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第三名

尋找正榕小小蜂

在此次的研究中發現到榕果果腔中生長有長花柱雌花、短花柱雌花(癭花)及雄花。而且在 果腔中總共發現了六種雌、雄榕小蜂,其中的 Eupristina verticillata 雌、雄蜂與榕果是互 利共生,其餘五種榕小蜂與榕果是寄生關係,而且Eupristina verticillata 雌、雄蜂在果腔中的數量最多,是生存優勢族群。觀察到榕小蜂會在雌花的子房中產卵,形成蟲癭,因為各種榕小蜂的身長皆「顯著大於」蟲癭子房的長度及寬度,所以榕小蜂必須捲曲著身體, 才能藏身在蟲癭中。並且觀察到雄蜂間為了能與雌蜂交配,會有爭鬥的行為,更是發現了 雌蜂必須靠雄蜂咬破蟲癭,才能離開蟲癭。

半胱胺酸修飾奈米金作為金屬離子的偵測與辨識

為了能快速且低成本地檢測工業廢水中有毒重金屬離子,本研究合成出修飾半胱胺酸的奈米金,成功地偵測出金屬離子且有好的偵測極限,特別是一些較毒的重金屬離子(Cu2+、Cr3+、Hg2+)靈敏度甚至可達2μM;此外,再搭配EDTA-4Na、K2C2O4、C2H8N2這些含有胺基和羧基的添加劑,因添加劑能夠增強或減弱奈米金顆粒的聚集,於是我們藉由比色陣列的方式,觀察它們的聚集、變色情形,可以肉眼辨識出十種不同的金屬離子(Cu2+、Co2+、Fe3+、Cr3+、Ni2+、Ag+、Zn2+、Al3+、Pb2+、Hg2+),是非常迅速、簡便的偵測方式,期望能對環境污染的災害防治有所貢獻。

飲「鹽」止旱~探討台灣藜抗鹽耐旱的可能原因及囊狀細胞角色

台灣藜為台灣原生種作物,本實驗發現其種子發芽率與幼苗生長,隨鹽度及乾旱程度上升,受到很大抑制;發展至第一對葉,台灣藜才展現較好抗逆能力。花青素與類黃酮比較結果,不論是子葉或是第一對葉,鹽度越高或越乾旱時,含量均較高。但POD與CAT活性,子葉時活性變化不大。生長至第一對葉時,POD在2%鹽處理組,活性上升10.8倍;乾旱w40%組,活性上升3.6倍。CAT在2%鹽處理組,活性上升5.2倍;在乾旱w40%組,活性上升3.8倍,酵素活性的結果與抗逆關鍵時期相符。刷除囊狀細胞後,發現台灣藜在鹽逆境下生長較差。2%鹽處理後,將囊狀細胞刷除,CAT活性下降約82%,POD活性下降約39%。囊狀細胞除了儲鹽能力外,尚有抗氧化酵素存在其中的可能。加鹽的處理能加強抗旱能力。

利用太陽光合成金奈米粒子作為金屬感測器之探討

本實驗符合綠色化學宗旨,以太陽光驅動奈米粒子生成取代以往加熱冷凝迴流的製程,將四氯金酸與還原劑檸檬酸鈉反應,合成金奈米十面體。研究涵蓋:一、比較照光與非照光條件,發現照光條件成功機率較高。二、探討金奈米對不同陽離子的檢測靈敏度,比較肉眼觀測與UV-Vis測量之差異。三、探討金奈米修飾穀胱甘肽對不同陽離子的檢測靈敏度,發現修飾後,含特殊官能基,使靈敏度提升,以鉛離子為例,以肉眼觀察溶液顏色由酒紅色轉為藍紫色,偵測靈敏度為10 ppt。四、依據世界衛生組織對飲用水中要求鉛離子含量需少於10 ppb,故針對周遭環境不同水質,進行檢測。此偵測材料為非選擇性試劑,是一個廣譜示警試劑,可以對多種金屬均有反應,水質一旦汙染即可變色。

神氣「浮」現—氣浮裝置之原理探討

網路看到彰師大的氣浮球實驗,覺得很神奇有趣,便著手進行探討其中原理。經過多次失敗與改進,終於成功利用自製材料做出氣浮裝置。原理探究過程中,先後自製了風力測量裝置、氣壓測量裝置和斜面裝置來進行實驗。原本以為是產生的風力導致有氣浮作用,經實驗驗證發現,產生氣浮作用的真正原因,主要是利用渦輪扇將空氣吸入使得內部氣壓增加,然後氣體由底部逸出形成氣墊造成氣浮。此外,頂面開口口徑影響的進排氣速率、氣浮裝置高度、底部口徑、底部接觸面積等因素,都會影響氣浮作用。最後發現,雖然氣浮裝置自由滑動時有離開接觸面一微小距離,但與動態氣墊間還是有摩擦力存在,而動態氣墊會因氣墊量、密度、流速等不同,而有不同的摩擦係數。

數珠手環

給定簡單圖G,令V(G)、E(G)分別為G的頂點與邊所形成的集合,|V(G)|與|E(G)|分別代表G的頂點集合與邊集合的元素個數。若u, v∈V(G)且u, v有邊相連,則將此邊記為uv∈E(G)。給定函數f:V(G)∪E(G)→{1,2,3,…,m},其中m=|V(G)|+|E(G)|,若函數f滿足: (1)f為1-1函數; (2)對於每個邊uv∈E(G),f(u)+f(v)+f(uv)恆為定值; 則稱函數f為圖G的一個『邏輯函數』。給定圖G,若G存在一個邏輯函數f,則稱G為一個『邏輯圖』。對於長度為n的圈Cn(n≧3)、路徑圖Pn(n≧2)與星狀圖 Sn(n≧2),我們探討了建構邏輯函數f的策略。

精鹽變驚鹽-食鹽中的塑膠微粒檢驗及清除機制

塑膠微粒汙染全球海洋,鹽為生命之母得之於大海,塑膠微粒是否混入食鹽,被吃下肚呢? 本研究旨在檢驗食鹽中的塑膠微粒,探討其差異原因及清除機制。改裝學校螢光顯微鏡,用尼羅紅將塑膠染色進行觀察。檢驗22種食鹽發現,每克食鹽平均含0.8個塑膠微粒。依來源以海鹽含塑膠微粒最多,表示海洋汙染嚴重,其次是湖鹽,岩鹽最少。國產的食鹽汙染相似,但低於國外。依製鹽方式,電析法能過濾雜質,較日曬法乾淨。日曬的海鹽則以瓦盤法較土盤法乾淨;上層鹽之花較下層鹽塑膠微粒高出7倍。依生產及包裝,以玻璃包裝且粗顆粒不研磨最乾淨。 本研究以密度分辨塑膠種類,並設計塑膠清除機達77%清除率,未來可應用在鹽場。問卷顯示消費者變得重視食鹽汙染問題。

王牌捕手

捕蠅草是加大捕蟲葉內側細胞膨壓,把葉用力撐開,使外側細胞進入高「位能」狀態。當昆蟲碰觸感覺毛時,內側細胞膨壓迅速降低,使得外側細胞的「位能」瞬間轉成「動能」,快速完成捕蟲運動,且捕蟲葉剩餘感覺毛的數量與捕蟲葉閉合時間有負相關。由於傷口刺激會促使捕蟲葉關閉,推測茉莉酸也會影響捕蟲葉閉合。捕蟲葉的無柄腺負責消化液分泌和養分吸收,但消化液的分泌與捕蟲葉的閉合是二條不同的路徑。無柄腺不吸收葡萄糖、維生素B,但可以吸收胺基酸、甘油、維生素E、 NH4+和NO3-離子,推測無柄腺的細胞上有吸收胺基酸的載體蛋白,以及NH4+和NO3-離子通道,而且養分的吸收和捕蟲葉的開閉、消化液分泌與否皆無關。

落葉歸根~落葉上的菌種對纖維素分解能力的研究

清掃校園時發現乾枯葉片中有許多不同形狀及不同顏色的斑點,閱讀相關文獻後,發現它們是微生物,可以分解落葉,為了更進一步了解這些微生物的作用,我自製搖晃培養儀、恆溫培養箱、LB培養液 (基)、馬鈴薯培養液 (基),以培養多樣菌種。經過一連串純化培養後,共篩選出10個菌種,進行纖維素分解及落葉分解實驗。研究結果顯示由馬鈴薯培養基篩選出來的2號菌、3號菌及4號菌可以將纖維素分解成澱粉或葡萄糖;在落葉堆肥實驗中,2號菌及4號菌皆能有效進行落葉分解,其中2號菌對印度橡膠葉的分解效果遠優於市售菌。送生技公司檢驗後,確認2號菌為Rhizopus oryzae(米根黴菌),它不但是釀酒幫手,更是落葉分解高手。

桐飛風舞—桐花旋轉之研究

我們觀察到桐花落下的旋轉情形,設計實驗來分析旋轉的因素。吾以樂高機器人製作發射器,高2.8公尺,進行各種模型落下的實驗,發現: 1. 平面模型落下會亂飄,無法形成旋轉。 2. 利用花瓣彎曲或增加花萼重量(重量為花瓣總重量2倍以上),讓模型穩定落下,形成氣流壓力差,成為旋轉的動力。 3. 發現花瓣越長,越易旋轉;三角形花瓣也優於長方形。 4. 花瓣俯視為右上左下重疊是順時針方向,左上右下是逆時針方向,我們也用氣流的分力來分析轉動因素。 5. 利用電扇,製作旋轉模擬器,以雷射光與光學感應器來記錄桐花模型旋轉的歷程,分析出3片花瓣的模型不易啟動,但轉動的末速度最快。 我們摘取櫻花、杜鵑花、雞蛋花、小雛菊,也發現它們都有順時針旋轉狀況。