全國中小學科展

依國際科展年度查詢

2014年

公雄交錯-探討雄果蠅之同性求偶行為

近年來,國內外皆有科學團隊投入果蠅同性求偶行為的研究,進而發現影響求偶行為的相關基因,以及此類基因的作用機制。本研究主要探討:除了基因變異外,是否有其他因素對同性求偶造成影響。透過實驗我們發現,性成熟雄果蠅偏好對未性成熟的果蠅進行同性求偶;而曾與雌性交尾過的雄果蠅,較容易發生「試圖交尾」的行為。若加入酒精作為變因,則會催化雄果蠅進行同性求偶的頻率,其中以濃度30%的影響最為顯著。此外,在同性求偶行為中,聽覺亦扮演了重要的角色,聲波會對果蠅的同性求偶造成影響,其中低頻率聲波會使果蠅同性求偶的次數明顯降低。本研究顯示性成熟與否、求偶經驗、酒精濃度與聽覺,是除了基因變異外,探討雄果蠅同性求偶時所需考量的變因。

Relationship between sexual deprived Drosophila, NPF, and the following behaviors

研究指出,公果蠅在求偶的過程中若被母果蠅拒絕,腦中的神經傳導蛋白NPF(neuropeptide F)會隨之下降,並提升其對酒精食物的攝取量。 我們的研究結果顯示求偶被拒的公果蠅是在「攝食酒精」後才對酒精成癮,而非在求偶被拒之後馬上去攝食酒精。而且,「求偶被拒」的公果蠅除了飲酒行為,也會提升其再求偶慾望。另外,我們利用Gal4-UAS系統調控了公果蠅腦中NPF神經的活性,發現公果蠅的NPF神經活性被抑制時,會出現與求偶被拒的公果蠅類似的行為。 最後,我們使用了NPF的螢光蛋白的抗體來標定NPF神經活性被激發以及抑制時腦中NPF的含量變化。透過這個結果,我們可以確定腦中NPF量的變化可以控制公果蠅對酒精的趨性、求偶慾望以及對酒精的攝食量。

三氮二氧五牙配位基二價鈷擬態化合物與一氧化氮之反應性探討

本研究將三氮二氧五牙配位基H2BDPP去質子化後形成BDPP2-,與二氯化鈷(CoCl2)反應後,製成二價鈷錯合物Co(BDPP) (1)。將1與FcBF4反應,製成三價鈷錯合物[Co(BDPP)(H2O)]BF4 (2),1和2的分子結構可由單晶繞射解析法、可見光-紫外光光譜儀鑑定,並利用循環伏安法量測1的還原半電位。1與一氧化氮反應會有顯著顏色變化,根據UV/vis光譜排除氧化的可能性,表示新生成一錯合物[Co(BDPP)(X)] (3)。利用傅立葉紅外線光譜儀確認此反應有新的振動頻率1615 cm-1產生,意味著在3上觀察到N=O的振動吸收峰(X = NO),推測錯合物3中一氧化氮和鈷中心金屬產生了鍵結。藉由此錯合物可鍵結或釋放一氧化氮之特性,未來可能運用在治療高血壓藥物的開發研究。

孟氏定理與西瓦定理在多邊形與多面體中的推廣

本文主要在探討幾何中的兩個重要結果—三角形中的『孟氏定理』與『西瓦定理』推廣到平面上任意的『凸 邊形』與『凹 邊形』的相對應結果,甚至於我可以將『凸凹 邊形』換成『 條直線』,我發現亦可以得到類似的結果。在完成平面上的圖形推廣之後,我也試著思考其在立體空間中是否也有類似的推論,很幸運地也發現有類似平面多邊形的結果,目前已完成空間中任意『 個頂點多面體』的『孟氏共面定理』;此外,我也證明了空間中任意四面體的『西瓦共點定理』,同時以實例驗證空間中的『西瓦共點定理』在四角錐中的形式,進而找到『 個頂點多面體』的『西瓦共點定理』之形式,並已驗證其正確性。

聚乳酸/天然纖維複合材料之研究-探討加入玉米葉纖維對機械性質之影響

本研究以玉米葉纖維做為聚乳酸纖維的補強材料,並以加入的玉米葉纖維長度為操縱變因,探討其對聚乳酸/玉米葉纖維複合材料機械性質的影響。實驗設計以純聚乳酸為對照組,以加入1mm, 2mm, 5mm, 13mm玉米葉纖維的聚乳酸複合材料為實驗組。本研究以拉伸強度和耐衝擊值來判斷機械性質的強度。 實驗數據顯示,實驗組的拉伸強度與對照組差距不大,但在耐衝擊值卻比對照組高出許多。除此之外,拉伸強度和耐衝擊值都顯示加入2mm玉米葉纖維在實驗組擁有最佳的數值。另外,加入越長的玉米葉纖維反而不會擁有較佳的機械性質。未來期待聚乳酸複合材料能夠應用在更廣的層面。

反轉式風力發電之磁浮轉子研究之探討

本研究的風力發電裝置除了在轉子裝上旋翼外,再將定子裝上另外反轉旋翼,並分析單雙組旋翼在不同電阻、風速等變因下所受的影響,以及磁浮軸承的擺動軌跡。以QBLADE軟體設計旋翼,並以飛機木製作。利用送風機產生風能,以自耦變壓器控制風速、可變電阻改變電阻並進行單雙組旋翼測量;用不同水平力施於磁浮軸承,觀察其擺動。最後將測得數據製成Excel圖表,分析趨勢。

Development of Biomimetic Skins

The objective of the project is to develop a novel biomimetic membrane and/or a scaffold for the said membrane. The approach of the project is to use animal skin from the domesticated pig or fish as a scaffold material for the adherence and growth of human skin fibroblasts to create a biomimetic membrane that can be used in medical applications as an alternative to today’s gold standards of Xenograft, Allograft and Autograft procedures. The biomimetic skin membrane can be used to treat victims of burns or scarring with a natural material that would be eliminated via natural bodily functions while eliminating the side effects and drawbacks such as scarring, secondary infections and tissue damage resulting from the current gold standard graft procedures on donor sites. Pig and fish skins were treated with ethanol and dehydrated followed by perfusion with Phosphate buffer solution and Cell culture media. Human skin fibroblasts (NF3 cells) were seeded on the animal skin scaffold. The human skin fibroblasts were then observed to determine their morphology and membrane formation properties. It was observed that the human skin fibroblasts were able to adhere to the non-human skin scaffolding and proliferate. More research is needed to determine their viability as a biomimetic membrane.

The Effect of Hands Free - Cell Phone Conversation on Visual Fields

It is a known fact that using a cell phone while driving can lead to reckless driving. According to research done by the World Health Organisation (2011) thousands of car accidents occur worldwide, each day, due to cell phone use whilst driving. Many of these car accidents result in serious injury or death of drivers, passengers or pedestrians. According to the Automobile Association (2012), cell phones are the number one cause of traffic accidents in South Africa. The high rate of car accidents due to cell phone use has led to legislation being passed, in most countries, banning hand-held cell phone use while driving. Hands-free phone equipment is not prohibited as it is widely regarded as a safe means of making and taking a phone call while behind the wheel. The purpose of this study was to show that the act of talking on a cell phone and not the method of talking (hand-held versus hands-free) increases accident probability. This study used a Friedman Visual field analyser which measures subject’s visual fields with and without engaging in hands-free cellular conversation. The results showed a significant constriction of the visual fields when subjects were conversing on a cell phone. These results were and can be explained by the fact that the test subject experiences cognitive distraction. Cognitive distraction occurs because the driver has to divide his/her attention between the cell phone conversation and the tasks relating to driving. These results have significant ramifications for road safety in a driving environment.

以黃色小鴨風潮探討高中生對療癒系物品特質與偏好之研究

本研究主要目的是以黃色小鴨的參觀風潮與商品特質,探討高中生對療癒系物品的偏好為何。黃色小鴨在全球形成一股風潮,許多人認為參觀黃色小鴨有紓壓的功能,也有人認為買小鴨玩偶陪伴自己,有療癒心情的效果,因此,本研究的主軸分別從「黃色小鴨的參觀活動」與「療癒系商品(HSP)特質」兩個大面向進行探討分析,釐清高中生對黃色小鴨療癒系物品(RDRP)的偏好為何。本研究對象為臺灣南部地區的高中生共254位,以「療癒商品與相關活動感受問卷」進行施測,分析結果顯示:(1) 對於療癒商品,女生喜好與購買意願均大於男生,其中又以「仿生造形型」類型最受歡迎;(2) HSP以「規律動作型」、「擬生命行為型」,而RDRP以「仿生造形型」、「手觸摸型」較能藉由放鬆及平衡情緒,達到療癒效果;(3) HSP與RDRP均以「聲控及感音型」較能藉由轉移情緖及產生驚喜,達到療癒效果。

揮發性化合物抑制水稻去白化的分子機制

植物受逆境時常釋出VOCs (Volatile organic compounds)。本研究首度發現一種VOC-月桂烯(myrcene)可抑制水稻芽鞘之去白化現象(de-etiolation)。我們分別在螢光顯微鏡與穿透式電子顯微鏡(TEM)觀察水稻芽鞘,發現葉綠素分布與葉綠體分化均被月桂烯所抑制。研究發現水稻在月桂烯處理下去白化現象受抑制,是因葉綠素合成相關基因ACSF被抑制所致。同時有一些參與光合作用光反應、 碳反應基因表現也有受影響。月桂烯影響光合作用相關基因,有三種不同類型:一、黑暗下基因產物幾乎不表現,照光後才累積,累積量受月桂烯抑制,如RCA、 ISP、G3PD;二、在暗處下基因產物之累積就被月桂烯大量抑制,如ACSF,ATPS;三、黑暗下基因產物之累積受月桂烯抑制,同時月桂烯抑制照光後光誘發基因累積速率,如FNR。由基因產物累積量推測轉錄因子MYB-TF1參與月桂烯抑制去白化現象,且推測RCA、ISP、G3PD為其下游基因。我們進一步分析轉譯後修飾,在磷酸蛋白分析中,我們發現月桂烯會抑制35 kD 的phosphoprotein (pp35) 之去磷酸化,這暗示pp35可能參與月桂烯抑制水稻去白化現象。VOCs含天然毒素,可抑制附近植物生長,可為天然農藥。