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以自組儀器探討單寧酸與鐵及鉛離子之作用並開發為檢測方法之研究

為檢驗地下水的微量金屬,本研究修飾組裝可同時測定透光度及散射光的LED光電儀,微觀金屬與單寧酸作用,找出單寧酸適用濃度及金屬可偵測濃度範圍。研究中先以手機光譜儀測出單寧酸與金屬錯合的特性光譜,再以LED光電測定儀測定訊號觀察,推測其作用關係,試驗出適合檢測濃度條件。研究結果顯示,單寧酸對鐵及亞鐵離子皆會產生黑色錯合物,與其他金屬則產生沉澱。在低於濃度10-3M下只有鉛離子與單寧酸會產生沉澱。利用儀器的高靈敏度測量鐵離子與鉛離子對單寧酸產生的錯合物,經透射電壓值分析後,可成功量到10-6M鐵離子,而鉛離子則為10-5M。有別於一般的金屬檢驗方法,以單寧酸檢測法為創新且具穩定效果,成本低無污染,可用以測量出鐵或鉛的含量。

似蝦非蝦—潮間帶扁跳蝦之觀察與研究

扁跳蝦是軟甲綱端足目的小型生物,身上有軟殼包覆著,有兩對觸角,四組腳,且各組腳的功能都不一樣。 調查到的種類有細扁、花斑、綠色、暗紅、淡褐等型扁跳蝦。除了細扁棲息在碎石堆石頭下外,其餘都在海蝕平台綠藻潮池中。牠們的躲藏能力都很好,細扁喜歡細縫躲藏,綠色扁跳蝦會有黏絲築巢躲藏,花斑是目前發現唯一會跳躍的種類。 生殖時,公的特化腳會抱住母的進行交尾,整個生殖過程約2週可完成。牠們體型雖小,但幼蝦的成長其實蠻耗時的,可能要三個月以上。 目前國內並沒有專家學者在進行相關研究,因此,我們發現幾種不同類型的扁跳蝦,僅能以外觀形態暫時命名,期待能有學者注意這類小型生物,進行研究與分類,讓牠們的身分及早被確認。

堆集遊戲解法之探討

本研究從堆集遊戲出發,探討n顆棋子移動到終點的最少步數以及行走方法之組合。研究發現當棋子數滿足特定條件時,最少移動步數恰好等於棋子數,並有其特定的走法組合。應用此發現,進一步延伸出更多不同類型的行走組合方法,並找到符合三種不同條件之系列的棋子數,其最少移動步數以及行走方法的組合存在特定的規律,並將棋子數與行走組合公式符號化。最後我們將遊戲規則延伸至可雙向移動,發現無論任何子數,皆能達到最少行走步數,且行走組合與反向行走的子數呈現一定規律。

腸腸搞轟趴─塑化劑對大腸癌細胞的影響

本研究利用大腸癌細胞培養於添加塑化劑DEHP及其代謝產物MEHP環境中,觀察與探討塑化劑對癌細胞的生長、轉移能力的影響,進而了解塑化劑對大眾健康的影響。WST-1試驗結果顯示僅高濃度MEHP對細胞的增生有顯著抑制作用。傷口癒合試驗結果顯示低濃度DEHP和MEHP皆顯著促進癌細胞移行的能力。細胞侵襲試驗結果顯示低濃度DEHP和MEHP皆可增加癌細胞侵襲的能力。最後使用西方墨點法分析特定蛋白質含量以探討塑化劑對癌細胞影響的機制,初步結果顯示塑化劑對細胞增生相關PCNA(proliferating cell nuclear antigen)蛋白或是腫瘤相關SIRT1(sirtuin 1)或tNOX(tumor associated NADH oxidase)蛋白的表現量無統計差異。綜合以上,低濃度塑化劑DEHP和MEHP會促進大腸癌細胞之移行與侵襲之能力,促進腫瘤進展(tumor progression)。

Src酪胺酸激酶對核纖層蛋白之調控

本研究以Src酪胺酸激脢與核纖層蛋白(nuclear lamins)中之lamin A亞型為主題,探討Src激酶是否調控核纖層蛋白之酪胺酸磷酸化(tyrosine phosphorylation)。本研究中,以細胞內(in vivo)與試管內(in vitro)實驗,得知Src激酶會直接磷酸化lamin A;以串聯質譜分析實驗,推知Src激酶乃磷酸化lamin A上之酪胺酸X位置;以單點基因突變實驗,發覺lamin A不受酪胺酸磷酸化調控時,細胞核型態將出現異常。未來若將此研究之結果應用於過往醫學研究中與核纖層蛋白異常有關之疾病,如早年衰老症、肌肉萎縮症等,或可有更多發現。

「晰」「析」「攘」「壤」!--土壤物理性質及簡單分類之研究

研究本校足球門積水原因,並到台灣各地蒐集土樣,透過土樣加水實驗、篩分析實驗、土樣崩落實驗及土樣排水實驗,獲得以下的結果: 一、土壤是包含固體顆粒、水與空氣的複雜物質,而且各蒐集地點的差異性大。 二、土壤滲透性受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,滲透性愈好,排水性愈佳。 三、土壤因水滲透產生的沉陷量受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,沉陷量愈小,支承能力愈佳。 四、土壤崩落的斜坡角度(摩擦係數)受土壤顆粒大小影響,土壤顆粒平均粒徑愈大,斜坡角度(摩擦係數)愈大。 五、建築物建於砂土層或石子土層上,比建於黏土層上安全並且比較經濟。 六、石子比砂子更適合做擋土牆後側的回填(填充)料。

螞蟻回家—等角環形最短路徑之探討

本研究是指限制路徑其轉彎角度、且每次轉彎後步數遞增的條件下,找到回原點的最短路徑。 研究方法是以「奇、偶數」、「座標」與「向量和」的概念,先找出規律、再驗證求解並進一步由平面路徑推廣至三維移動。研究成果整理如下: 在平面上找到P=90°、120°、60°回到原點的最短路徑各為8階(36步)、9階(45步)、12階(78步)。若進一步定義方向數(K=360÷P),還進一步找到回到原點需要的轉彎次數(N,階數)的通式: 若K=4,則回原點的階數N=2Km(m代表任意整數), 若K=3,則回原點的階數N=Km或Km-1。 若K=6,則回原點的階數N=Km。 至於三維移動路徑,則在P=90°與120°時找到最短路徑,其完成階數各為11階與17階。

使用UCT演算法建構具學習能力的對弈機器人

本研究延續「使用機械手臂實現黑白棋之人機對弈」成果,改進四個部分:(一)研究使用UCT演算法讓機器人透過不斷對弈及學習,找到獲勝的方法;(二)使用 AI 伺服馬達改良機器手臂的穩定度及精確度;(三)使用白平衡及直方圖拓寬改善提高色光變動的容忍度;(四)將6*6棋盤改為正規8*8棋盤,實現自動取子機制。第二代機械手臂大幅改善手臂準確度,成功率從85%提升到100%。影像處理採直方圖拓寬有效改善環境色光變化造成的誤判。而人工智慧方面,使用遊戲樹第四層加UCT演算法所結合的AI,與遊戲樹第四層對弈,在調整UCB公式的C參數後,最快可在第9個棋局的學習,便可持續獲勝達到100%的勝率。整體經測試25賽局完整完成有18次,完成度達72%。

「熱」「電」共生-小型熱泵系統應用於太陽能板熱回收

發展再生能源是現在重要的課題,太陽能就是一個很好的再生能源,根據實驗得知太陽能的輻射熱會導致太陽能板上的二極體發電效率下降,我們設計了一個熱泵系統加上在太陽能板背面加裝散熱管路,利用熱交換把熱能帶走做熱回收的產品,實際運作內容就是藉由熱泵系統產生冰水再由沉水幫浦將冰水打到太陽能板背面的散熱管路,降低太陽能板溫度提升發電效率,並且利用熱泵系統將熱能轉移至熱水槽內,並設計自動化系統當吸熱量達到飽和,再自動切換氣冷散熱,以達到持續提升太陽能板效率之功效,利用熱能回收再利用,未來可應用於家用太陽能板搭配政府種電政策達到好的生活品質和能源永續發展。

「百」「香」試紙〜「果」然變色

在五上自然課程以紫色高麗菜自製酸鹼指示劑時,蒐集相關文獻得知,有些研究可以將薑黃汁液製成酸鹼指示劑,有的卻無法;還有些同色系的植物汁液可以製成同時檢測酸鹼水溶液的指示劑,有些卻只能製成僅檢測酸性或鹼性水溶液的指示劑,心想也許是因為萃取方式不同或是不同植物汁液所含花青素成分不同,因此以色層分析法來驗證我們的構想,進行一系列實驗後發現: 一、大部分紫、紅、橘色系植物汁液較適合檢測鹼性水溶液。 二、以色層分析法,發現以不同方式萃取出的植物汁液變色成分不同、同色系中變色效果佳 的植物汁液可層析出有效的變色成分。 三、「百香果皮」可製成變色效果佳的酸鹼指示劑,並進一步製成易保存又實用的「百香試紙」。