全國中小學科展

三等獎

由擬馬克夫鏈探討臺灣地區總統選舉民調

本研究目的主要是設計一套數學模式以探討臺灣地區選民投票抉擇的穩定與變遷,以及媒體的選前民調的準確度分析。研究中以馬克夫鏈分析臺灣地區選民投票抉擇的穩定與變遷,經研究發現臺灣地區選民投票抉擇乃屬於不穩定狀態。 為避免選民因接收到不準確的資訊而改變自身投票抉擇,致影響選舉結果,本研究以科學性方法探討分析了臺灣地區主流媒體公布的民調結果。研究中使用總統選舉的選前民調,透過本研究所提出之「擬馬克夫鏈方法」預測選舉結果,再將此結果與中選會公布的實際選舉結果進行交叉比對以評估其準確度。 本研究希望可以提出有效工具透過逆向工程方法來適時監督媒體,降低可能影響選民投票抉擇的人為操作,讓民調對於選民的投票抉擇有正向幫助;而透過較精準的民調以使未來選舉結果可以更進一步貼近民意,讓臺灣能邁向更好的未來。

小兵立大功-發現日常生活中可抑制腦癌細胞之植物萃取物

本實驗藉由「篩檢抑制癌細胞增長的藥物」來尋找可以抑制癌細胞生長的植物萃取物。我們希望從日常生活中唾手可得的蔬果類植物中尋得抗癌藥物。曾經在生物課聽老師提過,紫衫中的紫衫醇可抑制乳癌;由此我們產生一個想法:是否從日常生活中的植物中也能找出有效抑制癌症的成份?因此便著手進行。先從尋找相關論文、蒐集植物,經由萃取、篩檢四種蔬果類的不同部位之水粗萃物或酒粗萃物,我們得到三種蔬果類可有效抑制腦癌細胞的增長。之後選出實驗效果較為顯著兩種水粗萃物進行西方墨點法,初步確認影響腦癌細胞生長的可能機轉:Akt以及Erk;實驗過後發現以上有兩種水粗萃物能透過這兩種訊息傳遞分子影響細胞生長。最後再進行高效液相層析法,期望能夠找出抑制腦癌細胞生長的物質。日後希望這部份的實驗能完整,以期最後的成果。

綠豆發芽水抑制黴菌效果之探討

本實驗延續過去的研究,進一步探討綠豆發芽水抑制黴菌之機制。經實驗推測,綠豆發芽水中有多種物質-而其中主要為分子量小於3kD的胜肽參與抑制黴菌。而為更了解此現象,設計不同的實驗探討其機制。在縮短浸泡時間後,浸泡溫度為30°C之綠豆發芽水有抑黴效果,未來將探討是否因綠豆階段性釋放抑黴物質導致。另外推測浸泡溫度較低時種子沒有此機制,故在4°C泡綠豆、黃豆、小麥。結果黃豆發芽水、小麥發芽水浸泡7天才有較明顯的抑黴效果,未來將比較更多條件並探討此現象的原因。接著調整不同條件下的綠豆發芽水至相同蛋白質濃度,發現30°C泡3天180顆/120mL的綠豆發芽水抑黴效果較差,未來將探討是否為某些物質濃度改變導致。最後,比較不同樣本找出確切抑黴物質後,期望能應用於臨床上。

行動工具鼠

滑鼠的問世是電腦史上的重大發展,其關鍵設計是以編解碼技術與影像辨識技術,來判斷滑鼠的移動與方向。本作品「行動工具鼠」的最初設計構想是利用滑鼠滾輪滾動的編碼機構與技術,應用圓周運動相對於距離移動的概念,再將滑鼠滾輪的圓周長,乘以滑鼠滾輪轉動圈數,即可得知滾動的距離;若再以單位時間,除以當下所移動的距離,即可得知即時的移動速度。作品更新版,第二代的設計策略,是利用滑鼠內光學鏡頭IC,以非接觸的方式來偵測滑鼠移動的距離。目前最新的設計,是以無線滑鼠,接上手持式行動裝置,搭配自行設計的APP程式,以相對滑鼠移動的概念,來偵測滑鼠的移動方向,以及滑鼠移動軌跡的座標變化量,即可得知滑鼠實際的移動的距離。以此設計與應用,可以完全取代市售測距輪的所有功能,成為日常生活中便利且實用的好工具。

Moly.net

Pests can ruin every healthy tree’s crop within 10-15 days. This huge loss can only be detected at harvest season. If the pests have already got inside the fruits or the fruits had fallen down prior to the time of harvest. If pest-control is unconscious, 50-75% loss may occur. In Szabolcs-Szatmár-Bereg county the most common fruit production is apple. Codling moth can cause significant damage to the crops. Codling moths damage the apple directly and they are expected during the whole year. If there are signs of any nuisance we are not able to protect the crops anymore, because in this case they protect themselves from chemicals. The most important part of protection against pests is prevention. Protection can be successful thanks to insects killers and expert’s prognosis. Pheromone traps developed against wrong-doers are very practical. They are easy to use, but the problem is that the manufacturer has to check these traps repeatedly to find out about the infection, and when one has to spray the trees with the right chemicals.

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。

利用硫醇分子合成之金銅奈米團簇偵測過氧化氫及葡萄糖

本研究的方向是利用聚苯乙烯磺酸鈣(PSS)、硫醇小分子(PA)、銅離子(Cu2+)和金離子(Au3+)於最佳比例下合成的穩定金銅奈米團簇,分析此穩定、具有響應性之金銅奈米團簇並探討此系統用於過氧化氫以及葡萄糖偵測的效果,確認最佳合成比例(也就是改變PA、Cu2+、Au3+的比例)、分析特性(螢光強度、奈米團簇大小、團簇溶液分散性、有無加入PSS之影響)後,探討偵測待分析物的效果。以葡萄糖為例,加入葡萄糖氧化酶後,製造出葡萄糖酸及過氧化氫,就能藉由過氧化氫改變團簇表面特性,使螢光強度減弱來進行間接偵測葡萄糖濃度。最後藉由此金銅奈米團簇做為偵測試劑於真實樣品中進行過氧化氫與葡萄糖之偵測並探討其效果。

晶圓廢棄物處理新方法

近幾年已進入太陽模組退役的高峰期,比較現行主要回收方法,在乙烯/醋酸乙烯酯(EVA)處理過程中會產生危害環境物質,因此研究低毒性、易處理的EVA移除技術,減低環境負擔,是值得開發的技術。研究以上層利用高溫燒斷交聯鍵結,失去交聯的EVA再以二甲苯溶解;下層使用鹽酸輔助水分子與EVA碰撞,破壞聚合單體間的鍵結。水解的過程中產生的溶液,則根據離子特性以沉澱、氧化還原鑑定,以利規劃完整回收再利用。 破壞上層交聯結構所需鍛燒兩次各200℃、1.5小時,再置入二甲苯中震盪2小時,同時可去除背板。水解最佳條件為90℃、10M的鹽酸,在裂隙越多的模組效果越快。使用後的鹽酸中,必定有鋁、鎳離子釋出,導線破損還會溶出銅。依模組狀態分為較完整與破碎,破碎模組水解下層,輔助歐盟回收法;較完整的模組先破壞上層。水解時,產生的鹽酸溶液則利用離子交換樹脂處理,回收並減少二次傷害環境。

探討rVP1在肺癌細胞上Integrin路徑及Wnt/β-catenin路徑的作用機制

經基因重組技術純化的口蹄疫病毒鞘蛋白rVP1被證實在癌細胞內會經由Integrin路徑對癌細胞的轉移及凋亡產生影響。本研究所探討的是rVP1對肺癌幹細胞H1299及肺癌細胞A549中Integrin路徑與Wnt/β-catenin路徑的作用機制,目的除了要了解兩路徑在肺癌細胞中的影響,也希望能找出兩路徑的交互作用機制。 本研究發現肺癌幹細胞H1299中β-catenin會因加入rVP1而表現量下降,與肺癌細胞不同;肺癌細胞A549中Wnt/β-catenin路徑上游的膜上受體Frizzled-8因rVP1作用而表現量下降;而不論在肺癌幹細胞H1299及肺癌細胞A549中Grb2都不會因rVP1作用而表現量有所改變;Wnt/β-catenin路徑下游產物MIG-7則會因加入Wnt3aligand而表現量下降。 由實驗結果推測癌症幹細胞本身與癌細胞特性不同,可能使得Wnt/β-catenin路徑產生的效果不同;Grb2的變化量則需要更多實驗求證。Integrin路徑會影響到Wnt/β-catenin路徑的上游生成,兩者確實有相互影響。

自轉易導致presupernova階段 ? 探討恆星自轉於演化過程及最終狀態扮演之角色

自轉是塑造恆星演化的關鍵物理因素(A. Maeder et al. 2012),然而,在一些研究當中,模擬恆星演化仍會選擇忽略旋轉的影響(Pietrinferni et al. 2004),這開啟了我探討自轉在恆星演化扮演的角色之興趣,於是展開以下研究。MESA(Modules for Experiments in Stellar Astrophysics)為一專業天文物理界中普遍使用之電腦程式,能模擬各種恆星演化場景,本研究藉由MESA模擬不自轉至具自轉程度差異之恆星演化模型,探討其演化過程之變化及最終狀態之差異。研究結果分析發現自轉混合導致不同殼層位置之元素有更好的對流性,因而產生較好之化學同質性質 (Chemical Homogeneous),而自轉效應在驅使恆星進入presupernova階段亦有一定程度的重要性。