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第二名

洞築先機-探討預先戳洞提升綠豆耐鹽能力

閩南語有句俗諺:「打斷手骨顛倒勇」,人能在受傷後成長,越挫越勇,那植物呢?本研究發現,綠豆葉片在預先接受戳洞的物理刺激後,對生長不僅不會造成負面影響,更反而能提升綠豆耐鹽能力!隨著戳洞數增加或是延長戳洞後放置時間,皆能增強綠豆的耐鹽能力。深入研究結果顯示,戳洞刺激可能藉由鈣離子作為訊號傳遞分子,最終提升綠豆體內抗氧化酵素活性,藉此降低植物在逆境下的氧化傷害,提升其耐鹽能力。未來期望能將研究成果推廣至農業應用上,使其在面對天災人禍時,可以減少農損。

多孔性氧化鋅矽藻土複合材料在抗菌上的應用

本篇研究以矽藻土為原料,藉由添加無機物及抗菌材製作一兼具多孔性及抗菌功效之複合材料,為了製作高比表面積的氧化鋅粉末,以自行組裝改良式直接沉澱裝置,比較反應溫度、體積流率以及滴定速率對產物粒徑的的影響,在材料造孔實驗方面,採用精鹽、硝酸鉀以及過碳酸鈉作為造孔劑,以溶解方式形成孔隙結構。由實驗結果得知,矽藻土經摻混水泥砂可獲得極佳的成模強度,而改良式直接沉澱法證實降低體積流率以及提高反應溫度皆可有效提升產物的比表面積,當反應溫度由25°C上升至60°C,所製備的奈米氧化鋅粉末的比表面積可達15m2/g以上,約為原先的5倍左右,將含有68nm 5%ZnO的多孔性矽藻土複合材料進行抗菌實驗,在水相環境下對於大腸桿菌的抗菌率可接近100%。

從振興三倍券探討稟賦效應與MPC之相關性—以桃園市20-29歲為例

本研究旨在探討稟賦效應在人類日常生活中是否存在,以我國振興三倍券為研究標的,探討不同情境下稟賦效應存在與否,以及與邊際消費傾向的相關性。本研究以桃園市20至29歲者為研究對象,利用網路投放問卷,有效樣本數共170人。研究發現在各情境中,僅對居住的稟賦效應皆顯著存在。若整體來看,各交易貨幣之情境皆幾不存在顯著稟賦效應,對物品產生的稟賦效應強度亦無顯著差異。研究得出研究標的的邊際消費傾向約0.6169,不計商家促銷則約0.3574,顯示商家促銷對邊際消費傾向影響極大。最後就稟賦效應與邊際消費傾向的相關性而言,我們認為稟賦效應的強度與邊際消費傾向的大小大致上並不相關。

探訪壽山鐘乳石洞的奧秘

聽說壽山鐘乳石的形成需要上千年的時間,因為學校的壽山鐘乳石探洞活動讓我們想深入研究鐘乳石的形成過程。我們在水溶液課程中學到了鹽水結晶的過程,也實地探索測量猩猩洞與天雨天財洞,觀察紀錄地形地貌、鐘乳石形狀、洞內生物和溫濕度數據,提出鐘乳石形成過程的形狀差異進行實驗。我們從網路與課本上選出了多種粉末調配水溶液,有石灰水、小蘇打水、生石灰、醋酸鈉和鹽水做滴漏實驗,觀察表面結晶的過程。接著利用陶土做基底模擬鐘乳石形成樣貌,發現小蘇打水容易在表面上產生結晶。最後利用石膏滴漏在不同形狀的陶土表面上,發現流動速度快時會產生流紋、流動速度慢時會產生波紋,找出影響鐘乳石表面紋路的各種因素。

「葉」!無所不捲

本實驗研究豌豆葉捲鬚的向觸性表現,其「纏繞」行為會受到「接觸」物體和「光源」的影響。我們觀察葉捲鬚會自發性在空中環繞,似乎在搜尋攀附物,當葉捲鬚的「前端」部位直接碰觸竿子在60分鐘內即「抓竿」,相較其他部位觸竿或者未直接碰觸竿子相比,快速纏繞生長。我們也發現莖條在側光源和竿子反向環境中會向光彎曲生長,導致捲鬚前端能「向觸纏繞」比例低,且纏繞圈數只有1-2圈。同樣在黑暗的環境中,纏繞的速度、圈數顯著降低。我們推測葉捲鬚的前端具「感應」能力,表現向觸纏繞,但光線給予「啟動」功能,當葉片被鋁箔包住無法感受光線,會導致纏繞比例顯著降低,我們期此實驗對攀附植物的向觸性學理提供基礎研究與未來在農業利用的參考!

神「漆」酷科學-不同粉末對塗料降溫效果之研究

因暖化和教室過熱問題,我們自製檢測裝置探討各種配方和變因,進行降溫塗料研究。 我們從24種粉末中實驗出6種特色粉末深入研究。其中二氧化鈦漫射紅外線佳,二氧化矽阻隔佳,蛤粉則兼具漫射和阻隔效果。我們歸納出「白度、粉末性質和顆粒堆疊」是影響塗料降溫的關鍵。當顆粒堆疊的縫隙越少(形狀相似、顆粒越小)降溫效果越佳。 但顆粒粒徑<3μm易產生團聚現象,無法均勻分布! 我們也自製碳酸鈣微球,由不同大小顆粒的混合察覺大小顆粒鑲嵌能減少縫隙、降低團聚並增加白度。更意外發現蛤粉漫射效果佳是因為具有大小顆粒鑲嵌的結構! 我們研發出四種降溫配方,加熱三分鐘能比市售隔熱漆低4.7℃,日曬保麗龍盒實驗也能低0.5℃,適合推廣應用。

糖果傳遞問題之研究與推廣

n個人圍成一圈,面向圓心,且逆時針編號1,2,……,n。一開始每人手中有一個糖果,由1號開始,逆時針分別給右邊的人一個、兩個、一個、兩個……糖果,手上沒有糖果的人必須退出。我們將此傳遞規則定義為T1,2 ,同理T1,2,...,p 。這個傳遞遊戲,最終會有兩種情形,第一種是由一人獨得所有糖果(成功狀態),第二種是數人間傳遞糖果且形成循環(循環狀態)。 研究後得知,在傳遞規則T1,2,...,p(p≧2)下,若p=p1α1p2α2... piαi....pjαj(p1,p2,...,pj為p的相異質因數),任意的n值(n≧p+1)均可唯一表示成n=((p)tx(p1s1p2s2...pisi·m)+q(t,mϵN, p ∤ p1s1p2s2...pisi, (m,p)=1, q=1,2,...,p),令S=pt(p-q)+(pq-1)/p-1 +R·pt,則當m=1時,最終為成功狀態,且獨得糖果者的初始編號為S;當m≧2時,最終為循環狀態,且由m人循環傳遞糖果,而此m人的初始編號是S, S+ptp1s1p2s2...pisi,...,..., S+(m-1)· ptp1s1p2s2...pisi。上述公式中的R值,可透過我們研究出來的「R值迭代法」求得。

智慧桌球練習機:以Arduino為核心之創新設計

本研究主要是以Arduino為核心,製造出穩定度高且能自由開發各種智慧練球功能的桌球練習機。我從小喜歡動手拆裝機器和寫電腦程式,我的好朋友是桌球校隊,他希望擁有一台自己的桌球練習機,但是市售機器很貴,於是引發我的製作靈感。我以Arduino控制無刷馬達和伺服馬達閘門,使用 3D列印製作機身,再以手機藍牙App控制練習機,能發出不同速度的直球以及左右旋球,最後我加入腳架旋轉Arduino套件、人臉辨識及智慧練球模式(發遠身球及隨機出球功能)。穩定度的測試結果顯示:直球落點和左、右旋球皆穩定;選手測試心得都覺得新奇有趣。本研究的特點是首創智慧練球功能,兼具模組化、快速組裝、輕便、便宜、發球穩定的優點,可作為桌球校隊訓練設備。

從心開始—三角形的四心到各邊距離和

此研究討論三角形 ABC 的外心、重心、垂心、內心到三邊之距離,並依銳角、直角及鈍角三角形,去比較各距離總和之大小關係及相互之間的關聯性。其主要結果為: 1. 用外接圓半徑 R 及∠A,∠B,∠C 表示各心到三邊之距離。 2. 設外心、重心、垂心、內心到三邊之距離總和依序為d1,d2,d3,d4,其大小關係為: (1)在銳角∆中,d1≥d2≥d4≥d3,僅當正∆時,等號成立。 (2)在直角∆中,d1>d2>d4>d3。 (3)在鈍角∆中,d1>d2>d4恆成立。d3與d1、d2、d4比較,並無絕對關係,但在等腰鈍角∆,我們給出其大小順序的臨界值。 3. 在銳角∆及直角∆中,等式d2=2/3 d1+1/3 d3 和d2+1/3 d1-1/3 d3-1/3 d4=R 恆成立。

生成人臉口罩去除圖像

新冠肺炎疫情期間,拍攝不少戴口罩的照片,但人們希望能保留未戴口罩照片,為了解決這個問題,本研究建構人臉口罩去除系統,給予無口罩覆蓋的來源圖片作為參考,透過擷取人臉和口罩輪廓的特徵點,進行人臉置換、圖像填補與色彩優化等步驟,對於戴口罩圖片的口罩區域進行人臉復原。 本研究透過校正戴口罩人臉特徵點的誤差,設計改良演算法精準地偵測口罩區域,利用輪廓偵測演算法擷取口罩輪廓特徵點框出區域,將來源圖片的對應區域置換到戴口罩圖片上,並使用圖像填補技術修復填補口罩置換後的殘影,再對圖片置換的拼接處進行色彩優化,讓整體臉部膚色具一致性,經成效評估驗證,成功自然地將戴口罩圖片復原為未戴口罩的真實樣貌。