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佳作

節能簡易高效率膠原蛋白萃取法--海水魚淡水魚魚鱗結構比較、膠原蛋白萃取率及螢光效能分析

魚鱗為氫氧基磷灰石及膠原蛋白所組成。本實驗比較各兩種海水及淡水魚魚鱗結構,用簡易水煮法萃取膠原蛋白。實驗發現淡水魚-虱目魚膠原蛋白萃取效率最好,1~40分鐘約能溶出 0.2g膠原蛋白 / g 魚鱗,次為鱸魚、烏魚,龍膽石斑的溶出率最差,與魚鱗結構相關。SDS、X光繞射分析顯示膠原蛋白純度高,且加醋煮能提高溶出率 2~6倍。螢光光譜結果顯示膠原蛋白在325 nm 雷射光激發下即能偵測訊號強度大的藍光(410 nm)及綠光(490 nm),為偵測物質膠原蛋白含量的好方法。本實驗1分鐘加醋水煮虱目魚魚鱗的膠原蛋白成本1.5 元 / 1000 mg 為市售的 2~3%,為簡易高效能的膠原蛋白萃取方式。

搗杵之音

本研究分析布農族與邵族的杵音,發現杵音可分成四~六個音群(Do、Re、Mi、Sol、La、Si),我們也探討了不同的變因(木頭種類、粗細、長短及溼度),對於杵音響度及頻率的影響,並且利用科學化分析,成功地自製縮小版杵音及麻竹版杵音,可以改善原本只憑原住民耆老經驗製造杵音的誤差,並利用”木頭音響學”中Young 的公式『E=〔4π2L4ρ(fn)2A〕/IKi4』,來計算杵音頻率的理論值,結果我們發現杵音頻率的實驗值與理論值,有正相關;同時以竹籤與乒乓球及彩蛋創造出迷你版的可調頻式杵音,來增加原住民音樂的多元性,達到推廣原住民文化的目標。

探討離子電流的電磁效應與替代金屬導體的可行性

為了證明離子感應電流的存在、測其大小及探討離子溶液代替金屬導體之可行性,我以離子分離電容器、螺線管、羅蘭環及萊頓瓶等器材,設計感應電流的量測方法。藉由電壓紀錄器記錄瞬間的感應電壓,再由測得電壓換算成電流。實驗結果顯示硫酸銅濃度 5%時,離子漩渦電流產生 4.4×10-4(μA)的感應電流,離子螺線管產生 1.89×10-4(μA)的感應電流,且離子濃度約 15%時,漩渦離子產生的感應電流最大;當噴水速度達 1032 (㎝/s)時,帶電水霧產生 3.4×10-4(μA)的感應電流,且噴速越快,產生的感應電流也越大。由實驗結果驗證了離子感應電流的存在及離子溶液代替金屬導體的可行性,藉由感應電流之偵測及離子溶液的導電性,更可拓展至直流發電機、金屬偵測門、及科幻片中在空中飛行的車子等無可限量之生活應用。

揭開獨目美女神秘的面紗

獨目棋盤的定義:在m×n的方格棋盤最右上角方格中先放置一個黑色棋子,其餘方格皆為空格,有如白眼球中的黑色瞳孔,故稱之。 獨目棋盤的棋子放置規則:最右上角方格中先放置一個黑色棋子,之後每次可以在剩餘空格中放入一個白色棋子,並且同時改變相鄰方格中棋子的顏色,即黑改白,白改黑,若是空格就無變化。 本文證明了什麼樣的獨目棋盤在放滿棋子後,會讓方格內的棋子都變成白色棋子,並且找出可以令人依循的放棋原則,以及對所有棋盤設計一種通用放法,最後算出一些棋盤的所有放法。此外,我們改變黑棋的初始位置與初始黑棋的數目(可為0),試著探討與原棋盤的不同之處。

圈圈來風? ~ 風透鏡對風力發電之探究

發電扇葉加一個環就可以提升發電量?! 本篇報告初階實驗發現前小後大的環(風透鏡),放在扇葉後方比前方效果佳(研究一~四)。進階實驗探討扇葉後方加裝各種風透鏡,發現後方口徑邊緣有凸起,有更大的發電效果(研究五)。做連續測試將皆可放大風效的兩風透鏡結合成雙環,發現效果最好的依然是單一有凸起的後方風透鏡,偏離預設的雙環結合(研究六),最後我們測試風透鏡前後風速,透過流場顯像,做出氣流運動模型,解釋風速放大實驗結果。最後針對風速與發電電壓,討論出有凸起的風透鏡發電效率約為1.7 (研究七)。 綜合以上,以風透鏡為探究主軸,以簡單器材實際動手做,從實驗觀測切入學理,希望能以小風吹扇葉,發電效益卻可如同大風吹一樣。

睡蓮乾燥之研究

睡蓮乾燥之研究,目的乃利用熱風烤箱及微波爐 DIY 乾燥睡蓮花茶及壓花,探討乾燥之可行性,藉由乾燥品質、乾燥方法、乾燥溫度、乾燥時間等分析,以簡單且經濟的方法製作睡蓮花為日常飲品與壓花花材。依國家乾製品標準、市售睡蓮花茶成品與比較前人研究為依據,以乾燥原理為基礎,探討乾燥過程對乾製品品質的影響,尋求簡單快速之乾燥程序以提升乾製品品質,以期成果可提供學術及業者參考使用。經試驗結果,以製作花茶為目的者,採挺出水面花苞未開放者為主,含水率測定操作以強制通風烤箱 105℃乾燥-8 小時為基準,乾燥程度以貯放含水率 6.62~13.64%乾基含水率為標準,利用微波-強火乾燥只需 108~112 秒。以壓花為目的者,以含水率 6.62%乾基含水率為標準,微波-強火乾燥花瓣只需求面 94~99 秒、花蕊 88~91 秒可完成,壓花花材成品以塑膠膜抑制回潮並遮光保存。睡蓮乾燥製成花茶、壓製乾燥花材,配合壓花藝術,本研究成果可提供簡單快速之實用參考操作。

基於智慧型手機之電源監控系統

因為Google公司的遠見,以Linux為基礎重新打造一個全新免費的嵌入式作業系統Android。於是各大手機廠商得以開發各式各樣的智慧型手機,玩家只要懂的Java語言就可以編寫App軟體,此外,一般的App軟體不外乎是商業軟體與遊戲軟體,但是對我們來說,達成用智慧型手機來控制硬體,是更具有吸引力的主題,如此一來可以讓自動化生活更容易實現,本專題以手機內建的藍芽裝置來實現電能監控功能。

東港溪流域水濁度曝「光」了!

本研究依據劉德明(1999)年所著作的《環境科學》一書中提到,水中雜質的種類及環保署發佈的濁度計法,設計研究工具「光伏特水濁度檢測儀」。並根據東港溪流域概況圖,規劃採集30個地點的溪流水體和10個鄉鎮市的地下水進行檢測。結果發現整個東港溪流域之「麟洛溪」沿線和港西攔河堰取水站靜水區水濁度最高;此流域地下水則以潮州的光春水濁度最小,東港鎮興東里的水濁度最高。從研究結果也顯示自行研發的「光伏特水濁度檢測儀可有效檢測水體濁度差異。

圓盤在彈性碰撞下覆蓋面積之探討

觀看掃地機器人的運作後,發現其效能不彰,促使我們欲瞭解並模擬其可能的最佳行進路線。本作品將掃地機改成圓盤,假定其以彈性碰撞運動方式行走於矩形區域內,並利用對稱路徑的方式推導出圓盤在不同形狀的區域以不同角度及位置出發的覆蓋面積公式,藉此探討其行進路徑及覆蓋面積;此外,我們為避免路徑重疊而推導出對出發斜率的限制。最後,我們分析數據以瞭解實際運作的情形,從數據中發現,面積覆蓋率和出發角度並沒有絕對關係,而是與碰撞次數關係密切,這樣的結果令人有些出乎意料,卻進一步讓我們瞭解真正影響面積覆蓋率的因子。然而,我們知道面積覆蓋率與運作效能不可兼得,於是我們對這部分做了探討,試圖找出令人滿意的行進路線。

分分合合-圖形的分割與重組

我討論六種不同圖形的分割與重組方法,發現以下的結果: 一、 正三角形與正方形的規則為等分量的平方。 二、 等腰直角三角形的規則為公比=2的等比數列。 三、 A類、B類三角形的分割規律為費氏數列,正五邊形的分割規律為盧卡斯數列。 四、 以p表示A類三角形的腰,q表示A類三角形的底邊,A類、B類三角形的腰或底邊之分割(p,q)值為費氏數列的相鄰兩項,且其排列規則也會符合費氏數列的產生規則 五、 以bn為正五邊形Cm的個數,則分割、重組的關係式為:bn?Cm=Cm-(n-1)+Cm+(n-1),n≧2 。 六、 以an為正五邊形Cm的個數,則分割、重組的關係式為:an?Cm=Cm-(n-1)+…+Cm+(n-1),n≧2。 七、 以任意數α為正五邊形Cm的個數,可將α分解成an及bm的和,再利用五、六的結論進行…分割、重組,不過重組的方式並不是唯一的。 八、 任給αA+βB ,當α/β介於0.5到1.618之間,可以檢查α/β介於哪兩個連續的Cn之A、B兩類三角形的數量比值,並利用解聯立方程式的方法解出αA+βB=pCn-1+qCn。