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第二名

重建教室的半壁江山─磁性漆的應用特性與環保自製技術探究

本研究源於改造教室牆壁汙損問題,因而發展出對磁性漆產品的性質與應用技術探究,並進一步運用廢棄暖暖包粉末的磁感性進行環保自製技術與效能探究。研究中以自製塗漆裝置和磁吸力測試裝置來瞭解磁性漆效能。 結果發現:磁性漆不具磁性,而是運用其磁感性和磁鐵產生磁吸效果,成份極可能是400系列不鏽鋼,並以塗在粗糙材質有較佳附著性也可透過增加塗漆厚度、選用磁極面積大的磁鐵來增加磁吸力。用畢後的暖暖包鏽粉內仍包覆具磁感性的鐵,且磁感性隨時間漸減,若用磁漆粉三倍的暖包粉量混合乳膠漆,磁吸效果和市售磁性漆相近。最後,根據研究啟發實際改造教室牆壁和製作益智桌遊,創造嶄新的教室學習空間,並發現其作為磁力線觀察教具的優勢。

溶液深淺長短跑-創新方法精密測量折射率與液體濃度的關係

我們利用一般裝潢使用測量距離的雷射測距儀,配合理論推導,自行設計實驗方法與步驟,成功地精確測量各種水溶液在室溫下的折射率。透過我們的實驗方法與高中光學插針法測量液體折射率的實驗比較,測量誤差比插針法得到的實驗結果小一個數量級。我們還利用此實驗方法精確測量不同濃度的各種水溶液之折射率,探討折射率與濃度之間的線性關係。我們更進一步測量雙溶質水溶液與不互溶的兩液體,發現其折射率皆具有線性疊加的關係。

箇中「橋」楚—研究不同演算法對數橋遊戲的差異性

本研究提出有關數橋謎題遊戲的程式實作辦法,我們已知數橋被證明是個NP-complete問題。我們研製出了數種解題條件與窮舉策略在演算法上的實現,並且比較了這幾種解決辦法的相對效率,再者也提出了數個NP問題的解決策略。本研究發現在進行窮舉的時候以取最小頂點值期望效率最高(表示該程式能有相對多,相對快的執行結果)。

二硫化合物交聯核酸在癌症藥物的應用

化療為癌症主要的治療方式,對正常細胞常造成副作用。為了讓化療藥對癌細胞具選擇性,利用希夫反應的原理,將核酸的醛基和二硫化物的一級胺形成共價鍵結,來設計本實驗。先用鹽酸讓核酸露出醛基,再和二硫化物的一級胺進行交聯。因為癌症細胞內的穀胱甘肽量高於正常細胞,可催化二硫化物的雙硫鍵,使其斷鍵,而釋放出裡面包覆的化療藥。搭配乳化反應,藥物載體在電子顯微鏡下為球型,粒徑是 55.89~115.7奈米,界面電位呈現負電。隨著 pH 值 3 往 10 變化,粒徑有變小和電位變更負的趨勢。載體在與兩種正常細胞共同培養後,呈現高存活率,顯示對生物體無毒。在模擬癌症的微酸環境中,二硫化物載體,相較於對照組,可釋放較多的化療藥。

消化或循環?扁蟲往復式消化道之發現

扁形動物蚵蛭已知有捕食消化的描述,但對研究價值更高的野生扁蟲相關文獻卻極為稀少。本研究以台灣近水域常見的網平扁蟲 (Paraplanocera oligoglena) 為對象,探討其捕食與消化行為。確認網平扁蟲為廣食性礁岸海域石下多種腹足類物種掠食者,覓食分攻擊、捕食和消化三階段,且僅捕食活體,為非腐食性生物。首創活體動物消化道觀測技術,以染色手法觀察網平扁蟲高迴數分枝的消化道,發現三種類別:枝狀管、盲管與循環管。藉動態影片追蹤食物進入扁蟲消化道後的移動,發現分節運動與蠕動現象,進一步分析其收縮頻率與運動方向,觀察到未曾報導過的雙向蠕動現象,確認消化道運輸模式為非循環的往復式蠕動。期望未來持續了解更多物種的消化腔,並提供野外族群追蹤的可能性。

捕捉震盪臺灣-地震預警,快!快!快!

臺灣位於環太平洋地震帶上,大規模地震常帶給全臺各地不同程度的災損,雖然臺灣已有中央氣象局(CWB)在進行地震測報與強震即時警報的推播工作,但強震即時警報系統仍存在著大範圍的預警盲區,因此本研究自行研發地震儀,透過環境的審慎評估在全臺各地設立站點,於地震發生的當下透過即時回傳的數據進行震源參數的估算,並設立警報標準對周圍地區提供預警。經過數個月的測試與過往災害性地震警報時間的模擬,此方法確實能夠縮小預警盲區範圍,也對盲區外的民眾增加數秒的準備時間,藉此可大幅提升地震災害區內避難的機會。最後這項計畫也獲得中央氣象局的認可,並榮幸能與地震測報中心簽約,共同合作提升臺灣地震預警的技術。