2010年

19、20世紀的後期印象派中，點描派為最吸引人的畫派之ㄧ，而喬治‧秀拉(Georges Seurat)即是其畫派之代表人物，因此，設計實驗時以秀拉的畫風為中心。\r 本研究以Photoshop繪圖模仿點描派之作品，?探索物質的本質，選用三原色為混色的原色，來觀察混色後對畫作的效果。研究中，以分析兩亮點之大小、距離與觀測距離的關係來設定點之尺寸，再進一步分析三原色點之觀測距離、比例及三原色點之佈點方式對混色效果之關係做為實驗主軸，並以瑞利準則判斷之。\r 希望藉由本實驗能以物理學的角度瞭解點描畫派之作品，同時，設法將點描畫數位化，並希望找出欣賞點描畫最佳情況，提供賞畫者最好的視覺享受。

紙杯底部用蠟燭燻出碳黑，經數位相機閃光拍攝後會聽到爆鳴聲。探討的結果為爆鳴聲是由相機的閃光與碳黑之間的互動所引起，甚且到冒煙程度。\r 探討結果得到爆鳴聲大小會受電場、溼度的影響而且碳黑量愈多，電子傳遞路徑會縮短、導電性則增高，且與產生的電量接近線性關係。\r 發現波長較短的可見光可形成較多的電荷；若照度大、受照射面積大或碳黑的粒徑小，這些會產生較多的電量。\r 經由電顯及AFM圖可知去漬油、蠟燭、瓦斯、95汽油、酒精燃燒後產生的碳黑，大小範圍都是在30nm~100nm範圍內。將蠟燭碳黑接受不同次數的閃光後，看出表面碳粒會變成灰燼。

本報告的目的在：電腦Cabri 3D 軟體上模擬出「類球狀多面體」（圖1-8），\r 並實作其模型（圖9）與它們的星體（圖10）。「類球狀多面體」的定義如下：\r 可由「正多面體」切出之多面體，且需滿足以下性質：（1） 除「正多邊形」外，\r 其餘皆是「六邊形」。（2）鳥瞰每個「正多邊形」時，形狀皆保持不變。（3）\r 等長的稜數最多。\r 以「正十二面體」切出之「類球狀多面體」為例，（圖1）中兩個「正五邊形」\r 相距一個「六邊形」簡稱A1。（圖2-4）依序為A2、A3 與A5。正二十面體可切\r 得（圖5-6），正六面體可切得（圖7-8），......等。（圖9）為A2 的實體模型，\r （圖10）為A2 的星體模型。

1. Purpose of the research :\r One of the greatest challenges for 21st century society is to meet the growing energy demand for transportation, heating and industrial processes. U.S. and Brazil are currently converting corn starch and sugarcane juice into ethanol; however, these are edible products. To stop global warming and poverty, we tried to determine to develop new pretreatment method to produce biofuel using non-edible parts of agricultural products.\r 2. Procedures :\r For our research purpose, we conducted ‘Preparation of Rice straw - Powder’, ‘Pretreatment Method of Rice Straw and Statistical Optimization Using Response Surface Methodology’, ‘Enzymatic Hydrolysis for Saccharification of Pre-treated Rice Straw’, ‘Analyses of Pretreatment Efficiency and Production of Glucose and Xylose Using HPLC & TLC’, ‘Ethanol Fermentation and Recovery’, ‘Strain Improvement for Pichia’.\r 3. Data :\r For the first time, rice straw was pretreated in a novel manner using hypochlorite-hydrogen peroxide (Ox-B) solution. The optimum pretreatment condition was analyzed by response surface methodology and the pretreated rice straw was hydrolyzed using two kinds of enzymes. Following hydrolysis, Saccharomyces cerevisiae and Pichia stipitis were inoculated for ethanol production. The optimum condition was 60 min pretreatment using Ox-B solution containing 0.6% hypochlorite and 25% hydrogen peroxide for 1 g rice straw in 240 ml total reaction volume. The Ox-B solution treatment was an essential step for efficient hemicelluloase hydrolysis. Under these conditions, 406.8 mg glucose and 224.0 mg xylose were obtained from 1 g rice straw. The structural change of rice straw after pretreatment and enzyme hydrolysis was examined by scanning electron microscopy. With the 10% initial sugar concentration, the final ethanol concentration was about 3.46%, which is 90.5 % of stoichiometric and fermentation efficiency yield.\r 4. Conclusions :\r Rice straw was pretreated in a novel mean by using an Ox-B solution broadly used in potable water treatment. Pretreatment modified the structures of lignocelluloses. The Ox-B solution treatment was an essential step for efficient hemicelluloase hydrolysis. Pretreatment modified the structures of cell wall. Further optimization studies of the fermentation process and strain improvement research (for derepressed mutant) are in progress. In the future, I hope to see cultivators to move by the ethanol produced from rice straw and agricultural wastes.

金黃色葡萄球菌是生活中常見的病原菌之一，因其抗藥性日益嚴重，是大家所熟知的超級細菌。 目前醫院對此菌的檢測方式，從培養到獲得結果大約需要兩天，對許多感染此菌的重症患者是無法接受的醫療時間延誤。 有鑑於此，本研究利用創新的適體、光電及奈米技術發展一個可以快速偵檢金黃色葡萄球菌的系統。 適體為具有與抗體同樣分子辨識功能的寡核酸。我們利用DNA適體篩選技術，獲得能夠專一地辨識金黃色葡萄球菌的適體序列，進一步發展高敏感度細菌檢測系統，並測得靈敏度近個位數的金黃色葡萄球菌。本研究亦結合奈米金與共振光散射原理，以簡便的二極體雷射與偵測裝置，可快速判定檢測樣品中是否有金黃色葡萄球菌，大大縮短檢驗所需的時間。

人類目前廣泛的應用奈米鑽石，奈米鑽石粒子極為微小因此很容易進入生物體內，對於生物體所產生的影響為本次的研究對象：奈米鑽石、奈米磁性粒子之生物毒性與其在生物體的分布。\r 加入奈米鑽石、奈米磁性粒子之後綠豆發芽數減少。發芽的綠豆中加入不同量的奈米鑽石、奈米磁性粒子，發現濃度越高生長速度越慢。在綠豆吸收奈米鑽石、奈米磁性粒子後，在根、莖、葉細胞內都有發現奈米鑽石、奈米磁性粒子。在麵包蟲的研究中發現，在0.25克濃度下，有些微的影響，而在0.75克和1克之影響甚大。在人類胎盤滋養層細胞中，發現加入奈米鑽石800微克以上對其有毒性。在細胞的分布，可發現細胞質及細胞核中都有奈米鑽石，當細胞內太多或作用太久時，會出現細胞凋亡的現象，此時奈米鑽石會大量聚集在細胞核，這可能是造成細胞死亡的原因之一。本研究意外發現在細胞分裂時，奈米鑽石只分布在細胞核周圍的細胞質，但是在赤道板及染色體上並沒有。

二氧化鈦是光觸媒中最常被使用的，雖然合成方法很多，但如何提升其產量及分解效果，一直是學界及業界的熱門議題。\r 在此篇報告中，我們發展出一種新的方法來製造二氧化鈦，利用控制合成時溶液的pH值、使用幾丁質當作新的保護劑，並且改變加熱的溫度和時間來得到二氧化鈦奈米顆粒。在降解實驗中亞甲藍光的分解反應速率級數為一級，降解亞甲藍液的半生期在2.9~7.0分鐘，比一般文獻的數十分至數小時以上的速度高出許多。\r 另外，在幾丁質未燒去的實驗中，我們發現亞甲籃分子會被吸附在幾丁質的表面上但不被分解，燒去幾丁質時奈米粒子又無法完全分散，為解決這一個問題，我們使用了分子篩，分子篩可以吸附許多有機物質，再加上其為具有許多中/微孔構造的鋁矽酸鹽礦物，奈米粒子可以分散在其表面而不生團聚；在光降解的實驗中發現光觸媒結合分子篩後可大幅提高染料的分解效果，在短短一分鐘之內便將亞甲藍分解掉一半以上！\r 這個實驗提供了很好的方法，可以快速有效的合成二氧化鈦奈米顆粒，作為光觸媒使用。我們相信這個方法可以推廣到其他有機汙染物質，以降低工業進步後對地球環境所造成之污染危害。

因為在我們高中所學到的細胞中，粒線體是提供細胞能量的重要胞器，所以細胞凋亡時，粒線體一定也參其中。 \r 本研究發現200μM過氧化氫(H2O2)作用6小時後存活率就低於50%，而誘發細胞死亡的過程中，我們發現細胞質內的粒線體有變的越來越稀疏情況，且集中在細胞核四周的粒線體也減少許多，其結構也變的鬆散不完整。最後在細胞核出現DNA被切成小片段時，粒線體的型態及結構完全消失，粒線體的量減少到極微量，這致使細胞完全沒有能量供給而死亡。 \r 結論告訴我們細胞的死亡跟粒線體的功能喪失及形態破壞有極大的關係。

我們從日常生活中的酒瓶填塞問題，延伸出圓在相守條件下產生的衍生圖面\r 積極值及相守圓排法等問題，研究過程中我們發現以下的結果：\r 一、 我們可以利用較少個相守圓的排法，以繁殖或增加的方式排出較多個相守圓\r 的衍生圖。\r 二、 當相守圓數量為2個、4個及6個時，相守圓以對角線排列，且衍生圖為正方形\r 時，面積會產生最大值。而當相守圓數量為3 個及5 個時，衍生圖面積最大\r 值會出現在相守圓排成波浪形時，但其夾角並非特殊角。\r 三、當相守圓數量為2個至6個時，相守圓以直線排列，衍生圖面積會產生最小值。\r 四、透過不同層數、個數的研究得知：當相守圓的數量為11個或14個以上時，存\r 在正三角形排法小於直線排法的情形 。而相守圓個數在10個以下時，直線排\r 法面積都叫正三角形排法小。\r 五、我們可以用質單元分割的方式討論更多圓數時，相守圓間的排列方式，使得\r 生多元間的排列變為數字間的加法排列，可以大大降低討論情形的複雜度。\r 六、我們可以用密度的概念，搭配質單元分割的方式，得到不同圓數時，以不同\r 衍生多元搭配波浪形法形成之衍生圖密度最小值。\r 七、我們可以算幾及柯西不等式來驗證特定類型的衍生圖面積極值，也可以列出\r 面積函數來分析不同類型的衍生圖面積極值。

傑克船長和他的海盜們掠奪到許多箱珍寶，每箱含有數量不等的金幣及鑽石。船員們深怕傑克船長又出什麼陰謀，一致同意讓船長任選一半的箱子拿走。\r 當然，傑克不知道金幣和鑽石的價格比，為了保證可以得到一半的利益，傑克希望他拿到的金幣和鑽石都各占一半。傑克的願望會實現嗎？\r 這個問題已用高等數學證明其解，而本研究利用初等數學的方法，除證明傑克需取的最少箱子數外，同時也能更快速的算出取法。\r 類似的結果可應用至分配災區物資等情形，或任何無法轉移、獨立的資源，如各式專長的人才、多功能的機械等，期望可對更有效的分配做出貢獻。