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第一名

割「聚」一「方」-切割重組正方形

本研究探討各種多邊形經由切割重組正方形,求取最少刀數。研究發現:一、長方形邊長比1:4^n時,最少n刀切割重組成正方形,為 1:m2(4n<m2<4n+1)時,最少n+1刀,介於1:4^n 、1:4^(n+1)間最少n+2刀;二、三角形中,等腰直角三角形只需1刀切割,正三角形為3刀,在相同的底與高比時,銳角三角形和鈍角三角形會比直角三角形和等腰三角形多1刀;三、平行四邊形影響最少刀數是底與底延伸長度比;四、梯形的上底+下底比高相同時,不規則梯形比等腰梯形、直角梯形的最少刀數多1刀;五、正多邊形中,正五邊形最少5刀;正六邊形為4刀;正七邊形為9刀;正八邊形為4刀;六、正方形連塊中,使用長方形切割法,三連塊最少刀數為2刀,六連塊為2刀,七連塊為3刀。

解固奇招 – 動力水流解凍之分析與探討

現代人工作忙碌,常忘記將冷凍食材提早退冰,為了加快肉品解凍速度及節省備餐時間,研究動力水流解凍法的分析比較。 研究中製作標準化真空冰袋模擬肉品解凍,在不同馬達位置與水量多寡的流場分析,發現5升水量,馬達不同位置及不同起始水溫,起始水溫越高,解凍速度越快,雙馬達5+6號位置雖然速度較快一點,但基於會多占空間並較耗能,後續選用次佳效能的單馬達6號位置搭配節水的3升水量。恆溫控制對解凍時間有幫助,在起始水溫20度時解凍效率提升最多。 運用力學原理自製肉品軟硬度測定儀,判斷肉品解凍完成,具客觀性。研究找出用較高功率的加熱棒做3升水,馬達6號位置的20度恆溫動力水流解凍肉品有良好成效,可避免微波爐外熟內生的狀況。

液滴爆炸

本研究探討乙醇水溶液液滴於疏水流體表面之分裂現象。此現象可利用揮發造成乙醇之濃度梯度所驅動的表面張力梯度來解釋,又稱為馬倫哥尼現象(Marangoni Effect)。液體為達到最低表面能而改變表面積的普托瑞立不穩定現象(Plateau Rayleigh Instability)也可以做為液滴分裂的解釋之一。 在研究中,研究團隊發現溶液在油面上會隨時間分裂出子液滴,並對於最終子液滴的半徑與分裂現象分別進行定量與定性之探討。本研究於先遣實驗中發現乙醇水溶液濃度之臨界下限為65%~67%重量百分濃度,並以大於(含)此濃度之溶液進行關於乙醇濃度、溶液體積與油層厚度三項參數對於最終子液滴半徑、分裂時間、液滴最大擴散半徑與擴散半徑演變之影響。

「顯像」環生-環形氣泡產生方法及變因之研究

我們從網路影片發現海豚能夠吐出環形氣泡!對環形氣泡產生興趣後,我們自製以相同力道製造環形氣泡的施力裝置,進行環形氣泡產生方法和變因的探討。我們推薦以空氣砲製造環形氣泡。空氣砲使用3D列印中空圓筒瓶,瓶底包膜以繡框固定矽膠保鮮膜,並以推膜施力。我們以細小氣泡作為顯影顆粒,進行簡易的流體可視化,分析出環形氣泡形成歷程與內部運動軌跡。孔徑、管長和管徑都會影響環形氣泡效果。管徑3吋圓筒瓶最佳化為「孔徑/管徑=1/3、管長20cm」。施力大小與孔徑則會影響環形氣泡直徑。環形氣泡需要氣泡才能現形,我們研發出內塞氣泡石、現形水量方法,讓氣泡現形一體化。此外還發現環形氣泡對撞會有互相抵銷、吸收與後凹抵銷一半現象。

金目鱸加工副產物水解後胜肽之抗發炎能力分析

本研究以金目鱸(Lates calcarifer)加工副產物 (含魚頭、魚骨、內臟及殘餘肌肉) 為研究材料,以不同水解酵素進行水解成為胜.後,進行細胞毒性試驗及胺基酸組成分析,最後探究其抗炎症能力。結果發現以4%木瓜蛋白.水解48小時後具有最佳水解率。該水解後胜.濃度0.5 mg/mL以下並不具有細胞毒性,其胺基酸組成以疏水性胺基酸為主,佔總量的47.86%。以分子篩進行胜.初步分離,證實0.25及0.5 mg/mL 10~30kDa之水解後胜.,可顯著抑制LPS刺激RAW 264.7小鼠巨噬細胞所產生的一氧化氮自由基及前炎症細胞激素-IL-6、IL-1β及TNF-α mRNA表現量;0.25 mg/mL 10~30kDa水解後胜.亦可提升抗炎症細胞激素-IL-10及IL-12 mRNA表現。上述結果證明金目鱸加工副產物水解後胜.具有良好的抗炎症能力。

百密無一疏–特殊多邊形密閉區塊之研究

本研究討論如何利用k個全等n邊形圍成密閉區塊,其中多邊形分成正多邊形與正多角星形兩種類型。除了找出可以圍成密閉區塊的最少塊數外,亦由多邊形邊數n與塊數k討論密閉區塊的存在性。若存在某種拼接方法可利用k個n邊形圍出密閉區塊,則進一步討論該拼接方法是否能夠密鋪整個二維平面。在大多數的情形下,研究成果已能判斷k個正n邊形或正n角星形能否圍出密鋪區塊,以及是否可密鋪平面,並且提出一套建構拼接方法的流程。

識時務者為「菌」傑-探討紅茶菇生長環境與應用價值

紅茶菇為酵母屬、醋桿菌科和乳桿菌屬等五類微生物的共生物(Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast)。菌膜為醋酸菌代謝產物其吸水性極高但培養結束後棄之可惜,研究者嘗試找出菌膜增厚方法和應用價值,建議培養時將菌液、菌膜並用最好,以100ml紅茶、60ml 接種菌液、9g菌膜與20g糖配製成培養液加蓋在25-29°C環境微幅震動培養最佳。果汁以西瓜培養液菌膜最厚但較紅茶培養減少30%。菌膜平均吸收水重量約為本身的2.65倍,透過電子顯微鏡一探菌膜的層次結構,探討結構與厚度關係中發現厚菌膜更能保濕。應用乾菌膜吸墨後適合替代印台內的海綿。另外自製菌膜面膜貼合率較不織布面膜高出32%,脫去醋酸的乾菌膜面膜易保存,溼的菌膜面膜可在土壤中分解相較於不織布面膜更具實用與環保價值。

神經胜肽Urocortin對微膠細胞抗發炎、吞噬的作用

本研究發現神經胜肽Urocortin能調控腦部的巨噬細胞——微膠細胞的發炎及吞噬作用,同時亦能降低發炎時產生的氧化壓力損傷。我們藉由紅血球與微膠細胞(BV-2 Cell Line)的離體實驗模擬腦溢血病患接受開顱手術後殘留於腦中的血塊與巨噬細胞在腦部的吞噬情形,並透過神經胜肽Urocortin的作用,促進其吞噬作用、調控發炎反應。首先以螢光標籤的方式確認微膠細胞的吞噬作用,再以測量其吞噬量值(Phagocytosis Index)、基因變化(RT-qPCR)分析,推論出當Urocortin濃度為10⁻⁹M,能有效的促進微膠細胞的吞噬作用、抗發炎功效。此研究結果有助於了解Urocortin加速清除腦血腫塊的作用,進而作為開發腦溢血新療法的參考依據。

探討神經細胞特異性磷酸化PaxillinS119的進核機制與其在神經細胞生長中所扮演的角色

本研究發現在初代神經細胞於活體外生長至第七天時,位點 Serine119 被磷酸化的 Paxillin (p-PaxillinS119) 會從細胞質轉位進入至細胞核。我們使用 N2a 細胞進行轉染來探討 p-PaxillinS119 進核的分子機制,發現 p-PaxillinS119 進入細胞核需要位點Serine119被磷酸化,且得知Paxillin的 LIM 結構域中有 PY-NLS 序列,分別為 P516/Y517 及 P575/Y576,是藉由轉運蛋白 Importin β2 辨識該序列,並與其蛋白結合後帶入細胞核中。為了瞭解 p-PaxillinS119 進核對神經生長的影響,我們抑制 Importin β2 的蛋白核輸入功能,以及對 Paxillin 的 PY-NLS 進行點突變,皆觀察到軸突起始段的位置和長度異常,表示阻斷p-PaxillinS119進核會使神經細胞的成熟度延緩。我們亦發現神經細胞的 p-PaxillinS119 在細胞核中會呈現顆粒狀,與 RNA 剪接因子 P-SR 共定位在核斑點,也確認了 p-PaxillinS119 顆粒是具有核斑點的特性,顯示 p-PaxillinS119 進入細胞核後參與了 RNA 的剪接。

沉魚落驗~探討創意螺旋式天亞對改善下沉速率的影響

初體驗岸拋白帶魚一小時勾底斷掉八個天亞,好不環保!讓本組研究如何減緩天亞下沉速率?實驗得知天亞若沒螺旋,則下沉速率與重量成正相關,與截面積成負相關,但仍無法解決勾底困擾。故本組創新設計下沉可以旋轉的天亞,藉由旋轉讓位能轉換成轉動動能,減緩下沉速率;利用3D列印創作重量、截面積相同,不同導程角初代螺旋式天亞,明顯改善下沉速率,因易纏線而改良成螺旋機構自由旋轉的螺旋式天亞1.0;又因多圈無法順利旋轉再改良為多線式螺旋天亞2.0,但右旋、左旋都有路徑偏移現象,最後改良為兩段多線式螺旋天亞3.0,讓兩段螺旋方向相反使路徑成直線。創意螺旋式天亞釣白帶魚時,可大幅降低勾底斷線機率,亦可重複使用,達到環保又省錢的目的。