全國中小學科展

2015年

ERF參與FT調節植物活性氧的誘導開花

輕微乾旱會造成植物提前開花。實驗結果發現20 mM過氧化氫能有效促進阿拉伯芥開花。晚開花ft轉殖株噴灑過氧化氫後,沒有促進植物開花,因此FT可能參與過氧化氫控制開花。我們利用即時定量PCR方法證實在過氧化氫狀態下,FT及其下游基因基因會受到誘導而表現。以FT啟動子驅動螢光基因,發現FT確實會受到過氧化氫的誘導而啟動。以次世代定序得知過氧化氫處理後,得知ERF109受到抑制。利用FT啟動子序列刪除及ERF109以基因槍實驗,得知低濃度活性氧可以充當輕微逆境下的訊號,抑制ERF109表現再誘導FT啟動,促使FT基因及其下游開花基因表現,使植物提早開花。

Lunar Tide Contribution to Thermosphere Weather

Internet search technology is a pervasively used utility that relies on techniques from the _eld of spectral graph theory. We present a novel spectral approach to investigate an existing problem: the critical group of the line graph has been characterized for regular nonbipartite graphs, but the general regular bipartite case remains open. Because of the ine_ectiveness of previous techniques in regular bipartite graphs, our approach provides a new perspective and aims to obtain the relationship between the spectra of the Laplacians of the graph G and its line graph bG. We obtain a theorem for the spectra of all regular bipartite graphs and demonstrate its e_ectiveness by completely characterizing the previously unknown critical group for a particular class of regular bipartite graphs, the incidence graphs of _nite projective planes with square order. This critical group is found to be Z2_(Z2q+2)q3􀀀1_(Zq2+q+1)q2+q􀀀1; where q is the order of the _nite projective plane.

飛「波」傳「電」~6V電池直流電源之無線電力傳輸與充電

我們使用了直流電源進行感應電流的測試,結果發現直流電源因為電流穩定,所以無法產生感應電流,只有在打開電源或關閉電源時才會有。於是我們用打點計時器設計了自動開啟與斷電的裝置,使直流電不斷地開啟與斷電,造成源源不斷地感應電流,但此裝置的輸出功率太小。接著我們使用了簡易的振盪器形成振盪電路,使直流電可以有交流電的效果,透過許多測試,最後利用細線編織而成的麻花辮來繞線圈,解決因集膚效應所造成的損耗,接著用倍壓式整流電路,將交流電轉成直流電,使原本的傳輸效率大大提升,最後再透過鋁片的反射,使接收線圈的效果再度提升。

Flexible Thermoelectric Module Application in Therapy Usage for Human Body

福島核災的發生,更凸顯能源的重要性;又因近年來廢熱總量不斷提升與全球能源需求量增加,本研究利用熱電晶片冷端與熱端的溫度差產生電的特性,將環境廢熱回收成為可用的電能。 本研究設計之可撓性熱電晶片成功改良傳統熱電晶片的兩點缺點;其一 : 傳統的硬式平板狀晶片無法配合不同環境空間而改變其外型,其二 : 硬式晶片的表面為陶瓷片,較易摔破導致晶片毀損,本研究之可撓性熱電晶片改良以往熱電晶片的陶瓷基板材料,改用具有可撓性的FCCL材料作為基板,因此可完整吸收表面彎曲物體的能源並將熱能轉換成電能。本研究之可撓式熱電晶片成功大幅降低熱電晶片之成本,有利於未來大量生產,成功應用人體體溫發電,同時也可利用Peltier效應,作為醫療用冷敷或熱敷之器材。

CYP11A1導致非類固醇生成細胞的粒線體形變 CYP11A1 Changes Mitochondrial Morphology in Nonsteroidogenic Cells

一般認為粒線體形變與神經細胞的細胞凋亡有關,但其實粒線體形變也發生在類固醇生成細胞,如卵巢與腎上腺皮質的分化過程中,且伴隨著類固醇製造酵素CYP11A1的大量表現。 因此,我們提出以下的假說:第一,CYP11A1會使粒線體發生形變;第二,粒線體形變參與類固醇賀爾蒙的製造;第三,粒線體形變能導致細胞某種程度上的分化:由不適合製造類固醇轉變為適合,並降低其代謝率。 我們觀察CYP11A1內生與否的細胞株的粒線體外形及其內褶膜,發現內生CYP11A1的細胞具有球形粒線體與拱狀內褶膜。接著我以CYP11A1表現質體轉染COS-1細胞,觀察其粒線體並測量其ATP產率,證實了外送CYP11A1能使粒線體發生形變,同時改變細胞的代謝率。這個發現對粒線體形變的研究具有突破性的影響。

球形浮體於液面弧度微動力研究

不同於歷屆科展使用如浮沉子(2)、硬幣(3)、試管(5)等”沉體”在”凹”水面上對表面張力做研究,我們使用乒乓球作為”浮體” 並且於”凸”水面上做實驗,過去研究cheerios effect(6)的實驗多使用簡化的模型,忽略了沉體兩側的作用力只考慮沉體與容器邊壁的作用力,因此,我們強調的是,討論浮體兩側液面上因接觸角的差異所產生的水平側向力,並使用電流天平直接量測水平側向力的大小,我們釋放浮體使用影格分析法研究浮體的運動,最後我們得知浮體於液面上運動的機制。

內擺運動減速機之研究

本專題利用行星輪系具高減速比之優點,並運用一種具十字滑塊的特殊傳動機構,設計一個不同於傳統齒輪箱式的減速機。本設計的行星齒輪可在環齒輪中做內擺運動,所以亦稱為內擺運動減速機。由專題的製作過程中,我們發現只要可以做內擺運動的二個運動對偶(Pairs),都可以達到減速機的效果。所以,本專題中又設計一個擺線轉子及針狀定子的減速機,不同於使用齒輪來做為轉子及定子的方式,來驗證內擺運動減速機的理論。本擺線轉子設計概念的最大優點除了具備齒輪機構的高傳動效率外,亦具有結構緊湊、節省空間以及自鎖功能(即當輸入軸無動力輸入時,輸出軸即鎖定不動)等特性。根據設計結果,我們自行加工了一組新型減速機原型機,並進行傳動效率實驗。實驗結果證明,本設計之傳動效率極高,可達92%。此外,為探討本設計由於偏心現象所導致的震動問題,我們也使用了向量迴路法分析機構桿件重心的位移情形,並提出「重心偏移」策略以改善震動現象。

伍拾元語音辨識系統

探討在低成本下,完成非特定人中文語音辨識的可行性,作品的特色如下: 1. 語音辨識系統:8K ROM、2.5K RAM、辨識率 80%、成本 50 元以下 2. 音節簡化:發音去掉聲音調後,再將同類聲音進行整併,整理出133 個音節→資料量是繁體13060 字數的 1 / 100 3. 資料庫化簡:使用整數的指數取代符點運算→資料量為傳統的語音特徵的 1 / 20 4. 語音辨識演算法:使用梅爾倒頻譜係數、隱藏馬可夫模型 5. 處理器:使用16位元的整數運算,可在低價的處理器上執行 6. 訓練用的語音:向中華民國計算語言學學會(MAT)購買純語音的資料庫

奈米鑽石性能對於重金屬吸附之應用

奈米鑽石之多官能基、介面電位負值(PH=7時)…等性質使本組考慮其吸附重金屬離子之可行性。本研究目的在於利用奈米鑽石吸附重金屬離子及探討重複利用性。 將硝酸鉛、鋅、鎳、銅、鈷與鐵離子及錯離子水溶液配製奈米鑽石混合懸浮液。本實驗利用共扼焦顯微鏡了解奈米鑽石之生物共生與吸附特性。於重金屬吸附上運用LM324系統、及ICP-MS測量溶液濃度, 且用SEM觀察表面。 研究結果顯示,奈米鑽石具優越吸附離子能力,吸附前後奈米鑽石表面在巨觀與表面微觀上有顯著改變;且再利用性極佳,可利用硝酸置換出金屬離子。故奈米鑽石應可作為具再利用性之吸附材料。

身障業者對消費者行為影響之田野實驗

在經濟學文獻中曾有身障消費者受業者歧視的研究,但若業者是身障,消費者行為是否會受到影響?本研究透過田野實驗,探討身障業者在自由市場機制中,是否會受到消費者的差別待遇。研究者於夜市擺攤販賣冷飲,從旁觀察記錄並發放問卷調查。研究結果顯示,消費比例不因業者是否為身障而有明顯差異,而當業者是身障時,消費族群偏向平常較少買飲料且年齡較高。此外,問卷資料也顯示部分消費者會因同情身障業者而消費,但因身障與非身障業者的總體販賣量差異不大,我們因而推論也有部分消費會因業者的身障身分而選擇不消費。總結而言,消費者的消費行為受業者身障的影響。