全國中小學科展

臺灣

蒙地卡羅法模擬光跡與病變診斷驗證

此報告是利用蒙地卡羅法模擬光子在組織內的行徑軌跡,並且依照生物組織成分的光學特性,了解頻譜變化。以皮膚組織為例,可分為表皮與基質,依照其成分巨觀量測到的光學參數(如:折射率、吸收、散射及非均向係數),調整光子微觀的位置、方向和能量,藉此累加統計光子的反射、吸收及穿透狀況,解釋組織光學所觀察到光子走越深穿越遠的現象,與對應生理的巨觀的反射光譜變化。模擬數據中可看出波長越長對於病變組織反射率的變化越為敏感,與文獻中病變資料比較,可對應其提供的結果;並且我們延伸探討在紅外光的結果,此範圍的光為生物窗,其穿透深度較深,可以增加應用範圍。

藍色狂想曲-藍晒變色探究

藍晒圖是利用檸檬酸鐵銨與鐵氰化鉀調配成的感光劑,塗在紙上經過曝光、水洗、晾乾等程序,產生深藍色的影像而得名。藍晒圖的成功關鍵有四個條件:(1)適當比例的檸檬酸鐵銨與鐵氰化鉀混合的感光溶液比例60:40,會曝晒出最漂亮的普魯士藍。(2)太陽光是最佳的光源,且藍光是影響藍晒感光的主要色光。(3)最佳的沖洗液是中性1%的雙氧水溶液,顏色鮮明且艷麗。(4)藍晒圖的紙張選擇很重要,我們以紙張的吸水性、紋路、磅數來選擇最適合的紙張,日本水彩紙300磅就是不錯的選擇。藍晒也可以調色,用紅茶、綠茶等浸泡都有不錯的調色效果,藍晒調色也可以淡化、加深。用藍晒法可用來檢測市售抗UV產品的功效,也可以檢測紫外線指數。最後我們用藍晒法製作書籤和相片。

多層元件含末端雙鍵官能基的電洞傳輸應用於OLED

使用濕式製程在製備多層元件時,最大的困難是如何避免前一層的薄膜被後一層的溶液溶解。本研究合成末端具有雙鍵且可熱交聯之材料(FTV),經熱處理後形成具有溶劑阻抗性之網狀結構,再塗佈發光層做多層元件,使得製程上較簡易,成本也較便宜,較於傳統製備多層元件需以蒸鍍方式來製作,濕式製程是更為方便。 FTV作為電洞傳輸層,元件結構為ITO/PEDOT:PSS/ FTV/PF/LiF(0.5 nm)/Ca(50 nm)/Al(100 nm),製備為濕式製成的多層元件。並且嘗試不同濃度和轉速尋找電洞傳輸層FTV的最適化條件。本次實驗找出濃度為0.25%,轉速3000 rpm條件最佳,亮度和效率分別為2625cd/m2 and 0.17cd/A,效果遠高於沒有添加電洞傳輸層FTV的元件(795 cd/m2,0.04 cd/A),為重要發現。 

利用都卜勒效應探討美濃地震的破裂方向性

本研究使用一規模較小的地震做為參考地震並得出其頻譜,將測站測得的美濃地震頻譜與之比較得出頻譜比,消除場址效應等非震源效應產生的影響,以探究美濃地震的破裂方向性。就每一對對震央方位角相差 180 度的地震而言,如果兩測站收到的頻譜比差距愈大,就表示地震的破裂方向越可能是該對測站的方向。 本研究的研究結果顯示測站距離對測站測得的頻譜比影響可忽略,且該方法用於尋找地震的破裂方向性確實可行。本研究得出美濃地震的破裂方向約在300到320度(即西偏北30~50度),且隨時間無明顯變化,與其他研究得出的結果相符。

世界向你招手:文化智商、個人因素與國際地理知識之關係探討

本研究的目的為探討文化智商(CQ)、個人因素與國際地理知識之間的關係。本研究以便利抽樣的方式選取台灣北部、中部、南部的三所普通高中的學生為研究樣本發放紙本問卷,期間為1個月,共發放402份紙本問卷,回收的有效問卷數為364份,問卷回收率為90.5%。資料以描述性分析、差異分析、相關分析和迴歸分析進行變數之間的關係探討。研究結果顯示:經過差異分析,我們得知文化智商、國際地理知識並不會因性別不同而有差異;同時也得知,國際地理知識會因個人文化智商分數的高低而有不同。而經過相關分析可以得出,國際地理知識與自評英文能力、人格開放性、文化智商、日常習慣呈正相關。最後,經由迴歸分析後可以了解到文化智商對國際地理知識有正向影響,同時人格開放性對國際地理知識也具有正向關係。最後,本文提供研究討論、結論、與研究限制以供讀者參考。

對流胞狀雲的實驗模擬

當冷氣團從大陸移動到海面時,常會形成一些特殊的雲,常見的有雲街與胞狀雲。胞狀雲因其成雲機制與分布差異又可分為開放與封閉的形式。本實驗藉味噌湯不同加熱條件下所產生的圖形模擬大氣中胞狀雲的對流,並探討不同溫度與厚度下,味噌湯的加熱對流圖形差異與大小變化。 實驗發現味噌湯在低溫加熱時,其形成的圖形較類似開放胞,我們認為是溫度較低時,流體下沉的力量較向上對流的力量強,與形成開放胞的條件相同;高溫時,其圖形較類似封閉胞,我們認為是溫度較高時,流體向下對流的力量較向上的力量弱,符合形成封閉胞的條件。且流體厚度增厚時,所形成的對流胞大小也會增大。另外,流體在旋轉狀況下所形成的對流圖形更接近大氣胞狀雲的圖形。

不飽和脂肪酸omega-3對膽管癌的影響

膽管癌是原發性惡性肝腫瘤,其存活率不高且症狀不明顯,診斷出癌症通常已無藥可醫,因此研發抑制的方法極為迫切。許多研究指出不飽和脂肪酸omega-3和抑制發炎反應有密切關聯,發炎反應會使細胞增生,進而有機會導致癌症。本研究使用omega-3,探討其是否能應用於抑制膽管癌。 我們使用兩種對象,一為人類膽管癌細胞株HuCCT1,二為轉基因斑馬魚。我們觀察人類膽管癌細胞,探討omega-3是否抑制其生長情形,並進行即時聚合酶鏈鎖反應測試發炎、細胞週期與細胞轉移基因。在斑馬魚上則研究omega-3能否降低斑馬魚發炎基因的表現量。結果顯示發炎、細胞週期、細胞轉移基因在添加魚油後的膽管癌細胞株中表現量降低。動物實驗中,患有能夠導致膽管癌且有較高比例omega-3的三轉基因魚,其中發炎基因表現量和只具有能夠導致膽管癌的斑馬魚相較有降低。

利用線蟲模式研究飲食對於神經老化的影響及其分子機制

飲食是否影響老化一直是個有趣的議題。秀麗隱桿線蟲有透明體腔、月餘的生命週期,為研究老化的極佳模式生物,和E. coli OP50相比,Comamonas DA1877會加速線蟲生長並縮短壽命。本研究旨在探討DA1877飲食是否造成線蟲早衰及其分子機制。實驗中先確認DA1877加速線蟲生長,並發現食用此飲食的線蟲具有較嚴重的頭部損害且擺尾速度減緩的老化特徵,說明此飲食使線蟲早衰。也採用Pmec-7::mRFP線蟲比較不同飲食下感覺神經老化狀況,更使用aldicarb藥物探討線蟲的癱瘓速率,發現DA1877不僅使線蟲早衰也改變感覺神經型態與運動神經功能。為了探討此現象的分子機制,採用與氧化壓力相關的核心轉錄因子daf-16 基轉種Pdaf-16:DAF-16a/b::GFP比較不同飲食下細胞核螢光顯現量,得知 DA1877使DAF-16入核表現,推測此飲食對線蟲而言為氧化壓力。已知OP50和DA1877在S-adenosyl methionine (SAM)含量上有顯著差異,未來希望以缺乏SAM合成酶之sams-1突變種進行實驗,了解DA1877使線蟲早衰的路徑。

風馳電騁—高雄市推動電動機車策略之探討

節能與降低二氧化碳已是全世界各國共同努力的目標,為了解決空污嚴重問題,政府鼓勵民眾汰換老舊機車,選購節能、低汙染的電動機車。本研究以高雄地區為研究範圍,採用問卷調查,以及利用地理資訊系統進行繪圖分析,檢視民眾使用或購買電動機車的意願,並探討設置電動機車充電站的配置,以期達到電動機車推廣之目的。研究結果顯示,政府與業者能藉由舉辦試乘活動的體驗式經濟,以增加消費者的購買意願;其次,現有電動機車所使用的電池都有所不同,若是未來能有個公版電池和雙容規格的的電動機車,可提升其便利性。最後,擴增加電站的數量,減低使用者的「里程焦慮」,有利於推廣電動機車使用的服務範圍。

蝶豆發青功,黴形無影蹤 - 蝶豆花的抗黴力研究

本研究想找出最佳抗黴力的蝶豆花溶液製作方式,與蝶豆花溶液的其他用途。從實驗一和二中,發現蝶豆花溶液具抗黴效果。從實驗三到實驗六中,發現熱煮蝶豆花的抗黴力比泡製好。泡製法時,蝶豆花和75℃熱水用重量比例1:50泡製十分鐘後的蝶豆花溶液抗黴力最佳;熱煮法時,使用相同比例熱煮一分鐘後,再稀釋成相對濃度40%和60%的抗黴力最佳。實驗七和八中,發現蝶豆花溶液和麵粉結合後不容易發黴,讓自製吐司的未發黴天數增加;含花青素溶液的吐司不一定能抗黴,蝶豆花比紫色高麗菜、藍莓更有抗黴力。實驗九中,發現蝶豆花加入自製面膜液中可以抗黴。實驗十中,毛巾加入蝶豆花溶液的抗黴力較佳,此外還可當黴菌顯示劑,在毛巾上的顯色效果最明顯。