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第二名

「蕉」織「鞣」合~探討綠蕉鞣酸的作用及自製蕉鞣豆皮膠膜

本研究利用廢棄綠香蕉皮萃取鞣酸,開發出綠色優質產品蕉鞣豆皮膠膜替代塑膠類製品。首先探討綠香蕉皮溶出鞣酸的最佳條件,再將綠香蕉鞣酸與固態蛋白結合的產品,進行防水、收斂性、酸腐蝕試驗,除了組裝導電裝置以測試防水功效外,也參考課本改裝為強韌度及酸腐蝕測試工具。研究結果顯示綠香蕉皮在pH7溶液下加熱80-90度30分鐘,溶出鞣酸量最多;綠蕉鞣酸液與固態蛋白結合,對銅片形成保護層有較佳的防水能力,也能耐酸腐蝕及較強的韌性。根據防水、收斂性、耐酸腐蝕作用,用自製綠蕉鞣酸液浸泡豆皮並噴食用油後形成綠香蕉鞣酸豆皮膠膜改善乾裂問題,除了取代封口膜、保鮮膜,還可做成食用吸管,達到減塑目標是值得推廣的綠色優質產品。

搶救台灣國寶石-螺溪石的辨識及其特性之研究

螺溪石產於濁水溪流域,是台灣唯一適合製硯的國寶石。本文試著爬梳文獻典籍,透過製硯大師的專訪,到龍神橋、雙龍橋下進行田野調查,並對螺溪石與溪中的頁岩、砂岩、石英岩、礫岩等性質,予以比較研究,總結辨識螺溪石的七種方法。研究發現,螺溪石的岩性為頁岩,部分為輕度變質的泥質板岩。螺溪石的礦物組成與排列成片狀,片狀形態的結構以二氧化矽為主,片狀尾端的結晶形態則為磷酸鈣的結晶體,這是螺溪石所具有的獨特針鋩。由於針鋩的分布均勻、縝密,所以容易下墨與發墨。磨出的墨液易被宣紙吸附,色澤也比其他溪石更黑。實驗顯示,螺溪石的墨液在室溫約-6.8℃左右會結冰,符應文獻中對優質硯石「歷寒不冰」的讚美。

你說…三線共不共點?

本研究主要在探討正n邊形包圍任意三角形時,會出現三線共點或多線共點的情形。研究中發現,其交點位置分別會受到內部任意三角形及外圍正n邊形的內角影響。另外,如果只移動內部任意三角形的其中一個頂點,可以發現其三線或多線共點之交點的軌跡為一個圓。而正n邊形包圍任意三角形的性質也可推廣至正n邊形包圍任意m邊形,且其三線或多線共點之線數與組數會隨著外圍正n邊形和內部任意m邊形邊數的增加而增加。

那裡就是你

本研究主要是在探討平面上任一點對三角形三邊所在直線投影或反射後的點所連成的第一垂足(反射)三角形之性質,我們試圖對此垂足(反射)三角形作重複的動作,造出第二垂足(反射)三角形,如此反覆地進行下去,觀察它們與原三角形之間的關係,以及起始投影點的變化,並找出其規律。內容包括: 一、第一與第二垂足(反射)三角形是特殊三角形(等腰三角形、正三角形、直角三角形、相似三角形)時,起始投影點的所在位置。 二、歸納出第n垂足(反射)三角形的循環性、互換性與相似性。 研究過程中發現許多與本研究相關的著名幾何性質,如費馬點、布洛卡點、等動力點、阿波羅尼斯圓…等,也得到許多漂亮的性質,令人讚嘆古典幾何之美。

潮不潮有關係—竹南中港溪入海口之紅樹林生長環境探討 

竹南中港溪入海口處的紅樹林分佈數量在南、北岸有顯著的差異。實驗結果發現,北岸因海流及河水堆積作用的影響,有許多細泥在此沉積,提供適合紅樹林生長的環境,而南岸則無此優勢。此外,紅樹林適合生長於水域酸鹼值中偏酸的環境,而北岸採樣點的水樣本酸鹼值平均較南岸酸,加上本區水域酸鹼值會因季節不同而產生變動,也會受漲、退潮和大、小潮所影響,漲潮時的酸鹼值較退潮時鹼,大潮時的酸鹼值變動較小潮時大,且距離入海口越近,受潮汐的影響越大,水域酸鹼值變動幅度也越大。故南、北岸在沉積物形態、水域酸鹼值上的不同,以及潮汐變化的影響,應是南、北岸紅樹林分佈數量差異的主因,造就現今北岸紅樹林數量顯著多於南岸的情形。

真不是蓋的,誰能比我會飛!

盤緣的刻紋間距真的會影響塑膠蓋飛行距離嗎?經過我們實驗測試證明,答案是肯定的。第59屆中小學科學展覽會作品—變化多端的瓶蓋棒球,評審評語提到兩點: 1、挑選大、中、小瓶蓋後,有確認瓶蓋大小不同,刻紋間距、材質是否相同? 2、人為發射會有許多誤差,若能設計簡易旋轉發射機會更佳。 利用設計的塑膠蓋自動發射器來測試,可以把每次塑膠蓋發射出去力道的變數影響降低。理論上物體在做水平拋射運動,初速度會決定它運動後距離的遠近。為什麼塑膠蓋會飛得這麼遠?這是因為塑膠蓋多了「空氣浮力」這個因素可以支撐它飛行。

探討組蛋白脫乙醯酶HDAC7對於癌細胞DNA損傷修復機制之影響

DNA損傷導致的基因體不穩定是癌症的共同特徵,而DNA損傷反應 (DDR) 負責維持基因體完整。DDR的活化可阻滯細胞週期並啟動DNA修復,其過程受許多因素調控,包括多種轉譯後修飾如乙醯化、小泛素化等。HDAC7是組蛋白脫乙醯酶,該家族成員有多個已被證實參與DDR且在多種癌細胞中常過量表現。最近研究發現HDAC7具小泛素蛋白E3連接酶活性,但相關研究甚少,因此欲探討HDAC7在DDR所扮演的角色。 本研究使用西方墨點法、免疫螢光染色、流式細胞儀分析、細胞活力檢測系統和細胞群落形成能力實驗,發現以RNAi技術將細胞的HDAC7基因沉默後會降低DNA損傷引起的ATR-Chk1及ATM-Chk2訊號強度,使不能有效率活化檢查點,並對DNA損傷藥物較敏感。由以上結果顯示,HDAC7有潛力做為抗癌藥物研發的新目標。

以自組LED光電測定儀連續測定觀察結晶紫的褪色反應

本研究自組LED光電測定儀,連接電腦的數據處理,可準確連續偵測結晶紫的褪色反應。研究中先以眼視觀察結晶紫在酸鹼性中之褪色變化,並以自組的LED光電測定儀連續測定褪色反應。除評估LED光電測定儀的應用性及探討影響褪色原因外,也測定褪色反應速率。結果發現,以透光度所反應的電壓以對數換算對濃度的測定符合比爾定律;結晶紫在酸鹼性中的褪色反應屬不可逆反應,中性鹽類及有機物是不會影響結晶紫的褪色反應;反應速率必須在低濃度及極短時間內測定,才能獲得準確結果。自組裝的LED光電測定儀,經結晶紫水溶液褪色研究後,確認它體積小、低成本、光源穩定、可連續測定等特色,可開拓為中小學科學研究的工具,提高研究層次。

利用生成對抗網路生成擬真的山脈地形

本研究中,我們利用Google所提供的API收集來自台灣及中國的地形高度圖(heightmap)和衛星空照圖。我們利用收集的圖像訓練pix2pix cGAN (conditional Generative Adversarial Network) 模型,並將人工繪製的高度圖加上真實山脈應有的細節(包含尖銳的山脊、山壁上的紋路、連續的河流網路……等),透過訓練的pix2pix模型生成更接近真實山脈的效果。為了提升擬真地形的生成效果,我們在原先pix2pix模型的基礎下,額外加入「動態權重層」來達成。最後利用這些經訓練的pix2pix模型,開發了API、Unity客戶端及網頁客戶端,使我們訓練的pix2pix模型更加實用。本研究除了能應用於遊戲開發,使生成擬真山脈的流程更為簡化,也可將其應用於將低解析度之高度圖轉換為高解析度之高度圖,同時保持高度圖的真實性,幫助地形資料的收集作業。

深深地被調理棒所吸引

無意間發現調理棒可以吸起整個水杯的奇妙現象,便開始改裝調理棒進行實驗,將底部支架改變成各種不同的型式進行研究探討,此外,我們利用連通管原理和波以耳定律自製的一個流體壓力觀測器,來觀測水轉動時,水杯內不同位置的壓力變化情形。結果發現,調理棒可以吸住整個水杯的原理,是因為底部支架像是一個動態式的吸盤,當馬達葉片高速轉動時,會使得底部支架裡的壓力變得小於一大氣壓,而使得底部支架和杯底相互緊抵著。當手拿起調理棒時,整個水杯也同時被吸住而被拉起來。這個研究有兩個重要的應用:一是可以用來設計成水中的起重機,二是利用自製流體壓力觀測器來測量不同流速流體的壓力,可作為發展白努利原理定量化的教材。