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第一名

瘋持電掣―自製顯微電擊系統的輸出電量對組織細胞的影響

自製「顯微電擊系統」以改良整合不適用舊(廢)品為設計原則,由「可調高電壓電源供應器」與「光學穿透反射兩用數位顯微鏡」組成,為本研究最重要電擊測試與觀察設備。另取洋蔥、吊竹草葉下表皮細胞進行測試研析,得知:電擊組織細胞過程,破壞面積隨電擊筆尖徑愈粗而增大,但破壞深度相對變淺,破壞區域深/寬比與輸出電流密度大小呈正比;不同植物細胞對電擊耐受度不同,破壞洋蔥下表皮細胞輸出電量為385V、0.53mA、0.2W,而破壞吊竹草葉下表皮細胞僅200V、0.3mA、0.06W,估算燃燒單位厚度細胞壁所需功率約為0.03W/µm。拖曳電擊筆連續擊破細胞如同切口效果,切割路徑相對於細胞長度及其軸向角度,將直接影響其切口寬度。

智慧開關-以水量變化操作槓桿擺動之應用

本研究是製作一部環保、全自動運轉與依照天氣變化可開啟或關閉的澆水開關。 研究從如何把主開關與槓桿結合在一起,使得擺動槓桿就能帶動主開關一起動作;接著研究槓桿左邊該掛上多少的重量,才能夠確實讓主開關開啟,讓水經由主開關流出,分成左右兩邊,左邊是主要應用的出水口,右邊是控制用的,它會把水引到槓桿右端的裝水容器中,使槓桿右端的重量大於左端而讓主開關關閉,水停止流出;接著再研究右端裝水容器中的水,如何減少而使重量變輕小於槓桿的左端,讓主開關自動開啟,繼續下一個循環讓水流出來。 研究發現介質虹吸原理,能夠控制主開關在晴天、陰天、雨天不同天氣,以不同的時間啟動主開關,完成一部具有智慧澆水的自動裝置。

魚與熊不可兼得?!

本研究找出三大主要定理討論拼圖遊戲中板塊形狀與圖形的排列數: 一、 定理一:完整矩形空白板塊排列數﹝(模組類型)2-點對稱模組﹞÷2+點對稱模組。 二、 定理二:當有A、B兩種不同形狀板塊,A板塊有m個、B板塊有n個,計算兩板塊圖形總排列算式=(m! × 2可旋轉個數)× (n! × 2可旋轉個數)。 三、 定理三:可從三大限制條件→點對稱圖形、2I並列、bf之5P,觀察(m! × 2可旋轉個數)× (n! × 2可旋轉個數)在計算板塊圖形排列數是否重複計數。 四、 目前努力全盤掌握拼圖遊戲中只有一組解的命題方式,但當我們改變遊戲條件,如板塊形狀的改變或調整圖形的數目比例,卻能突破只有一組解答的命題限制,同時提升板塊圖形排列的總數。

DIY天然粉好擦

延續作品DIY可分解環保無毒擦一擦,本研究繼續從廚房尋找天然材料,搜尋資料,探討原理後研究適當的配方、成型方式和比例,調配出含有中筋麵粉、木薯粉、食鹽、溫水的配方,以電鍋蒸煮的方式製作出可被生物降解的天然擦,甚至誤食也對身體無害。 本研究為了要把好擦以科學的方式呈現,自製仿生機器手臂以Scratch程式驅動機具,再以自製的攝影箱拍攝實測的紙張,最後將ImageJ影像軟體分析得到的灰階值轉成圖表比較,以科學方法定量測試自製天然擦的可用性。 某文具品牌從媒體報導中對於本團隊研究作品深感合作興趣,進一步得知本延續作品DIY天然粉好擦,材料為天然素材與該公司「環保無毒」與「地球永續」之經營理念相符,主動表達將與本團隊合作的意願。

從臺灣中部地區彰化斷層之斷層地形探討其活動特性

臺灣位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交界處,活躍的板塊運動讓臺灣分布許多活動斷層,而活動斷層錯動時常引發災害型地震。根據歷史文獻記載,西元1848年臺灣中部曾發生一次災害型地震,稱為彰化地震,在中部地區造成嚴重災情。鄭世楠(2015)的研究推論此地震可能為彰化斷層錯動所引起,其震矩規模約為7.2。 本研究分析數值高程模型找出彰化斷層可能出露位置及斷層地形,並實地測量地形高度進而推算斷層一次錯動的抬升量與地震規模。根據測量與計算結果,彰化斷層一次錯動的可能抬升量約0.7公尺,對應震矩規模7.28的地震事件,亦與鄭世楠(2015)推估的震矩規模相似,故可以佐證彰化地震很有可能為彰化斷層錯動產生,該次事件抬升量約為0.7公尺。

多功能數值控制微型射出成形機之研究

高職機械群科在學習的過程中常常接觸到射出成形相關領域,我們想自主設計開發微形射出成形機,並和工業界生產的機台以液壓為射出機構不同。所以本專題以3D列印機的運動控制及材料加熱系統為基礎,利用變導程螺桿的加壓射出機構及螺桿導軌鎖閉模機構來完成射出成形所需的各個機械動作。變導程螺桿做出材料的輸送及射出動作,加壓後可將空氣排出,進而取代了原本注塞式和一般螺桿式的加壓射出;再利用公模、母模、頂射板和母模固定板所形成的射出模系統,進行自動化。由於機台微小化,操作方式和現行3D列印機操作方式類似,所以可作為教學之教具使用,亦可由同學自行設計模具進行射出成形操作。也能針對不同的材料做為射出的成品。

週期性變化磁場對複合磁體磁浮特性的影響

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體,觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場,發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響,進而改變磁振盪振幅及阻尼係數。研究結果得知磁場的交變頻率越大,會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。另外,複合磁體中受硬磁磁化的鐵磁體在頻率到達一定區間時才能觀察到渦電流的影響,而此區間受複合磁體排列、磁化強度等變因控制。

行動式空汙追源裝置 以鉻酸鉀溶液吸光度測量還原性氣體濃度

本研究以光度計偵測鉻酸鉀溶液濃度,以其高氧化力特性,定量SO2與C2H2濃度。 結果證實氣體濃度與鉻酸鉀吸光度下降,有高度線性相關。SO2的最適方程式為:吸光度 = -0.2362 x (SO2體積%濃度) + 0.4472,偵測極限1.69%。C2H2的最適方程式為: 吸光度 = -0.146 x (C2H2體積%濃度) + 0.4492 ,偵測極限2.74%。並運用光度計原理,以3D列印與雷射雕刻製造機體,結合紫光雷射、風扇攪拌器、數位電錶與薄膜輸氣裝置,組裝「行動式420nm紫光雷射光度計」與氣體收集裝置,驗證鉻酸鉀溶在濃度10-4至0M之間,與光敏電阻值有高度線性相關:電阻值(kΩ) = 57044 x [K2CrO4] + 1.5309,R2為0.98。實際應用到乙炔測量,每公升乙炔使電阻值下降0.2041 kΩ,為行動式裝置,已能有效偵測氣體汙染事件,預防類似氣爆事件再發生。

探討正n邊形的內接正三角形

對於一個正n邊形,若一正三角形三個頂點分別位於正n邊形的三個不同邊上,則稱此正三角形為該正n邊形的內接正三角形。本次科展的主題,就是探討正n邊形的內接正三角形之作圖方法,以及作出的圖形中各種漂亮性質。

軌道下陷與車輛振動頻率偏移之探討

臺灣高速鐵路因地層下陷而有行車安全的疑慮,每年耗費數千萬來嚴密監測地層沉陷。 本沉陷的測量利用商務筆記型電腦中的加速度感測器,來記錄列車行進地層下陷處的電壓變化,透過QCN Live軟體轉換成加速度值,並分析高速鐵路經過地層下陷地點時的運動狀態,以耦合系統的物理模型並用KBM漸近法分析並描述得到資料與計算沉陷值。 透過全線測量,訊號的可靠性,高鐵苗栗麻園坑段反覆驗證,物理模型的適用和正確性,計算沉陷值,也在誤差的合理範圍內。 由此顯示,此沉陷的測量方法是可行的。尤其相對於傳統的人工測量方法,這個方法更有利於迅速地測量高速鐵路地層下陷,發現轉向架避震器的異常,防範事故於未然,更可節省大量的人力與物力。