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佳作

揭開〝數〞的神秘面紗─不同數字組合及其運算關係

本作品是以1~9的9個數字為主軸,藉由數、數字和與數字根之間的關係,探討不重覆使用1~9的九個數字,把它們分成不同的幾組數,使其中的一組數會等於其它組數相加、相減、相乘、相除的結果等趣題。

美容「絲」路–絲瓜水的抗氧化力及應用

本研究以絲瓜水為實驗探討對象。我們以自製絲瓜水及市售的「保濕絲瓜水」做濃縮及稀釋,分別進行三種抗氧化能力(總酚測定方法、清除DPPH自由基能力、還原力測定方法)的比較。我們同時也針對市售絲瓜水中所額外添加的小黃瓜與絲瓜果實的萃取液,進行抗氧化力研究。 實驗結果顯示,總酚測定方法中,濃度越高總酚含量越高;還原力測定方法,其濃度越高還原力越強,但自製絲水則以濃縮至8倍還原力最佳,繼續濃縮還原力反而下降;而清除DPPH自由基的測定中,發現濃度越高清除DPPH自由基的能力越好。由此可知,絲瓜及小黃瓜的抗氧化能力佳,可以被廣用於保養、美白、護膚各項產品中,具有良好的抗老化效果,後續我們以8倍濃縮的絲瓜水進行產品製作。

動靜之間-瘤蜷的行為習性探討

在校園水生池發現一顆顆的黑點點,經圖鑑比對發現是瘤蜷。瘤蜷的外形特徵是螺殼有顆粒狀螺肋,常見螺長約1-3cm。瘤蜷是台灣優勢的淡水螺,也是水質的「指標生物」之ㄧ。我們調查社區的森林公園水生池、植物園水生池都發現數量較多的瘤蜷;但新整建完成的濕地公園生態池旁,卻發現有許多乾掉的螺殼,池中沒發現瘤蜷。我們觀察瘤蜷的行為習性,發現瘤蜷喜歡棲息在乾淨的水域;運動方式主要為爬行和漂浮,流線型螺殼、顆粒狀螺肋及改變螺殼攻角讓牠們更適應水流;縮入殼內、鑽入泥沙及殼色與棲地相似,是常見的自我保護方式。我們也發現飼養的瘤蜷有跟隨爬行的行為,實驗發現加入隊伍方式、光照、空間、水深、水溫及底質都會影響瘤蜷跟隨爬行的行為。

你當我吃塑的? -臺灣小蠟蟲攝食環保型塑膠之探討

小蠟蟲是臺灣普遍在蜂巢出現的重要害蟲之一,我們從家鄉養蜂場飼養的義大利蜂巢中採集巢片及小蠟蟲。在實驗室設計適合飼養環境,孵出高比例數量的小蠟蛾 (Achroia grisella ),觀察其生命週期及型態,並測試是否攝食塑膠,結果發現小蠟蟲攝食聚乙烯(PE)。再來測試是否食用聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、高密度聚乙烯(HDPE)、聚氯乙烯(PVC)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)。實驗結果小蠟蟲會攝食HDPE及LDPE,也能完成生命週期。透過原子力顯微鏡觀察,小蠟蟲體內存在分解塑膠的元素,未來將根據此研究基礎進一步分析研究小蠟蟲透過何種機制分解塑膠。

蟹蟹光臨 ~ 皺紋陸寄居蟹(Coenobita rugosus)探究

皺紋陸寄居蟹不喜歡一直泡在水裡。能忍受待在海水的時間比待在淡水的時間長。換殼後新殼的殼口長/左螯寬的值介於1.7-2.3,殼口寬/左螯寬的值介於1.1-1.9,殼的容量/左螯寬的立方值介於3.1-4.4。寄居蟹脫皮時偏好的砂礫顆粒大小為2mm,躲入砂中的深度多為2cm - 4cm,最深到7cm。能以嗅覺覓食且喜歡味道較濃郁的食物。沒有趨光性,以綠色玻璃紙處理光線能避免對他們造成過度影響。寄居蟹緊抓海樹時力量很大,體重10克的寄居蟹能施力450克,推測是海樹能讓寄居蟹容易施力,可藉此逃避天敵的捕捉。警戒範圍約為2公尺。牠們的警覺性高,隨時會縮入殼中或有”定格不動”的行為,影響的程度由大到小為:震動、影子、光線、聲音、風。垂直震動的影響大於水平震動,對低頻聲音的反應較高頻明顯。

水吃不吃「塑」?-探討水中塑膠微粒的含量

都市河流是海洋塑膠微粒的重要來源之一,我們想要探討都市河流特性對塑膠微粒分佈的影響,並了解環境中不同飲用水源的塑膠微粒含量。本研究選取屏東市萬年溪和殺蛇溪共7個採樣點,以及飲用水源和瓶裝水各6種,利用尼羅紅染色塑膠微粒,再以螢光顯微鏡觀察計算各水樣的平均螢光強度進行比較。結果顯示尼羅紅能附著塑膠製品並在顯微鏡下呈現螢光。都市河流部份,經生態工法整治、保留較多曲折水道的萬年溪河段,較能降低河水中的塑膠微粒含量。飲用水源部份,從淨水場到家中的過程會導致塑膠微粒增加,而一般濾水設備能有效降低塑膠微粒含量。瓶裝水部份,包裝材質和過濾與否會影響水中塑膠微粒含量。

以衣藻探討DEET對環境初級生產者的影響

環境中有許多「新興汙染物」,防蚊液的有效成分DEET便是其中一種。過去對DEET的研究,以動物與人類細胞為主,較少關注藻類。藻類是水域的初級生產者,是消費者的食物來源,對環境來說相當重要。本研究以模式生物衣藻(Chlamydomonas reinhardtii)進行實驗,探討DEET對環境初級生產者的影響效應。結果發現:1. 加入最高濃度768mg/L的 DEET,至多3小時,細胞就會增加ROS。2.加入DEET後,至多5小時,細胞鞭毛會變短甚至消失,以至於影響細胞的行動力。3. DEET濃度192mg/L以上,衣藻細胞72小時的急毒反應會出現明顯的生長抑制狀況。本研究同時也比較細胞壁的有無與DEET影響的關係,發現細胞壁有利於提高衣藻對於DEET的耐受度。一般文獻對細胞壁與汙染物毒性之間關係的探討較少,這是本實驗的重要研究成果。

AlphaGo 想什麼?用棋士精神圖解渡河問題

傳教士和土著從左岸搭船(必須有人開船)到右岸,過程中任一岸土著不可比傳教士多,否則土著吃掉傳教士,遊戲失敗。 設計圖解方法,將操作過程轉化成二維座標,題目限制畫成棋盤,並依據條件設定棋子不同走法,以下棋概念探討渡河相關變化題,如改變船的座位、陸地的數量、土著和傳教士的人數……等。 觀察規律並找出「最少步數」與「最佳解法」,將研究成果透過自學程式語法Processing寫成可隨變化題快速產生「棋盤樣式」與「棋子提示走法」的輔助研究工具,加速研究歷程及驗證研究成果。 其中,改變物種數量會產生三維座標以上立體棋盤,無法視覺化棋盤輔助思考情況下,效仿AlphaGo設計精神,運用運算思維技巧,以現有研究成果為基礎,推論其變化規律。

重整勾股—迭代互質畢氏數

研究目的是證明貝格倫、普萊斯與菲爾斯托夫三元樹中所有互質畢氏數相等。研究動機是在這三種三元樹中存在著某些相同的互質畢氏數,如費馬三元數等,我因此猜想這三種三元樹中所有互質畢氏數相等。研究方法是由歐幾里得家族的生成公式與這三種三元樹中的3階方陣迭代公式建立2階方陣迭代公式,然後由2階方陣迭代公式與歐幾里得家族的生成公式探討歐幾里得家族中任一互質畢氏數在這三種三元樹中的迭代路徑。研究結果是由2階方陣迭代公式與歐幾里得家族的生成公式證明了這三種三元樹中所有互質畢氏數相等,建立歐幾里得家族中任一互質畢氏數在這三種三元樹中的迭代路徑碼,改良了普萊斯的建立方法,我未來展望是想將迭代路徑碼運用於密碼學。

「葵」藿傾陽,「銅」生共死

本研究結果顯示,硫酸銅水溶液對向日葵種子發芽率並無影響,反而有幫助於向日葵種子的成長;硫酸銅水溶液濃度到達300ppm會抑制向日葵生長,隨著濃度增減,其根、莖長度都有著明顯的減短,結果顯示其生長抑制率與濃度成正比。高濃度的硫酸銅水溶液,會使向日葵重量變輕,隨著濃度遞增而重量遞減。銅離子進入幼苗時期的向日葵後,堵塞在韌皮部的外側,無法藉由木質部往上運輸,而堵住銅離子金屬的正是卡氏帶,任何物質儘管是水,都無法自由通過,必須藉由細胞上的特殊管道進入細胞。從DPPH、總酚量、可溶性蛋白質,皆可推算其抗氧化物以及降解率,從這兩樣數據可見橙黑的重金屬耐受度高於橙綠。