全國中小學科展

臺灣

異卵離子搞叛逆-探討非共同離子效應

影響化學平衡的因素有很多種,其中在高中化學課本中提到同離子效應,我們想知道,若加入不同種類的離子,是否也會產生類似同離子的「非」共同離子效應。 我們設計以pH值及電導度來測量,了解難溶鹽類的溶解度,選擇有氫氧根的難溶鹽與中性的易溶電解質作為實驗藥品,根據銅離子效應的實驗,推測非共同離子效應會使得溶液溶解度降低,氫氧根濃度下降pH值跟著下降;隨離子濃度減少電導度也會下降。 根據實驗數值,有Ca(OH)2加KCl、Cu(OH)2加KNO3、Ni(OH)2加KNO3的pH值和導電度都有下降趨勢,符合預期中非共同離子效應的結果。 我們未來會用KBr及以Na+為陽離子的強電解質來進行更進一步地確認;針對有色離子做吸收光譜實驗,確認非共同離子效應的存在。

欺騙你的小眼睛─視我本色

我們主要是在探討眼睛看到的顏色不一定是真實的顏色;我們主要有兩個研究主題,一個是探討色彩對比後的視覺,另一個則在研究色彩同化後所產生的顏色變化。我們要探討的變因有:顏色變化與底色的顏色及線條的粗細、間距、密度、彩度等的關係,最後也結合了「色彩對比」及「色彩同化」的原理與視錯覺「白色僧侶幻覺」的關係。

水電交融

本實驗為將高電壓的靜電通入流動的水中,發現下端水柱產生雷利不穩定性,以及在特定條件下發生甩動。水柱被截斷成水滴後,因電場作用而散開,造成視覺上一錐形的區域。 本實驗探討(1)水柱長的變化 (2)水滴個數的體積個數密度 (3)直徑分布隨著錐形區域位置的變化 (4)水滴帶電量與體積關係。 尺度及各變因為:水流量0.4~2.0cm3/s,電壓0~30kV,電流0μA~12μA,不同導電度和表面張力的液體。實驗結果: (1)水柱長隨電流成指數衰減,並提出h=Ae-bI+kQ之經驗公式 (2)水滴分布範圍隨電流與流量增大分別增大與減小 (3)錐形區域越外圍水滴越小 (4)使用的蒸餾水水滴帶電量與體積之2/3次方成正比

以中藥活血藥方透過GDNF媒介路徑作為抑制乳癌轉移之新穎策略

乳癌為最常見的婦女癌症,轉移後之乳癌具有極差的預後與較低存活率,直至目前尚未具有效抑制乳癌轉移的藥物,因此研發一個有效抗轉移的藥物是極為迫切的。許多研究指出促發炎因子如GDNF、STAT3、JAK和腫瘤的轉移有密切關聯,因此本研究使用一個含有多味具抗發炎效果的中藥複方CR-1,探討其是否能應用於抗乳癌轉移。在動物實驗結果我們看到CR-1能夠有效的抑制腫瘤的生長,為了進一步研究將此複方之成分,依循中藥水煎與酒煎的概念處理分為:水層 (CR-1-WF) 與酒精層 (CR-1-EF)。經由Cytokine array指出CR-1-WF處理過後的乳癌細胞,GDNF、CCL5、IL8等與轉移高度相關的促發炎因子表現量有明顯下降。在癒傷實驗和transwell migration assay我們發現CR-1-WF能夠顯著抑制乳癌細胞的移動。這些實驗結果皆顯示未來CR-1有可能成為一個抗乳癌轉移的藥物。

吹音裊裊〜「膜」鳥笛

自製的「膜」鳥笛有別於市面上常見四種已知傳統鳥笛的發聲結構與原理,研究中發現膜鳥笛的組成要件〜1.振動膜材質、2.內、外圓比、3.五大嘴型(共振腔)、與實際鳥叫音頻探討生物擬真度(BTI);重要結果如下: 一、材質上: 1. 振動膜最佳材質為人工腸衣。 2. 口含片半徑需在1.4~1.6cm 之間,依嘴巴大小調整。 3. 內、外圓半徑比例(r : R)以1:3與2:5最佳,外圓R=1.5cm最適合一般上顎空間。 4. 振動膜(r)以0.5~0.6cm為最佳,半徑越大,音頻愈低。 二、吹奏嘴型上: 1. 上顎與舌頭空間的空氣量影響聲音高低及音頻變化。 2. 改變嘴型與雙唇間空隙,會產生響度和音調改變。 三、應用上: 1. 圖四、五、六印證可吹出擬真度(BTI)高鳥類叫聲。 2. 具水鳥笛聲音多變與伸縮鳥笛改變音高的雙特性。

一次加入偶數個相同數之M&m數列穩定性探討

本研究針對M&m 數列在未穩定前有一半的中位數是來自於兩數相加除以2,致使數列在穩定性上不易有明確的規律,在不改變數列的運算規則下,我們改以每一次加入偶數個或更多個相同數的做法,探討能否加快M&m數列的穩定速度?並利用已知的原數列數字間的差距比例來找出穩定次數及穩定值的數學規律性。當原數列為2k+1項,每一次加入N個相同數,我們得出研究結果: 若N為偶數(N2k+1 中位數與左、右兩邊數字差距和相等,則穩定次數=1,穩定值為原數列中位數。 中位數與左、右兩邊數字差距和不相等,則穩定次數=3,穩定值為數列所加入的第一組相同數字。

察「顏」觀「色」~食品色素大解碼

本研究源自生活中,便利商店的糖果含有色素,因此,進行了一場食品色素大解碼研究之旅。研究結果發現: 一、色層分析效果:以用廚房吸水紙,95﹪酒精進行色層分析效果好。 二、糖果中的色素為人工色素,經CMYK數值分析,符合伊登十二色環混色原理。 三、天然色素與人工色素比較: (一)色層分析:天然色素,未出現新的顏色;人工色素出現新的顏色。 (二)加入酸鹼變化:天然色加酸鹼色素的顏色會改變,人工色素不變。 (三)色素混色變化:天然色素不符合伊登十二色環混色原理;人工色素符合伊登十二色環混色原理。 四、色素染色、定色效果:不同色素,浸泡酸鹼中性液體,定色效果不同。 五、利用人工色素具混色效果,可以製作「人工色素畫」。

新激發複合體的設計與應用

激發複合體 (Exciplex) 是由電子予體 (Donor)和電子受體 (Acceptor)在激發態時所生成具TADF 特性的過渡狀態物質,可用於製備高效能的第三代OLEDs。本研究以PVK 和自合 聚合物4 作為Donor,以3 種T2T 分子作為Acceptor,進行物理性混合後,挑出生成之exciplex的放光波長可與C545T 吸光波長搭配的組合,進行相關特性的鑑定分析與探討,以找出最佳exciplex 組合。接者,再以自行製備之exciplex 作為主體,加入C545T 作為發光體,評估兩者間的FRET 行為。目前已找出最佳的exciplex 組合與Donor 和Acceptor 的最佳混合比例且觀察到exciplex 和C545T 之間有FRET 行為,並已將exciplex 進一步製成元件,發現的確有發光的現象。雖然效率不高,但是會進一步去優化製程條件。期望研究成果將來能應用在第三代OLED 的改良,提供更多實際層面的運用。

Social child labor?-Preliminary study of non-cocooning silk from larvae of Gray-Black Spiny ant, Polyrhachis dives(Hymenoptera Formicidae)

大部分會吐絲的昆蟲都是幼蟲時期為了結繭化蛹而從絲腺分泌絲,僅少數昆蟲利用幼蟲吐絲作為巢材,例如織工蟻。並非所有的螞蟻幼蟲都會吐絲,而像黑棘蟻工蟻調控幼蟲吐絲形成巢室內壁則非常罕見。本研究即探討黑棘蟻工蟻對非結繭蟻絲之行為調控,並分析蟻絲成份,比較蟻絲與其他有絲昆蟲的異同。結果顯示,無論從物理、化學或生理學的證據來說,黑棘蟻非結繭蟻絲都呈現特殊的適合性,用以維護蟻巢內環境的穩定。本研究為首次發表黑棘蟻幼蟲非結繭蟻絲的游離胺基酸之報告,富含丙胺酸和甘胺酸的蟻絲蛋白,是否繼蠶蜂之後可為人類所用,則有待更進一步的研究。

似彈簧的卷鬚構造對藤本植物的作用與影響

瓜科植物的卷鬚分為基部與末端螺旋,兩者方向相反,中間以逆向纏繞區相連。基部螺旋的螺距與螺寬較大,是一種較大型的彈簧。由形態數據推導出彈簧指數C,結果為基部螺旋的C值較大,受力作用後形變量較大。利用虎克定律探討彈簧常數K,結果為末端螺旋K值較大,是一種剛硬度較大的彈簧。將卷鬚切片染色後發現,膠質纖維(G-fiber)細胞與厚角細胞分布於螺旋內側面,在迴旋盤捲時逐漸生成。由於『纖維帶不對稱木質化程度』與『螺旋不對稱柔硬組織分佈』,造成莖兩側不對稱收縮力作用,讓彈簧狀的卷鬚形成。而基部與末端螺旋有不同彈簧性質的原因,是因為兩段螺旋的『膠質纖維不同含量』及『纖維帶木質化程度』不同,造成卷鬚內部彈性與收縮力的差異所致。