全國中小學科展

四等獎

以陽極處理法探討二氧化鈦奈米管之最佳製備參數及應用發展

在本實驗中,以穩流增壓陽極處理法生長二氧化鈦奈米管,找出最佳生長奈米管之電壓與電流,經退火形成的銳鈦礦相能有效進行降解。本方法最佳生長二氧化鈦奈米管參數及降解亞甲基藍之條件為:氟化銨0.6 wt%、水量2 mL和兩小時的陽極處理反應時間。結果顯示,此參數下降解亞甲基藍在60 min內已超過50% ,甚至在90 min 可達近100% ,降解的效果極佳,而實驗中的鈦片只有20 x 20 mm2大小,未來發展空間相當大。最後以奈米銀處理後在可見光下有良好的降解效果。本研究三大優點:(1)製作奈米管以穩流增壓陽極處理法能得到較佳的二氧化鈦奈米管,並能有效進行降解。(2)不需複雜的試劑或過程,符合綠色環保。(3)可進行表面光敏劑(奈米銀)的塗覆,在紫外線及可見光下均有更佳的降解效果。(4)屬於固態表面催化,操作簡單易回收且重覆使用性高。

「霍」「利」倍蓰-探討霍特林模型與低級中地:便利商店之發展

在中地理論均質平面、均質人口密度的假設下,加入區域經濟學Hotelling模型(1929)分析降價與品質效益策略,得知當中地追求品質效益,所獲得的最大收益會大於使用降價策略的最大值。也就是說,追求品質效益的經營策略應是優於降價策略。 在台灣是所有便利商店龍頭的7-Eleven便是一個很好的例子。多數人都覺得7-Eleven的設點條件優於其他便利商店,但事實上真是如此嗎? 以大安區為例,根據本研究所假定的三個問題皆為否,得知7-Eleven設點條件較不優於別人,卻比其他超商擁有更多消費者,便符合低級中地在品質效益模型的發展,表示提升品牌的品質,便能擴大可服務範圍。因此品質效益應是商店致力追求的目標。

Schiff base核心超高幀數藍相液晶之合成與穩定機制研究

藍相液晶有別於市售顯示器面板的向列型液晶,擁有自組裝3D奈米級晶格,可達成高幀數(高畫面更新)優勢,而目前仍存在高驅動電壓和溫度不穩定等問題。 本實驗設計並合成有利於藍相液晶生成的分子,摻混適當旋光劑後,探討主體液晶中Schiff base及尾端不對稱中心對藍相液晶穩定之影響,以增廣藍相液晶溫寬為目標。 結果發現: 一、摻混ISO(6OBA)2旋光劑最多可使藍相生成溫寬由0.7℃增寬至14.8℃。 二、摻混S811、R811旋光劑至尾端消旋液晶效果較佳,誘導藍相至溫寬35.5℃。 三、Schiff base具有羫基形成水楊醛亞胺結構,產生較大偶極而穩定藍相液晶。 四、分子尾端若具旋光性,摻混S811後消旋而無法生成藍相;摻混R811與主體分子旋性相同而能拓寬藍相溫寬至26.3°C。 針對商業化需求,本實驗已解決藍相液晶普遍溫寬不足的狀況,合成出的小分子結構驅動電壓較低,並且能整合出穩定藍相溫度所需的最佳條件。

用自行運動在資料庫中找出疏散星團

目前已被發現並編號的疏散星團已超過一千個,但據推測實際數量應有十倍乃至 更多,因此本研究利用 2012 年 8 月發表的 UCAC4 天體資料庫,並使用資料庫中星體 的自行運動、位置、各波段的亮度等數據,先對已知的 Hyades、M45、NGC752、NGC1039、 NGC2632 等五個疏散星團進行分析。我們製作各個星團的散佈圖及直條圖等,研究能 有效找出星團成員星的方法,再用我們所選的星團成員星重新計算星團的位置、星團 大小、年齡、距離等參數。 研究最後我們下載部分天區的星體資料,以自行運動搭配光度來篩選,嘗試找出 新的疏散星團,以驗證本研究的可信度。本研究的分析方法可從大多數已知有疏散星 團的天區內找出星團,不過我們發現將 Vmag 比 10 等暗的星點資料刪除後作成的圖表 最為準確,且由於分析方法和資料的精細度還不足夠,我們並未發現新的疏散星團。 本研究亦觀察到 UCAC4 資料庫在 NGC1039 附近的天區資料有異常的現象。

空間中的福特球

本研究旨在探討由法里數列生成的福特圓、以及與其有相似性,但是三維(或更高)的福特球的相關性質,我們分成三個部分來探討。一、首先我們驗證福特圓的衍生方式是否與法里數列相符合,並發想出另一種福特圓的衍生方法;二、以類似福特圓的方式,定義三維中的福特球、推導出以三顆球衍生第四顆球的公式、且限制其衍生的範圍,爾後由同一方向(以最新三顆球作衍生)、固定某一個球(固定某顆球,以最新兩顆球和固定球衍生)等方式衍生,並且利用空間中的索迪公式,對其半徑倒數與配合半徑倒數化繁後的x、y分子的遞迴關係式作探討;三、在高維度中,同樣定義出福特球(並非球體,只是敘述上方便的統稱),利用索迪公式對同一方向衍生的半徑倒數數列的遞迴關係式來探討。

微生物發酵法運用於蚓糞處理與雞場除臭之研究

本研究以不同微生物發酵方式(EM菌(Effective Microerganisms)、枯草桿菌(Bacillus subtilis)、蔡十八菌、木黴菌(Trichoderma))養殖蚯蚓,並固定牛糞、紙污泥與太空包與其他輔料(米糠、蔗渣、果皮、腐葉)成分(原料來自雲林縣工、農業廢棄物),並用本土種的掘穴環爪蚓(Perionyx excavates)分解,以室內分層式堆肥採收蚓糞,再用機械篩選出高純度蚓糞;以雲林縣農作物:小白菜(西螺鎮)、香瓜(二崙鄉)、番茄(口湖鄉)為實驗作物,探討蚓糞當有機肥,作物生長與甜度變化;並將蚓糞與剩料(純度較低)運用於雞場除臭功能,經實驗結果顯示,蚓糞用於農作物與除臭皆有顯著的效果呈現。

看見拔河中的力

本設計利用了應變規(Strain Gauge)的原理去製作一台可以量測拔河時繩子兩端的施加力量值,本設計採用的原理是當應變規受力時其電阻值會因為不同的力量而產生不同的應變的變化。進一步地,本設計的準確性也進行了校正。透過拔河繩拉力所產生的應變造成電阻變化,來轉換成力量數值,而利用自已設計製造的夾具,放置在拔河繩上並固定在繩子的兩側,分析其應力應變和受力狀況來測出力量值。 本設計只用簡單的應變規、電子顯示器和電子零件,低成本、簡單構造的設計來達成本研究之目的,來解決拔河過程中比賽的兩隊平衡力之顯示,使拔河更增加樂趣,增加拔河的的趣味性、數值化。

英文句子依閱讀程度進行簡化之研究

英文句子簡化是一項單語言句子轉換的任務,其中一句複雜的句子會轉換為一句或多句的簡單句子。相較於過去研究學者著重於研究如何優化句子簡化的結果,如何將一句英文句子依閱讀程度簡化為不同簡單程度的簡化句是一項自然語言處理方面嶄新的研究領域。本研究首先訂定英文分級標準,整合歐洲(CEFR)與台灣(LTTC)母語非英語國家機構對英文的分級標準,將英文分為三種難易程度,並依此將Wekipedia及Newsela的簡化前-簡化後平行語料重新刪整為三種目標程度等級的平行語料庫。另一方面,運用已發展成熟的Seq2seq簡化模型,創造一個多解碼器模型,分別依據目標程度不同的訓練資料集訓練三種解碼器。在BLEU、SARI指標以及Coverage計算下,本研究結果相較於相關研究可展現出優異成果。

對抗上皮細胞黏附因子之CAR-T細胞於癌症免疫治療之研究

以往人類對抗癌症只能依靠手術、化療、電療等治標不治本的手段殺死癌細胞,不僅效率差且有強烈的副作用,而CAR-T免疫療法透過活化病人自身免疫細胞來專一性的治療癌症。 本研究旨在發展能治療實質固態瘤的CAR-T免疫療法,透過活化由人血中所分離出來的T細胞,使之能辨識在癌細胞中大量表現的上皮細胞黏附因子(EpCAM),並建立一套體外細胞毒殺測試的模型來測試CAR-T殺死腫瘤細胞的能力,以篩選出具有發展潛力CAR-T細胞。 本研究從外周血單個核細胞(PBMC)中分離T細胞,透過基因重組技術與lentivirus來改造T細胞,使T細胞表現CAR基因,再利用Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28活化,並以大腸癌細胞株HCT116當作癌細胞目標,測試CAR-T是否有能力殺死腫瘤細胞,另外也以不表現EpCAM的A549肺癌細胞株、H460肺癌細胞株進行毒殺能力測試,結果顯示此CAR-T細胞有高度專一性,證明此CAR-T細胞具有潛力成為新一代的CAR-T免疫療法。

狡兔八窟

科展源自於一個數學專欄上的問題,是關於兔子藏於圖形的某一個頂點,則在兔子位置可能變動和有所限制的射擊規則下,求出每一次最少要同時對幾個頂點開槍,才能「保證」可以獵到兔子。原始題目設定的圖形為正六面體,而我們將其擴展為不同的圖形,利用S(G)≥δ(G)+1得出路徑(Pn)、圈(Cn)的最小射擊點數,利用帶寬及|N(S)|相等的排序條件得出矩形(Pm×Pn)、長方體(Pm×Pn×Pk)、n維立方體(Qn)的最小射擊點數、利用觀察配合可行射擊策略,推測出完滿k元樹(k–treeh)的遞迴關係式並得出上界,建構可行方法,並期望算出最小射擊次數。目前研究結果為上述圖形之最小所需射擊點數及可行射擊策略。