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第52屆--民國101年

藻生貴脂-以竹嵌紋病毒或其衛星核酸載體建立綠藻之高效率轉殖系統

綠藻(Chlorellasp.strainDT)為含有大量油脂的球型單胞藻,容易大量培養,目前研究証明以電穿孔法能獲得最佳化的轉殖效率。而竹嵌紋病毒(Bamboomosaicvirus,BaMV)已成功發展為表現外源蛋白的載體,其衛星核酸(satelliteRNA)的載體系統則仍在發展階段。本實驗目的有二,第一為比較BaMV及衛星核酸(satBaMV)載體,以建立較高效率的轉殖系統。第二為延伸應用生物課程中所提到的基因轉殖技術。實驗中利用電穿孔法將質體轉入綠藻中,比較篩選抗藥性細胞數、計算轉殖成功率。經PCR檢測後發現以satBaMV為載體的轉殖成功率較高。未來如能成功建立完整的衛星核酸載體轉殖系統,可將特定基因以此系統轉殖入綠藻以增加綠藻產油量,正式成為新興生質能源,以因應能源危機。

終結金紙灰-細菌對紙灰之降解研究

為了處理燃燒金紙所造成的紙灰污染,我們從數種污染環境中尋找能夠生存於強鹼紙灰的微生物,藉由強鹼性培養基的篩選,在化學廢液回收桶與加油站土壤附近,分離出四種菌株(CS-W、CS-Y、PE-L、PE-S),進一步發現與紙灰土共同培養後,其具有調降pH值之效果,在顯微鏡菌落、革蘭氏染色觀察和染色體定序後,判斷應為細菌,嘗試與金紙灰共同培養並於灰燼上栽種小白菜,發現其可讓種子發芽,經參考文獻與實驗我們推測其中參與的生化反應與代謝葡萄糖產生酸性物質,以及鉀離子代謝相關,本研究目的為利用細菌改造紙灰,使其成為可栽種植株之物質,增加了紙灰的利用價值性。

一種新的圖形導覽介面

瀏覽圖形式資訊的時候,常受到螢幕空間大小的限制,無法在顯示圖形整體結構的同時也顯示細節部分,目前導覽介面所採用的方式有捲軸捲動、開啟多視窗、局部放大等方法,這些方法雖然可以呈現資訊的細節部分,但是仍有其不便之處。超廣角鏡頭成像的時候,會有中間部分放大而周邊部分縮小的情形,藉由這個特性,我們發展出了一種新的圖形導覽介面,在瀏覽的時候,有個圓形區域可隨著使用者的意願而自由移動,而區域內的圖形是以模擬超廣角鏡頭成像的方式呈現,且能夠與圓形區域外的圖形做銜接,如此,在瀏覽圖形式資訊的時候,除能夠顯示整體的結構外,也可以不開啟新視窗及無遮蔽的方式,即時地將想要觀察的部分做局部放大以展現細節。

便器自動沖水器裝置

學校、捷運…等公共場所的廁所,雖然都有提醒大家使用完畢後要沖水的標示,但仍然有部分的人有看沒到,造成下位使用者的不便。為了減少環境的髒亂,因此我們針對以上問題以學校所學的專業知識以純機械結構構想出自動沖水裝置,以電腦輔助繪圖預先判斷結構合理性,並進行實驗與測試、記錄其結果。使用者在使用座式馬桶時一定會使用到馬桶蓋,而馬桶蓋是以固定軸心旋轉的座墊,與機械傳遞動力的方式類似,啟發我們連想該部位可以當作是機構啟動的部位。配合合理的機構設計期望能達到當初設定題目的目的,就算方便完後忘記沖水,在下一位使用者來之前,也會自動幫你清理排泄物。而且本設計不需電力即可做用,不但節約能源也為地球盡一份心力。

2D電鑽研究與設計

居家DIY中最常用到的固定工具非「膨脹螺絲」所屬,俗稱「壁虎」。凡是家中,有需要固定在牆面、天花板的東西用它準沒錯。在安裝「壁虎」前,一定要先在牆上鑽一個適當直徑的孔和所需鑽入的深度。要如何快速且準確的鑽出一個「壁虎」所需用的孔,考驗每個人的技術,也直接影響日後懸掛重物時,「壁虎」可承載的安全重量。本研究為設計一個便利的電鑽外掛裝置,任何電鑽外掛上後,就可利用裝置上的「超音波」快速的測量出裝置至牆面的距離,並可自行設定所需的「壁虎」長度,當手持電鑽鑽入深度到達設定值時,自動告知使用人,且利用裝置內的「加速度計」快速判斷使用者的電鑽是否保持水平。讓每個人都能輕鬆的享受DIY後的成就感。

自動化智慧機器人~組件排列次序探討

我們想要解決在ABCD順序的組件中,利用前二組件互換,以及後推一個組件的這兩種操作方法,完成所有排列組件,並從中研究最少次數以及規律。研究中,我們從簡化原題目的3個組件作為起始,研究了4個、5個組件的自動化智慧機器人~組件排列次序探討。我們利用編號、EXCEL試算表等工具以及方法,找出3個組件的所有排列需要2個操作步驟、4個組件的所有排列需要6個操作步驟、5個組件的所有排列需要11個操作步驟。我們還發現【t】操作以及【r】操作會有不同的特性,其中多次的【r】操作會出現循環重複。利用此性質來做分組,發現組與組之間的各種性質。結果若能運用在實際的組件操作上,也許對於機器人的效能會有所提升!

心心相印

在平面上取一∆ABC及一點P,連接PA、PB、PC形成△BPC、△CPA和△APB,同時作△BCP、△ACP和△ABP的內心、外心、重心或垂心,得D、E、F三點,當∆DEF存在時討論:一、P和△DEF有何關係?二、△ABC和△DEF有何關係?三、若對新三角形重複上述的「步驟」,一連串新形成的三角形有何性質?在整個研究的流程中,我們一開始藉操作數學軟體的方法,將每一個對應的情況找出來並加以證明,接著更進一步觀察圖形中豐富的幾何性質,使我們除了心的對應關係之外,又看到了更深更廣泛的關係,我們也使用三角函數來幫助我們精確地算出其邊、角、面積關係。當我們討論完四心的情況之後,接著我們更嘗試作出兩點推廣:(1)疊代討論極限(2)內部點推廣到平面上的任一點,這些都使得我們的題目更加多元

囫圇吞「藻」-天價藻膽蛋白質快篩法

本研究的目的在開發一種新的篩藻邏輯-「藻泥+PVA抹盤法」,可以在少量、簡單、快速且有效地的原則下判定藻種是否含有足量的藻膽蛋白;再以傳統萃取方法進行量化的確認。最後結果:(1)在藻株的培養上,若在充足的CO2供應下,泥生顫藻的培養可達到7.016 g/L乾重,濃度遠超過業界所稱具經濟性的指標(5 g/L)。(2)在基因鑑定上,生物資源保存及研究中心確認泥生顫藻是一個新屬,也接近偽魚腥藻。(3)在藻膽蛋白的品質上,來自泥生顫藻的純度為0.72;溫泉藻的純度為0.74,皆大於0.7,已達到食品級的水準;產率大於100 mg/g(值得開發的門檻)。由於藻膽蛋白的單價比黃金還貴,說明本研究發展的新方法所發現的泥生顫藻具有非常大量的藻紅素,整體的開發極具經濟效益。

『金來瘋』-金屬廢液利用電解法提高回收效率與節能大小的探討-

本研究在電解槽中額外放入中央碳片進行硫酸銅水溶液電解,發現文獻中沒有探究到的自發性感應電極現象,且可提高金屬的回收量高達對照組的五倍(耗能僅需對照組的14%),其主要發現如下:(1)中央碳片會出現自發性感應電極(偽正極和偽負極);偽正極產生氧氣、偽負極則會析出金屬銅。(2)若改變中央碳片的排列方式,會影響銅金屬總體析出量。以平行排列的析出效果優於垂直排列。(3)試圖建立中央碳片之串聯與並聯的理論類比,可初步成功解釋析出量與效率的差異。(4)若電解槽中央擺置碳片,最高可讓每克銅析出的能量降至原來的14%(同樣耗能下,析出量最高可提高五倍),建議可應用到金屬廢水的回收設計上,達到低耗能高回收的效果。

e化家庭醫療、保全、節能之系統整合應用

本作品完成一個遠距醫療、節能家電控制、保全監控系統的整合設計。實作時電腦安裝監控卡及攝影機,使用遠端電腦連線技術使監控區域影像透過網路傳遞到遠方,同時,利用電腦控制技術配合光感測器、溫度感測器及三軸加速器,可以用來量測心跳、溫度以及運動量,具有即時偵測、監督、儲存的功能,而且透過煙霧、瓦斯感測器、人體感測器與攝影機可達成保全的功能。此外,利用電腦IO控制技術可在遠方操控監控區域內各種電器產品之開關,包含電視、廣播系統、除溼機..等。因此,可以遠距或定時開與關,具有節能、省時且便利的功能。本研究主要是提供一個新形式的整合應用,將醫療儀器、家電控制、保全裝置整合於一套設備中,功能完備且經濟實惠。