生後顯示,83%吃過中藥,44%吃過轉骨方等幫助骨骼生長的中藥;高達90%感受中藥的苦味,只能採用「事後補救」的方式改善苦味,因此,以「事前改善」苦味為目標。選擇本草綱目裡屬於「大苦」、「大寒」的龍膽草和黃連做為實驗的對象,以科學中藥和水煎湯藥兩大部分,自己研究創新和找出市面上改善中藥苦味和不影響藥效的方法,並以官能品評法進行實驗。研究結果顯示,科學中藥的膠囊和錠無論視味覺最能改善中藥苦味,缺點是必須經藥廠生產或中醫診所配製;澱粉紙兼具改善中藥苦味、成本低廉和在家DIY的優點,經驗證其含科學中藥常添加之澱粉,可做為其隔絕中藥苦味之用。調劑糖粉,無論甘草或優格口味對於龍膽草改善中藥苦味效果較佳、對於黃連效果則較差。水煎湯藥,黑糖果凍改善中藥苦味效果最佳、無糖果凍次之,皆比服用水煎湯藥好,且口感較滑順。製成果凍後開始感覺苦的時刻仍比科學中藥早,所以建議儘快服用。

有適無恐—讓金黃色葡萄球菌金消玉殞的DNA

隨著細菌產生抗藥性之問題日趨嚴重,尋找出新型的抗生素一直是醫療上的重要研發方向。適體為具有類似抗體功能的核酸分子,與目標物具有極高的親和力,與抗體不同的是,核酸分子非常容易藉由化學方式進行修飾,且成本便宜,更重要的是,小分子的適體於生物體內穿透性高,且人體不易對其產生免疫反應,這些都是適體的優點。 本研究中,我們將以抑制細菌生長能力之強弱來篩選適用的適體,以獲得具強力抑制金黃色葡萄球菌生長之適體分子,並進一步分析、鑑定這些適體分子的標的物。 這個研究的成功將提供抗生素研究上的新方向,並且將會是第一個以DNA分子為基底的新一代的抗生素。

「藻」也「碳」息--二氧化碳濃度對浮游藻類生存之影響

二氧化碳劇增引起的氣候變遷,已對許多陸生動植物的生存造成嚴重的影響,而廣大水\r 域生態系的變化也已開始受到注意。針對此生態系的主要生產者──浮游藻類,我們分別探\r 討了二氧化碳濃度對其生長、光合作用速率及水中pH 值之影響。實驗以透光度推算藻類生\r 長重量、以產氧量評估光合作用速率,並每天測量水中pH 值之變化。研究結果顯示二氧化\r 碳濃度升高只在短期(兩週)內對浮游藻類的生長及光合作用速率有所助益。然而當pH 值\r 持續下降使水溶液過酸時,即可能抑制藻類的生長,光合作用速率也相對降低,最後導致浮\r 游藻類的死亡。如果人類再不控制二氧化碳排放,屆時水中酸度下降到某種程度,即可能會\r 對水域生態產生極大的破壞!