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臺灣

螂吞虎嚥-探討嗅覺及味覺刺激對蜚蠊口器、唾腺及砂囊的影響

本研究以不同濃度各種溶液作為嗅覺與味覺刺激,探討人體與蜚蠊的辨識率與口器反應,發現蜚蠊口器的嗅覺受器極為敏感,大致呈現劑量效應(dose response)趨勢,且可偵測人體無法辨識之揮發性極低的物質,且具熱量之營養物質可增強口器的反射行為。此外,利用記錄組織電位變化的方式,我們發現餵食蔗糖溶液時,蜚蠊唾腺放電反應減弱,推測蔗糖會抑制唾腺分泌水樣唾液,避免稀釋酵素濃度影響消化分解;餵食麩胺酸及醋酸溶液時,唾腺放電反應增強,推測其會引發唾腺分泌水樣唾液,稀釋過高濃度的溶液。而餵食蔗糖溶液時,蜚蠊砂囊放電反應減弱,推測蔗糖會抑制砂囊肌肉收縮;餵食麩胺酸溶液時,蜚蠊砂囊放電則增加,推測麩胺酸會增加砂囊肌肉收縮,以利磨碎食物。

本土性微藻結合廢水之生質柴油產製

本研究以淡水常見之微藻進行培養,首先篩選出頂棘藻Chodatella sp.為研究對象,第二階段設計不同曝氣量及不同LED燈之佈光面積進行藻類培養比較,再以部分因素法探討微藻培養之最佳化條件;第三階段設計LED光生物反應器培養微藻,探討其可行性及微藻降解畜牧廢水營養鹽之能力。實驗結果顯示,曝氣的培養方式以及增加佈光面積有助於微藻生長,而部分因素法實驗設計結果,影響生質潛勢最重要因子為置換天數。另外,LED光生物反應器培養的微藻其生質物產率高達230.73 mg / L.d,水中的營養鹽去除率皆高達約90 %以上,藻粉油脂含量為28.77 %,脂肪酸組成顯示碳數具有C16-C18之物質,與生質柴油的組成物質相符,非常具有轉化成生質柴油的潛勢。

「岸」潮洶湧-離岸流的模擬與探討

本研究藉由資料蒐集了解離岸流的成因與影響,並透過設計海浪實驗水槽,模擬離岸流發生的情形,研究發現:(1)沙岸因海浪捲落岸邊砂石而形成海底沙洲,海面出現碎浪進而形成一股強烈的離岸流。(2)不規則海岸會形成更多的碎浪,因而離岸流較單一內彎型海岸更強。但不規則海岸形成離岸流的時間較長,顯示離岸流會因海岸形狀而有不同的發生週期。(3)海岸傾斜角度會影響離岸流的形成(4)海浪大小若能將沙灘上的砂石捲入海底,形成水下沙洲,會增加離岸流的強度,但海浪過大反而較不容易出現離岸流。(5)可知海浪週期過慢,離岸流出現的機率較會降低。(6)從模擬實驗中發現,我們在海水浴場戲時,只要離開岸邊一段距離就應多加注意是否有岸流的出現,以免發生危險。

都是氣泡惹的禍

在物理馬戲團這本書中提到:「當你泡即溶咖啡或攪拌奶精的時候,用湯匙輕敲杯壁看看,添加奶精後攪拌時,敲擊的聲音與添加前明顯不同,為什麼?」這本書的解答是:「當粉末溶解的時候,藏在粉末裡的空氣就會跑出來。因為空氣裡的音速低於水裡的音速,在空氣與水混合的環境裡,音速也比在水裡低。當水裡不斷有空氣混進去時,這個容器的共振頻率和它裡面的音速有關,所以也會降低。因此你會聽到較低的音調,直到空氣全部跑光。」我們利用指向性麥克風以電腦錄音後以Adobe Audition 軟體分析聲波頻率,覺得這個說法有點問題。例鹽水溶液音速較水高,敲擊時的音調卻較水低。由敲擊一黏於裝水水盆中之空杯,與敲擊杯內裝同一水位之水之杯子,頻率非常接近。告訴我們影響頻率的是靠近杯壁一層有效質量。因鹽水溶液密度較高有效質量較大,所以頻率較低。以密度的觀念檢視裝有溶液之杯子被敲後的頻率是對的。但對杯中有懸浮物就不然,例如流體中含有氣泡,則混合體之密度必定變低,有效質量變小頻率應變高。但實驗發現含有氣泡時頻率是變低的。可見氣泡還有其他的影響力高於密度對音調的影響。 流體的振動應是會壓縮到氣泡,氣泡與流體間之力學交互作用為何會使頻率下降,正是我們要找出的。 The Flying Circus of Physics has a question “As you stir instant cream or instant coffee into a cup of water, tap the side with your spoon. The pitch of the tapping changes radically as the powder is added and during the stirring. Why?” The answer is, “The air trapped in the powder is released as the powder dissolves. Since the speed of sound is lower in air than that in water, the speed of sound in the air-water mixture is lower than that in pure water. During that period while the air escapes the container, the resonant frequencies of the water, which depend directly on the speed of sound, will also be lower. Hence, you hear a lower tone until the air escapes. “We then tap the coffee cup and generate an audible tone. The signal picked up by the microphone . The same signal is also studied using Adobe Audition, a waveform processing and analyzing software. We find the assumption is wrong, the speed of sound is higher in sugar solution than that in water, but we hear a lower tone. An effective layer of fluid adjacent to the glass wall is set into motion when we gently rub the rim of the wineglass. The thickness is about the same whether the fluid is inside or outside the glass. This explains why the frequency drops when the liquid is added to the system. When the density of the sugar solution is higher, the mass of the effective layer is higher. But what the presence of the bubbles and the theoretical explanations must NOT rely on are: Use effective density argument: One should not just use a change in the main density to try to explain why the frequency is lower. I would think that the bubbles are compressed a little bit by the vibrational motion of the glass communicated to them through the fluid. But how do the bubbles interact with the fluid under this setting? This is what we need to work out.

自求多浮~浮屋多重機能性的研究

2018年2月6日花蓮地區發生規模6.0強震,造成米崙斷層附近有4棟大樓倒塌事件,加之臺灣西南沿海養殖業超抽地下水造成地層下陷,使居民受水患之苦更甚! 我們體認地上建物受強震災害的地層不可逆,決定承續去年浮屋的研究,由下載的振動APP軟體Vibrometer及Mobizen Screen Recorder螢幕畫面錄影程式,記錄比較加速度值的變化,證實浮屋在第三代打浪造波器衝擊下、臺灣近海的實測下,運用船艙理論研發的機能性,均使浮屋的穩定性更高。 加之,超音波感測避障可提高浮屋遇風災進避風塘之安全性;光生電、風生電、海生水廢鋁發電之浮屋自力發電能源型態的研究,再畫下一筆浮屋可宜人居的可行性研究。

延伸正多邊形的一邊一筆畫出各種圖形

從word2003的圖示中,我們看做畫圖時每次將四邊形其中一邊延長,其他邊的長度不變,然後畫出四個邊。按照這樣的方法可以畫出許多圖形。我們將每一邊編號後,發現各種圖形的延伸方向和代號有關。因為有一些結論可以從圖形的延伸方向來看。 接著,我們將研究重點放在起點和終點都在同一個位置的封閉圖形。因為這些封閉圖形的代號組合會形成環狀排列。 從環狀排列發現到一些結論:一組環狀排列只有一種圖形,圖形不同,代號不同。畫圖次數有幾組環狀排列,用不盡相異物環狀排列來算。哪些畫圖次數會有環狀排列組合,可用邊數的最小及次小質因數來算。鏡像圖形代號可以算出來。 最後,我們利用發現到的結論來做應用,畫出更複雜的圖形。

放石頭問題的探討

在一個n列m行的方格圖中,每一行都必須擺放一顆石頭,共計有m顆石頭,其中擺放石頭的限制條件為『每一顆石頭的左上角方向一路延伸都不可以有其他石頭』。本文研究是在限制條件下計算放石頭可能的方法數,我們利用多項式以及費氏數列求得以下三個主要結論:(1)對於一般的n,求得m=1,2,3,4的放石頭方法數;(2)對於一般的m,求得n=1,2,3,4的放石頭方法數;(3)對於一般的m,建立n=4 的放石頭方法數的遞迴關係。

酵果食足-蘋果酵母液培養

我們設計控制溫度在28度恆溫箱,並研究蘋果酵母液使用哪種糖、糖的重量比例及幾天收液是最佳時間,來探討蘋果酵母菌的生長影響。利用舊瓶或之前的酵母液探討可否縮短培養蘋果酵母液的期限,也試著用不同溶液替代蘋果酵母液,並做成麵種觀察酵母菌在麵粉的發酵情形。綜合以上實驗結果設計出蘋果:水:葡萄糖10:15:1放置七天的蘋果酵母液,再用蘋果酵母液:高筋麵粉1:1是最容易在家做天然酵母麵團的成份比例。利用麵包機做出天然酵母麵包跟商業酵母麵包,以盲測口感問卷調查出大部份的人較愛天然酵母麵包的風味,也估算出天然酵母麵包所需天然酵母麵團的成本。最後將麵種自然風乾製成酵母粉冷凍保存,加水還原後仍可以回復酵母菌的活性。

排好排滿-探討不同排水形式與排水速度的關係

排水的快慢與那些因素有關?如何才能加快排水的速度?我們設計製作一套排水實驗裝置,以Arduino超音波測距模組搭配電腦進行測量與自動記錄,並用3D列機設計製作不同的落水頭形式,同時考慮可能影響排水的因素,進行相關的研究實驗,結果發現排水速度較快的條件如下:一、圓形孔的排水口。二、直徑較大的排水口。三、排水口下方的排水管較短。四、落水頭的傾斜角較大。五、排水口下方的排水管無積水最快,其次積水高度較低者。最後為了避免漩渦加快排水速度,我們設計製作排水口上方加蓋與側邊加圓柱間隔欄柵的落水頭,經實驗結果證明,的確能達到排好排滿的滿管排水,加速20%的排水效果,並實際應用於學校的露台,為學校的排水系統增加一道加速裝置。

白蟻非蟻─黑翅土白蟻生態行為觀察與防治

本研究探討黑翅土白蟻的生態行為與防治方法。我們觀察校園內白蟻棲地,歸納白蟻喜歡在廢棄木材的區域用紅土築巢,為了進一步研究土白蟻的生態行為,我們設置其適合生存的人工環境,並設計了明暗、濕度、溫度、木材喜好、音頻、氣味趨避等實驗。發現土白蟻適宜的生存環境為陰暗且具適當溼度;土白蟻最適合活動的溫度介於20-25度之間;而且牠們可以聽到的音頻範圍可能和人類接近,以10000Hz的音頻驅離效果最好;土白蟻喜歡檸檬桉和台灣欒樹的樹枝且對氣味極為敏感,以薄荷葉的驅散效果最為明顯,左手香氣味刺鼻,但白蟻並不排斥,且出現啃食左手香情形,但是隔天就會死亡,推測左手香對黑翅土白蟻來說是種慢性毒,可能可以製作成天然消滅白蟻聚落的藥劑。