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好個!不數和―兩數之和不在同一列

從1到5的連續正整數中,我們需要至少兩列才能做到任兩數之和不在同一列,分別是1、3、5與2、4;如果題目改成從1到8的連續正整數也要至少兩列,分別是1、2、4、8與3、5、6、7為任兩數之和不在同一列(Bezuszka & Kenney [7], 1983)。因此我們定義如下:在n橫列m直行中,第1直行放入1到n的連續正整數,第2直行放入(n+1)到2n的連續正整數,第3直行放入(2n+1)到3n的連續正整數,依此類推到第m直行放入(nm-n+1)到nm的連續正整數,但任兩個數字之和不在同一橫列,這樣的排列組合是否有技巧可以造的出來呢? 先從2列3行算到3列5行,再用數學的觀念研究n列任意兩行加法規律,然後使用等差數列的技巧逐步完成6列14行,最後用4列做例子完整呈現造法技巧。

噪音對斑胸草雀求偶行為的影響

我們希望探討擾人的噪音是否也會干擾鳥類求偶鳴唱和行為。我們以無噪音、十字路口噪音和冷氣機室外機噪音,測試三對斑胸草雀,分析牠們鳴唱和行為的變化。結果發現,斑胸草雀在無噪音時,雄鳥鳴唱前會有棲木移動加定點轉身的行為,鳴唱過程中雌鳥會減少東張西望行為。每隻雄鳥的鳴唱句子包括開頭固定的音節,以及接續重複的音節(組),並因個體而異。在噪音影響下,斑胸草雀鳴唱的平均頻率會上升,且拉高最低頻率,鳴唱的平均音量會下降,且拉低最低音量;鳴唱句子的平均秒數、平均音節數、音節類型、音節組合會改變,不完整句數會增加;鳴唱過程中雄鳥和雌鳥的行為頻度和順序也會改變,尤其是交通噪音影響較大。

阿拉伯芥茉莉酸結合酶FIN219參與生物韻律變化之研究

生物韻律與植物許多生長過程息息相關,其機制是生物學中重要的研究主題。FIN219能夠活化茉莉酸,進而引發植物對於逆境的防禦能力,也參與了藍光的訊息傳遞鏈,與植物的開花有關聯,其表現在長日照環境下也具有以24小時為週期的變化,因此很有可能參與了生物韻律的調控。本研究以GUS染色、西方墨點法與RT-PCR進行實驗,發現阿拉伯芥的FIN219基因與其蛋白質進入照光期後表現量會增加,進入黑暗期則會減少,此生物韻律也會受到外加JA與JA合成抑制劑DIECA的影響。再以RT-PCR比較生物韻律相關基因在野生種與剔除FIN219基因的突變株中的表現,也發現FIN219基因沒有表現時,相關基因TIC、TOC1、CAB2、CAB3、RBCS-1A和JAZ1表現的生物韻律會減弱。因此可知FIN219不但能夠增進植物的防禦能力,其引發的訊息傳遞也參與了生物韻律的調控機制。

觸而及「發」-自製不插電桌球發球機治具之成效探討

本組以環保題材設計雙輪桌球發球機。第一代純手工發球機至利用3D及雷切機輔助,製作出五代發球機,設計過程我們發現桌球質量很輕,3V玩具馬達即可帶動並調整發射管角度可射出各位置的球,實驗中我們發現,發射輪間距以35-37mm最佳、輪上套橡皮筋以10mm寬堆疊2-3條最佳,此外左右輪要獨立馬達配合可變電阻可發出旋轉球。利用電流大小(切換電池或變壓器)可模擬不同速球及殺球的速度,而送球轉盤設計成一個洞,配合100Ω可變電阻可控制1:90TT馬達,達合適的送球速度,送球轉盤與底座距離以球半徑最佳,不會卡球。最後此機元件當成治具可利用紙板及環保材質替代,作出發球機節省很多時間且準確,適合桌球愛好者使用。

「層」次「分」明—濃度與色素吸附力關係之探討

本實驗藉由濾紙色層分析法,以水性黑色顏料為混合物,探討各種沖提液在不同濃度下對色素吸附力的影響,並得知鹽類是鑑別展開距離的關鍵溶質。我們也發現,以氯化鈉為沖提液,「低、中、高濃度」都有其各自的區間,並有不同斜率。斜率的改變,是由於正、負離子互相吸引程度不同,而導致靜電力的消長。只要找到濃度區間交界點並做分段,就可得到極佳的線性關係,並且可以應用於未知濃度的檢測。 最後我們發展出解釋模型,根據「水合離子」的性質、條件,可說明沖提液中的離子在本層析實驗中的關鍵作用;也能完整解釋離子種類、濃度、帶電量多寡所造成的影響。

探討CHI3L1對M1巨噬細胞極化及其功能之影響

癌症多年來高居國人十大死因之首,過去研究顯示慢性發炎與癌症生成密切相關。在發炎反應中巨噬細胞的角色相當關鍵,但在腫瘤微環境下反而幫助腫瘤細胞生長。CHI3L1廣泛表現在腫瘤組織與發炎相關的疾病,在發炎中可能調控不同的免疫相關細胞。因此我們想探討CHI3L1在腫瘤微環境中的功能,研究CHI3L1是否影響巨噬細胞之極化及其他後續功能。結果證實有CHI3L1存在時,巨噬細胞無法正常表現M1巨噬細胞之特徵基因,且其濃度越高,特徵基因表現量就越低。而利用巨噬細胞抗原呈現試驗也發現CHI3L1會降低M1巨噬細胞的抗原呈現能力。綜合以上結果,得知CHI3L1會導致M1巨噬細胞功能缺失。未來將探討CHI3L1如何調控巨噬細胞內的分子機轉,並尋找小分子藥物阻斷CHI3L1的作用,期待對腫瘤合併治療有所幫助。

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。

環保奈米「魔粒」-對有機廢料吸附及降解之探究

水質中有害的有機物污染一直都受到關注,為了處理污水中有機物污染問題,通常會使用吸附劑、降解劑或相關試劑來進行處理,為了降低處理流程費用,降解後試劑再回收是十分重要的議題。 本研究以活性碳為核心與鐵磁流體複合後,以還原劑來還原奈米銀粒,並照光塗複於碳-鐵複合體表面。接下來進行表面改質後,以水熱法將二氧化鈦塗附於碳-鐵-銀複合體表面,得到最後複合產物。實驗中進一步探討以自製複合物試劑在可見光催化下降解亞甲基藍以及自製複合物試劑回收的效果。結果顯示:試劑平均回收率可達 96.2% 以上,對亞甲基藍溶液的降解率,在1.5小時內可達 86.6%。

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。

溫度與電的魔法師

地球能源危機日漸嚴重,石油、媒礦、天然氣,漸漸消耗地球本體能源而不可逆,核廢料的產生、空氣汙染的造成,如何找出兼具環保的再生能源,為未來能源方向主流;在校溫差發電實驗,一塊晶片,成本低、安裝方便,透過溫差竟然能發電,好奇心驅使,我們將晶片帶往日本,更極端氣候的北海道,嘗試更佳的發電效果;透過老師指導,我們學會運用物聯網晶片,轉換成實際電壓值、找出不同的安裝位置,期許達到更佳發電及儲電目標。在不同地點安置溫差晶片,觀察並紀錄電壓,發現車輛排氣管溫度非常高,在沒有強烈冷源的情況下靠散熱風扇跟行駛水箱護罩的風量散熱;一再實驗,在老師建議下,加裝蒸發器改善冷源來源並穩定儲電於行動電源也可以幫手機充電。