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第一名

「陽極」變魔術,「鈦」舊換新 --以陽極處理法探討TiO2奈米管最佳形成與應用

在本實驗中,我們找出最佳生長二氧化鈦奈米管的電壓與電流,經退火後產生降解效果最佳的銳鈦礦相。利用陽極處理法在不同參數下找到生成二氧化鈦奈米管最佳降解條件,結果顯示,我們降解亞甲基藍在60 min內已超過50%,甚至在90 min 可達近100%,而我們所使用的鈦切片只有30 x 30 mm2大小,這表示,如果製作更大的鈦片,或是放入數量更多的鈦片,降解的效果更佳。實驗過後更自行組裝一台能夠有效降解的儀器。我們處理過程有三大優點:(1)製作二氧化鈦奈米管只在常溫下利用電壓供電,且不需要許多試劑或是複雜的過程,符合綠色環保。(2)降解過程十分快速有效,只要在紫外線照射下,即可以降解。(3)屬於固態表面催化,操作簡單易回收且重覆使用性高。

神奇的殊途「同」歸—探討不同變因對於節拍器達到同步時間的影響

從影片看到多個節拍器,在數分鐘後,居然可以同步,好奇的我們開始構思適合的實驗裝置,探討影響同步時間的可能原因,最後整理出節拍器、吊線及板子三項因素。 在節拍器因素方面,我們發現節拍器越多、頻率越低、擺放間距越大、間距中心偏移越多,都會讓達到同步的時間增加。而且多個節拍器不同的撥法、擺放形狀都會影響同步的時間。 在吊線因素方面,吊線越長、越細、吊線材質較軟、固定位置越靠近板子中心、與板子間的夾角越大,也會讓節拍器同向同步的時間拉長。但從50度角減少時開始產生反向同步的現象。 至於板子因素,板子越重、表面材質摩擦力越大,會讓節拍器同步的時間增加,但相同重量時,板子厚度及材質並不會影響節拍器同步的時間。

以X光與宿主星系探討遙遠中質量黑洞候選者之性質

大地震發生時經常伴隨著土壤液化(soil liquefaction)的發生。土壤液化是在地震過程中,震動讓砂土重新排列、減小期間的空隙 ,使地下水被擠壓而出,導致水土混雜、呈現泥漿的狀態造成建築物沉陷、傾斜,地表噴砂、噴泥等災情,改變土壤結構以及其所包含的一些成分,讓土質不穩定。 經實驗發現,當消防沙的體積為5000cm3時,發生土壤液化的臨界水量是2000cm3。土壤液化的出現,不同的砂土會有不同的最短發生時間,消防砂需要20秒,紅土需要30秒。其中各種砂土液化情形不同,消防砂出水現象較明顯;紅土液化後出水不明顯,呈現膠狀;培養土則較不容易、甚至是完全不會發生液化。希望後續的研究,可以找出防治土壤液化的方法。

海上的楚河漢界-探討影響漁港使用攔木網效果之研究

暑假期間,看到漂流木無預警進港干擾漁民與旅客生活,於是激發我們想要實驗探究攔木網效果的因素 –「攔木網」幾項結論包括:第一、海流大小主要影響攔木網的潛流量、海浪大小主要影響攔木網的跨越量;第二、當漂流木密度比例越大,攔木網通過 的潛流量越多;漂流木密度比例越小,攔木網通過的跨越量越多;第三、提出兩種最佳組合模式『間距1.6cm(80cm)+裙部6cm(300cm)+乾舷高度0.4cm(20cm)』、『間距2.4cm(120cm)+裙部5cm(250cm)+乾舷高度0.35cm=17.5cm)』,可以發揮最高攔截效果;第四、研發複合式攔木網,網袋空間攔截率高達88.6%,使攔木網效能達到最高,並且專家及廠商確認可以執行;第五、攔木網架設位置選擇內港效果最好。最後,希望經由以上的研究,能提供有效的資訊給漁港或漁業署在申請製作攔木網的依據。

非「糞」之享~麵包蟲糞的應用探討

麵包蟲常被當作餌料或新興環保生物,研究指出幾乎什麼都吃,但經過一再實驗印證並非如此,飼養後所產生的蟲糞是另一個問題,除了可以當作肥料;我們想找出更多其他的可行性﹔是否也可當作再生材料,經由實驗探究可行性: 1. 蟲糞會受到不同食材影響而有不同的料源性質。 2. 蟲糞適合當作1.5cm以下,稚魚或小型魚、觀賞蝦的飼料。 3. 蟲糞可當作肥料化、飼料化與材料化的應用。 4. 蟲糞製成花盆或魚菜共生餵食,使植物生長良好與添加人工肥料生長差異不大。 5. 蟲糞優點: (1)蟲糞漂浮性高與溶失率低。 (2)沉底後水質污染速度低於飼料且可分解。 (3)稚魚攝食率高,減低剰食率達20%。 6. 黑水虻吃農畜廢棄物,麵包蟲解決葉菜、果皮廚餘,共同達成零廢棄物的友善再生循環。

以酸鹼指示劑製作軟性彩色電子紙之探討

本研究利用薄型材料包含以薄石墨紙為電極、不織布為導電反射層和護貝膠膜為密封材料,並以酸鹼指示劑為電子墨水,製作具備節能特性的軟性彩色電子紙模型。透過通電控制酸鹼指示劑的顏色變化,並探討影響模型變色的變因。主要結論如下: 一、 模型不需要使用導電玻璃,並具備軟性可彎曲的特性 二、 導電反射層的結構和厚度會影響顯色的速率 三、 較小的電極尺寸有助提高顯色的均勻程度 四、 較高的電壓有助顯色的速率 五、 較高的電解質濃度有助於顯色的速率 六、 酚酞指示劑具備較佳電子墨水的能力 七、 適當厚度的去極劑能在不影響顯色速率下,有效改善氣體的生成 八、 Arduino微控制器板能應用於模型的顯色和去色控制 九、 去色時間大約為顯色所需時間的3~4倍

智能割草機

智能割草機設計為 推車式設計及安全性智能設計。刀片高度在大約6~7公分處。不同的切割位置會影響切割的力量,隨著角度越大,施力效果越小12V馬達配12V鉛蓄電池,施力效果最好。車輪要有突起,才能深入草地中,這樣車輪才能受力。需考量因應地形的穩定性。前輪越大,遇到坑洞可以直接通過。齒輪模組以1:6能夠有較大的拉力及爬坡能力。馬達上的齒輪與車輪上的齒輪接觸點上下接觸,可避免受到草莖或雜物影響。採用2個超音波分別設定邏輯,能有效避障,擁有最佳割草路徑。

剖析巡天資料庫檢驗星系顏色隨紅移之演化

藉由史隆巡天系統(Sloan Digital Sky Survey;以下簡稱SDSS)對147,920個星系的觀測,Dr. Iskra Strateva等人(Strateva et al. 2001;以下簡稱 S01)發現紅移(z)小於0.3的星系可分為偏紅及偏藍兩族群。並且,假設星系距離愈遠、紅移愈大則視星等愈大,S01分析推論偏紅的星系族群紅移愈大則愈紅,符合都卜勒效應結合哈伯定律對紅移的預期;偏藍星系族群則紅移愈大愈藍,與並不能單純以都卜勒效應解釋。S01解釋高紅移的偏藍星系族群恆星形成較活躍,多新生成大質量的恆星使得星系整體色澤趨藍。 S01分析並未直接採用星系紅移數據。因星系亮度與紅移的相關性尚受其他要素影響,使得S01的結論仍有不確定性。我們下載SDSS提供的573,688筆星系紅移數據,發現該樣本不論是偏紅或藍的星系,皆符合紅移越大越接近紅色的趨勢。

依「山」傍「水」好空氣?-「氣」捕社區汙染源

本校依半屏山、傍水泥廠,每到了春秋冬季除了紫爆的PM2.5汙染,更是不時聞到刺鼻的臭味。當我們發現水泥廠噴出大量白煙時,本校頂樓的微型氣象站PM2.5數值就會激增,足見所噴白煙含有粒狀汙染物。 從模擬地形季風風向的乾冰實驗,發現無風時水泥廠周圍CO2濃度增加,在不同季節的風向中,東北、西北、北北西風亦會依著半屏山地形將上風水泥煙霧帶到社區周圍及山腳區域。從不同煙囪高度模擬實驗,發現煙囪高度超過山的高度時,CO2濃度明顯降低。 從各地雨水、落塵蒐集檢測結果,發現本社區及下風處區域所測得的pH值均大於本市平均值,足見水泥廠所飄出之鹼性粉塵嚴重影響社區環境。 因此除了希望工廠改善排放設備,也建議增加煙囪高度,降低對鄰近社區的汙染。

找頭「序」—Flat cube的平移遊戲的解法之探討

一、 我可以從K值判斷完成狀態的首卡奇偶性及是否可解,也可以判斷從某種牌卡 狀態能否經過有限次移動變成另一種牌卡狀態。當牌卡狀態的K值奇偶性相同,則可經有限次移動完成變換,若奇偶性不同,則需改變首卡奇偶性才能完成。 二、 我找到三階段(偶數張牌卡)及二階段(奇數張牌卡)標準解題流程(以6張卡為例)可將任何牌卡排成完成狀態。 三、 利用號碼平移的方式,在找到一組牌卡的移動最少步數後,一併找出其他組的最少步數,簡化牌卡情形。 四、 5張卡及6張卡的操作過程可作為奇數張牌卡及偶數張牌卡的基本模型,隨著牌卡數增加,只要不斷增加首卡連號數量即可,此兩 種牌卡數之餘卡則固定為3張及4張。