全國中小學科展

四等獎

簡易方法測量電遷移率

氯化鈉水溶液滴上染料,外加互相垂直的電場和磁場後,離子受到和電流方向垂直的勞侖茲力而移動,因黏滯力作用而形成漩渦偶極子;由漩渦偶極子的位置隨時間變化,可得到漩渦偶極子的運動動量通量,進而算出鈉離子和氯離子的電遷移率和(μ++μ-)。 用氫氧化鈉水溶液實驗時,因正離子的電遷移率小於負離子,漩渦偶極子一面移動一面偏轉,由移動的位置隨時間的變化可求得鈉離子和氫氧離子的電遷移率和(μ++μ-); 由偏轉量可求得兩種離子的電遷移率差(μ--μ+)。用氯化氫水溶液實驗時,漩渦偶極子偏轉方向和前者相反,由偏轉量可求得兩種離子的電遷移率差(μ+-μ-)。 霍爾效應實驗可求得離子的電遷移率差,用氯化鈉、氫氧化鈉、氯化氫、氮氣奈米氣泡、和氧氣奈米氣泡水溶液作實驗,和漩渦偶極子法對照比較。

MafF對LRH-1調控代謝機制之探討

已知 liver receptor homolog-1(LRH-1)掌控著多種生理功能,在肝臟代謝中扮演著相當重要的角色,我們利用酵母菌雙雜交技術(Yeast two-hybrid)找出數種可能跟LRH-1產生交互作用的蛋白質,並從其中選擇v-maf avian musculoaponeurotic fibrosarcoma oncogene homolog F (MafF)作為主要研究對象,探討其與LRH-1之間的作用對代謝造成的影響。本研究中,我們利用免疫沉澱法證實MafF可與LRH-1形成複合體,而MafF並不影響LRH-1蛋白的表現量。隨後以啟動子活性檢測MafF-LRH-1複合體在細胞內之功能,發現MafF能促進由LRH-1所調控的small heterodimer partner (SHP)、glucokinase IV (Gck)及side chain cleavage enzyme (SCC)等代謝相關啟動子之活性。此外我們以GST-pull down發現MafF與LRH-1結合區域位於LRH-1的DNA 鍵結位(DBD)。LRH-1則是僅與具有完整basic region (BR)以及leucine zipper (LZ) 兩個domain的MafF產生交互作用,單獨的BR以及LZ無法與LRH-1結合。另外,在肝臟細胞株HepG2中過度表現Myc-MafF,Western blot結果發現GCK有減少的趨勢,SHP則是有增加的現象,而LRH-1亦呈現增多的趨勢。Real-time PCR結果,比對Myc以及Myc-MafF,發現MafF存在時會使LRH-1以及GCK mRNA含量較控制組Myc有減少的趨勢,對SHP mRNA 則是沒有顯著影響。此外,我們在肝臟細胞株HepG2中加入胰島素,發現二者表現量皆有明顯的增加,說明胰島素刺激之下,MafF以及LRH-1蛋白質增加能夠增強肝臟能量代謝。

台灣藍鵲的習性與領域行為之研究

近年來都會區常有臺灣藍鵲出沒,讓習於都市文明的現代人不知如何應對。本研究目的在了解臺灣藍鵲的習性、合作生殖行為、領域行為,進而探討引發臺灣藍鵲威嚇、攻擊行為的因素。從民國106年2月起至111年9月止,在住家庭院前和社區進行有系統的生態習性觀察 ,透過拍照、錄影,最後實驗出顏色、距離、聲音是否影響臺灣藍鵲領域行為。結果發現:繁殖期是從三月上旬開始,七月上旬結束。當發現牠們開始築巢時,不要靠近或干擾,因為臺灣藍鵲有領域行為,要距離臺灣藍鵲至少54.4公尺以上,遠離鳥巢7.1公尺範圍以外,也要避免穿紅色衣服或桃紅色衣服在鳥巢樹下走動,才不會引起臺灣藍鵲出現威嚇行為。不要讓聲音超過 97 ±2(mean S.D.)分貝以上,那是臺灣藍鵲無法忍受的噪音範圍。所以,與臺灣藍鵲就地保育與共存,讓人們認識、理解牠,是減少衝突的關鍵。

熱休克蛋白Hspb7基因表現調控之探討

小分子熱休克蛋白 B7 (HSPB7,Heat shock protein B7),又稱心血管熱休克蛋白 (cvHsp)。HSPB7表現於心肌細胞當中也表現在骨骼肌當中。我們可以從再生的肌肉細胞中看到熱休克蛋白B7大量的表現,可見其對於損傷的肌肉細胞至關重要。此外,Mef2a (Myocyte-specific enhancer factor 2A) 被發現對於Hspb7基因表現有所影響且、屬於AP-1 (Activated Protein 1) 家族的c-Jun (Jun proto-oncogene) 和Fra-2 (Fos-related antigen 2) 被發現影響了肌肉發育和參與了骨骼肌衛星細胞群的調控。 本實驗在HEK-293T細胞當中將克隆出的Mef2a、c-Jun、Fra-2與Hspb7上游不同長度且帶有螢火蟲螢光素基因之啟動子進行轉染實驗,並藉由螢光素酶檢測法觀察彼此調控關係。本研究發現,c-Jun、Fra-2對於Hspb7基因表現有抑制的成效而Mef2a有增加基因表現的成效。

AUTONOMIC HEATING GLOVES

In today's world, medicine is very advanced, thanks to which many diseases that were previously considered incurable, are now treated almost all over the world. But, unfortunately, some diseases are still incurable and can only facilitate their course. One such disease is Raynaud's disease or Raynaud's syndrome. Statistics show that worldwide the percentage of patients with this disease is 3-4%. Raynaud's disease is a paroxysmal spasm of the arteries of the fingers of the hand, rarely the feet when cooling the extremities. As mentioned earlier, this disease is incurable. That is why the creation of a device that can help people overcome many inconveniences due to the inability to stay in the cold without gloves or the problem of discomfort in heated gloves is relevant. And one of the solutions to this problem is to create special heated gloves. This work is also relevant, because even existing treatments, such as medication and conservative, do not completely solve the problem of reducing the sensitivity of the hands when cooled or even the slightest moisture on the palms. Also, these methods are very expensive, so our device will be cheaper and more affordable than existing ones. When using our gloves together with the two already mentioned methods, the treatment will be more effective. Unfortunately, medical and conservative treatments will lead to complications over time, so we not only maintain sensitivity in the hands, but also prevent further amputation of the upper extremities and the emergence of human health problems associated with the effects of drugs on the whole body. Nowadays, people work hard to be able to live well, but it is difficult for people with Raynaud's phenomenon to do so, as the sensitivity of the upper extremities decreases during the exacerbation of the disease. It is important for us to maintain the sensitivity of the hands by normalizing the thermal balance of the hands, which leads to the elimination of spasms of the atria of the hand. The aim of the work is to create a simple and effective means to normalize and maintain the thermal balance of the upper extremities, in order to reduce the loss of sensitivity of the hands in patients, as well as reduce the likelihood of spasms of the arteries of the fingers. The subject of the study is the course of Raynaud's disease and the current treatments for it. The aim of the study is the creation of special gloves that can stop spasms of arteries and maintain blood flow in them by balancing the heat balance in the hand, and depriving patients of the disease during their wearing During the work the following tasks were set: - to theoretically investigate the peculiarities of Raynaud's disease; - to analyze the existing clothes on the market with heating; - to develop and improve its own design of heated gloves, which will be affordable and easy to use. - calculate the cost of gloves taking into account all factors

Schaubcylindrichnus生痕化石化學分析與生成環境探討

根據在北海岸地質考察所觀察到生痕化石種類分布,大部分生痕化石生成於濱海帶,可以推測大寮層及南港層在尚未抬升時,沉積於濱海帶的砂層沉積。另外,石底層雖然同為海相,但屬於海退時期,生物活動區域相對於海進時期較為深,因此生痕化石數量較少。將地質考察採集到Schaubcylindrichnus進行初步的外形觀察,推測其為S.coronus型態以及S.formosus型態,並將Schaubcylindrichnus與Ophiomorpha製成薄片進行比較,發現Schaubcylindrichnus與Ophiomorpha都是由石英與有機物組成,但Schaubcylindrichnus的顆粒比Ophiomorpha小且較為密集,而在Schaubcylindrichnus與Ophiomorpha中,管壁中與管壁內外的有機物含量有明顯差異,Schaubcylindrichnus管壁中的有機物較管壁內外少,而Ophiomorpha管壁中比較多,且可以發現大塊有機物包裹數塊石英的壁襯結構。

太陽軌跡在車輛儲能之創新研究

本研究探討太陽軌跡在車輛儲能之創新應用,使得太陽電池以簡單的方法得到最大的吸收能量。首先,利用Stellarium免費天文軟體,完成一個太陽電池最佳方位角與仰角的計算公式,基於光學與鏡面反射原理之瞭解,提出全新的鏡面最佳轉角定理,使鏡面反射之轉角得以迅速精確計算。本文引入GPS衛星定位功能,將這個太陽電池能量追蹤方法,由靜態的的地面應用,推展到動態的車輛應用。最後,由本實驗結果顯示,利用本文提出的創新研究,與單純平放太陽電池之儲能作法比較,若將反射鏡或者太陽電池隨時對準最佳方位角與仰角,可以獲得多出20 %〜52 % 的免費能量!

以直向、橫向、斜向磁磚鋪滿mxn矩形的研究

我們的主題是研究使用直向、橫向與斜向磁磚不交疊地鋪滿m × n的長方形的方法總數。磁磚總共有如圖A中間所列出的四種(其中著上藍色和綠色兩者統稱為「斜向的」磁磚),並且斜向磁磚不能夠有圖所顯示的交疊的情形。在1961 年的論文中給出了只使用直向、橫向磁磚鋪滿2m × 2n 的長方形的方法數的一個漂亮的公式,而2001 年的論文以一個較簡單的方法證明了這個結果。(1)(2)(3) 而我們先從固定 m 尋找遞迴式的方法出發,接著用m 的結果推出m + 1,最後期望能找出與論文一樣的一個漂亮的一般通式。

利用水稻Near Isogenic Line篩選調控磷酸吸收相關之基因

因應人口增加,提升作物產量同時維持農業永續經營成為全球發展的重要課題,其中如何減少肥料使用以降低對環境衝擊為一重要關鍵;磷肥為作物生長必要元素,過度使用不僅加速礦產資源耗竭且造成環境汙染,若能提高作物磷吸收效率將可望減輕上述問題。水稻為世界三大主食之一,本實驗目的在於了解水稻吸收磷的調控機制,作為未來孕育高吸收效率水稻的基礎。選用稉稻(台農67號)及秈稻(台中在來1號)來檢測長期缺磷後再回復磷供給的狀況下這二個品種的生長狀況及地上部磷累積情形,結果顯示台中在來1號的根明顯較短,而台農67號第二葉磷酸累積較高,接著利用兩品種雜交所得之190個Near Isogenic Line進一步篩選磷酸吸收效率表現良好之品系,於養分充足下培養,或及在長期低磷培養後回復供給4天,比較各品系株高及幼葉和老葉磷酸累積量,未來將利用已知的基因多型性圖譜剖析造成差異之基因座,以了解水稻調控磷酸吸收的分子機制。

建構三種以上相異整數邊長的圓內接多邊形

前作「建構邊長為整數的圓內接多邊形」[2]中,我建構了多類兩種相異整數邊長的圓內接多邊形的一般式。本研究利用n倍角公式,建構三種以上相異整數邊長且外接圓半徑與所有對角線長均為整數的圓內接多邊形。 我依正整數的分割數將圓內接多邊形分類。除了正多邊形之外,6類圓內接五邊形、10類圓內接六邊形、14類圓內接七邊形。取畢氏三元數做變數變換,做出所有類型相異且有不同邊長的圓內接多邊形。另外在建構圓內接八邊形、九邊形與十邊形時,我考慮建構邊長相異且其中一邊為外接圓直徑的圓內接四邊形、圓內接五邊形與圓內接六邊形...等,將上述圖形做適當的伸縮與組合,即可以建構邊長皆為相異的整數的圓內接n邊形。研究過程也發現可用同一組一般式可建構不同的圓內接多邊形。最後推得各類非等邊長且外接圓半徑亦為整數的圓內接多邊形皆可尺規作圖。