全國中小學科展

第三名

千萬「鱉」「助」─狄氏大田鱉動物行為之探討

大田鱉卵到成蟲發育日數約36.7天,偏好棲息淺水域及深色環境。主要以振動併光影變化觸動攻擊,獵物進入複眼上方約67.6˚與下方約29.5˚的垂直面,兩側約97.9˚的水平面,雌雄蟲複眼前方約18.2及15.7mm的熱區時以約0.07秒出手捕獵。 模擬雄蟲以振幅5mm的振動容易吸引雌蟲。離較遠時頻率高易吸引雌蟲,最高約2下/秒,接近時則振動慢易吸引雌蟲,最慢約1.4下/秒。產卵偏好保濕性佳,角度垂直水面,形狀圓柱形,直徑約1.2cm的圓柱形枝條,產卵高度約在水面上37.6cm至65.9cm間 一至三齡蟲可捕食孑孓。獵物殘渣有助蛋白質與脂肪分解,並可作為稻秧養分來源。

你在聽什麼?女學生讀書效果與環境聲響之探討

由於觀察到許多高中生習慣在讀書時聆聽音樂或白噪音(white noise),因而引發研究者好奇聲音環境與讀書效果、記憶表現之間的關聯性。本研究以實驗法比較學生在不同聲音環境下的記憶表現、專注與心情的自我認知;並以問卷法分析影響學生選擇不同聲音環境的因素、聲音環境選擇對成績的影響。研究結果發現,學生選擇音樂的原因是音樂能使心情變好,然而實驗發現在音樂的環境下受試者有記憶表現不佳的情況,受試者本身亦認為在音樂的表現下較不專注。而聆聽不熟悉的音樂時的記憶表現,比聆聽熟悉音樂時的音樂表現更差。實驗中受試者在白噪音環境下記憶表現較佳,由問卷亦發現讀書時傾向選擇白噪音的受訪者,其校排成績也較高。

實用顛倒蛋之最佳製程研發及創新機台製作

去年地區科展已經成功找出顛倒蛋的製作方式,其缺點是煮蛋的環節需要一個人一直不停的翻轉蛋,從今年的結論可看出已改進了,其中: 結論一:顛倒蛋製作步驟中的「煮蛋」 的部分自動化(機器在P。12) 結論二:找出快煮爐煮顛倒蛋的模式(煮蛋時間及溫度表在P。24) 結論三:快煮爐煮顛倒蛋工具已著手申請專利 在顛倒蛋原理探討的部分,使用Photoshop將圖片二值化,得到蛋黃佔51。28%的數據(P。15),和去年地區科展報告推論的50%非常接近;更製作了流速檢測儀(P 。16),發現蛋白和蛋黃流速的不同,猜想流速不同是製作出顛倒蛋的重要原因。

聽海哭的聲音~探討影響海洋噪音的因素

本研究透過實地採樣與實驗室模擬,欲探討影響海洋噪音的因素。在實際採樣中,實地測量高雄市區各處水體之酸鹼值、鹽度及吸聲係數,以探究實際環境中水體如何影響聲音吸收程度。在模擬實驗中,改變水體不同酸鹼值、鹽度等因素並測量聲音音量之吸收係數。結果表明聲音吸收程度受水體酸鹼值影響較大,且吸聲係數在pH7.6~7.8之間有一極大值,因此隨水體的酸化和鹼化,吸聲程度皆降低,以酸化降低較快,鹼化降低較慢。

豆渣萃取物抗皮膚發炎之作用及機轉

豆渣是大豆經萃取或壓榨提油後之副產品,由於豆渣內的異黃酮成分具有抗氧化及抗發炎效用,對於治療皮膚發炎性疾病是個相對無害且較不昂貴的選擇。異位性皮膚炎是一種易復發的慢性發炎皮膚疾病,開發有效及副作用少之藥物是目前重要課題。本研究利用液相層析串聯質譜分析豆渣萃取物(ISO-1)內含的異黃酮成分,再利用TNFα/IFNγ刺激人類表皮角質細胞後進行實驗,發現ISO-1比常見異黃酮純成分genistein更能抑制細胞激素上升。並進一步發現ISO-1對異位性皮膚炎致病細胞激素IL-4、IL-13造成的細胞發炎反應及其相關MAPK、JAK-STAT路徑活化具有保護作用,且可有效抑制組織胺誘導癢感相關蛋白TSLP之基因表現。最後以小鼠過敏性癢感行為模式來證實ISO-1可降低因卵白蛋白抗原誘導之小鼠癢感行為。

「色不易控,控不易色」--蒙克懷特錯覺看透透

簡單的有色條紋或圓點分散覆蓋在物體表面,會讓人產生與物體原色不同的錯覺,即為蒙克懷特錯覺。本研究首先利用不同顏色的襯底、被觀察圓及覆蓋條紋組合成平面實體測試圖,改變其仰角、遠近探討被觀察圓錯覺色的差異。發現測試圖仰角愈小或愈遠時,錯覺色與原色的差異愈大。接著使用photo cap繪製各式測試圖,分別改變襯底、覆蓋條紋顏色、條紋間距,觀測被觀察圓錯覺色的變化。研究顯示被觀察圓錯覺色的RGB 值會介於原圓與覆蓋條紋之間;襯底與錯覺色明度呈反向關係;覆蓋條紋間距愈小,錯覺色與原圓RGB 值相差愈遠。最後,在透明裝有稀釋果菜汁的玻璃杯外表貼上有色條紋或圓點,成功地運用錯覺原理將稀釋果菜汁調回原汁顏色,並設計出錯覺色小燈具。

陸蟹的指引燈 — LED光源對降海中毛足特氏蟹(Tuerkayana hirtipes)誘導行為之研究

降海中陸蟹遭路殺是嚴重的保育議題,本研究探討降海中陸蟹對不同色光的光趨性,評估光趨地下廊道之可行性。研究於壽山進行白、紅、藍、紫、綠光之趨性實驗,分帳篷和水管兩種測試,綜合結果顯示毛足特氏蟹對藍光展現最高的光趨性,白光及紅光次之,最後是紫光及綠光,在綠光閃爍下呈現明顯的迴避性。接著於墾丁香蕉灣進行藍光誘導實驗,得出多數降海中毛足特氏蟹被光源吸引而由藍光處離開。本研究為國內外首次對降海中陸蟹進行光趨性實驗,得出以下結論:降海中毛足特氏蟹對藍光有顯著光趨性,此結果可望應用於陸蟹降海路線的涵道,利用光誘導降低陸蟹於地下廊道的迷航現象並提升其利用,以減少陸蟹媽媽和數以千計的卵遭路殺的機率。

蒲公英萃取物之抗氧化評估與抗肺炎應用

自疫情爆發以來,各國都相繼研發新型冠狀病毒的藥物。蒲公英為一種傳統中草藥,具有抗氧化、抗發炎等生物活性。本研究以蒲公英為試驗植物。為了瞭解蒲公英的抗氧化及抗肺炎能力,我們使用磨粉後的蒲公英進行水和甲醇的過濾萃取物,將蒲公英水萃取物及甲醇萃取物分別進行試管清除DPPH自由基實驗、ABTS抗氧化實驗及總酚含量測定實驗,並進一步確定蒲公英萃取物的抗氧化能力。另外,我們還進行肺細胞發炎移動及遷移能力測試。最後發現甲醇萃取物的抗氧化效果比水萃取物佳。我們以脂多醣LPS誘導肺細胞發炎,運用顯微鏡觀察,發現甲醇萃取物有明顯抑制肺細胞發炎移動及遷移現象。經由以上實驗結果證明,蒲公英甲醇萃取物對抗氧化及抑制肺炎具有效果。

「腳」度「偏偏」-自製拇趾外翻角度檢測器

拇趾外翻在生活中是常見腳部疾病之一。本研究從坊間自我檢測為出發點,成功製作出一個更有效、更快速、精準的拇趾外翻角度自我檢測方式及裝置。 我們構思各階段檢測裝置並進行改良,最後從可變電阻的電阻值轉換成角度為發想,成功利用Arduino量測可變電阻不同電阻時的電位差,轉換成角度,結合足邊測量板,完成可立即顯示外翻角度、警示且具藍芽功能可記錄數據的模組化拇趾外翻檢測器。相較於其他檢測方式有方便、快速、便宜、準確性佳的優點,除可提供大眾自我檢測以達到提前預防的功效,具有數位化功能的檢測器透藍芽模組及專屬APP,可以將檢測數據資訊化並上傳雲端提供給使用者或醫療人員在未來做長期追蹤。

「泥」給我「電電」!-製作及改善二次水泥電池

「水泥電池」為一個以水泥為底的電池,想法是將水泥轉化為巨大的儲能裝置,而在2021年,首次有研究團隊將此概念擴展到了二次電池,此研究正是水泥電池的開路先鋒。而我們在這次的研究中,針對水泥基的電阻進行最佳化,發現水泥中電解液配方為在38公克的蒸餾水中加入0.5公克的CMC,3公克的矽酸鈉以及13.1公克的氫氧化鉀為最佳,能使水泥從原先16000歐姆的電阻降至514歐姆,降低96.8%。而我們也以自製的導電碳板代替碳纖維,製成了鐵及鎳電極,二次水泥電池首次充放電在8小時間功率有544微瓦特,第二次充放電有373微瓦特,只損失了31.4%。未來我們希望能繼續測試及解決電池的效能以及增加電池的能量密度。