全國中小學科展

依國際科展年度查詢

臺灣

水來土掩-聚乙烯醇(PVA)對校園土壤理化性狀及團粒保水之研究

本研究探討校園土壤種類及性質,嘗試添加不同濃度聚乙烯醇於土壤中。實驗結果顯示,PVA溶液濃度越高,EC值越高,可增加土壤EC值。PVA溶液為弱酸,降低土壤pH值。添加PVA溶液於土壤中,可調整土壤的pH值及EC值。 聚乙烯醇可溶於水,常溫配置之PVA可在溫水下攪拌即能完全溶解,再利用日曬吸收熱量大量配製操作容易,也減少電能消耗。 校園土壤有不同質地分佈,相繼的也會影響到水份入滲時間及保水能力。Area 2及Area 6土樣隨著PVA溶液濃度降低至2%以下團粒化效果更佳。入滲實驗發現Area 6,0.4%以上的PVA溶液在滲透時,會使土樣產生中斷以致於上層的PVA水溶液無法再入滲。綠豆萌芽與生長試驗可知低濃度PVA對種子萌芽與生長的能力,無顯著的負面影響。

水中鑽戒- 探討不同條件下對水鐘形狀的影響

清洗高腳杯時,發現水出現奇特形狀,決定研究水鐘。探討的變因包含擋水片的大小與形狀、水管粗細、出水量、出水口高度及不同表面張力的液體。發現流速不同時,固定溶液的水鐘長寬比變化不大,但不同溶液有不同的水鐘長寬比,表面張力愈大,水鐘愈矮胖。水鐘的寬長比與表面張力的關係圖為固定斜率的直線。也發現流速愈快,水鐘愈大。當擋水片為3cm及水管粗細為直徑1.29 cm時,都可以出現最大的水鐘。當出水量愈大,造成的水鐘愈大,形狀也愈矮胖;出水量太大,則出現水傘形狀。當出水口高度愈小,愈容易出現水鐘形狀,愈遠,則容易出現水傘形狀;而出水口高度愈大,則水鐘形狀愈矮胖也愈大。不同形狀的擋水片,則會在出水口高度較大時,出現水花瓣。

馱著小房子去旅行的小蝸牛

每當下起雨時,小蝸牛都會陸續從岩石邊、樹上或花圃旁緩慢的爬出來,牠們在爬行時,通常會以蠕動腹足的方式來移動。因為牠們的爬行方式十分特別,所以我們想要更深入的去研究小蝸牛。在這的研究中,我們仔細的去觀察牠們的習性,也幫小蝸牛設計了一些危險的道路,例如:樹木鬚根、凹凸不平的樹根…等。最後我們發現小蝸牛喜歡躲在陰暗、潮濕的地方,也發現當牠們行走在危險的道路時,不會馬上就放棄,而是會耐心的向前進。

miRNAs在光形態發生中的影響

在種子萌發的階段,光會造成幼苗的形態變化,稱為光形態發生(photomorphogenesis)。然而microRNA (miRNA) 如何影響光形態發生,一直未被詳細探討。藉由次世代定序 (Next Generation Sequencing)之結果分析,得知阿拉伯芥 (Arabidopsis thaliana) 幼苗中,具有受光調控的miRNA。利用北方墨點法 (northern blotting) 及即時聚合酶鏈鎖反應 (Real-Time PCR) ,我們驗證了miRNA和其降解目標之相關性。在篩選過後選得miR396s和miR858s,作為後續研究的目標。下一步便是了解他們的功能。目前已經證明miRNA及對應目標基因的突變株確實會影響花青素、葉綠素累積,下胚軸延長及子葉發育。考量到miRNA有功能性的替代物 (functional redundancy) ,我們於是進行標的序列模擬(target mimicry) ,以削減miRNA之功能;也在建立大量表現上述miRNA之轉殖株,了解其與光形態發生之關聯。最終目標為解開miR396與miR858對光形態發生的調控機制。

三角形同向切割線之性質推廣

William Johnston 和Joe Kennedy首先以切割重組的方式提出了任意三角形的面積為第 組同向切割線所得到中央三角形面積的7倍(即 )。本研究將此方法性質加以推廣,我們證明了任意三角形其 ,而在推廣至任意四邊形時,由於公式十分龐大複雜,無法化簡,因此我們退而求其次,證明了任意梯形第 組與第 組同向切割線所切割出的面積與線段比例特性。最後,我們也分析探討任意梯形當 時(即平行四邊形)以及任意正 邊形其第 組同向切割線之性質。

探討胃幽門螺旋桿菌毒性因子GroES之重要胺基酸組成及其致發炎機制

胃癌為全球癌症致死率第二高的癌症。胃幽門螺旋桿菌(Helicobacter Pylori)為其致癌最重要的因子之一,世界衛生組織更將其歸類於第一群確定性的致癌因子。幽門螺旋桿菌分泌毒性因子GroES蛋白,感染胃上皮細胞後能引起發炎反應;且發炎反應中,以介白素-8(Interleukin 8, IL-8)的釋放量最為顯著。GroES蛋白(全長1-118)在羧基端有28個延伸的胺基酸片段,刪去則GroES蛋白失去誘導細胞釋放IL-8之能力。因此我們希望進一步找出此延伸片段上最關鍵的致發炎片段及機制。 我們每次刪去6個胺基酸,探討GroES蛋白上與致成胃部發炎最為相關的胺基酸片段;接著以加入還原劑、加入螯合劑以及點突變的方式深入分析此致成胃發炎毒性因子的結構,探討可能的致發炎機轉。由實驗結果來看,GroES蛋白羧基端半胱胺酸(cysteine)之間雙硫鍵形成的環狀結構能夠誘導胃上皮細胞釋放IL-8,可能與致胃發炎有關;亦可能是組胺酸(histidine)與鎳離子之間的配位鍵引起細胞的發炎反應。Point mutation結果則顯示cysteine之間雙硫鍵形成的環狀結構。 未來我們將更進一步探討此環狀結構存在的條件,也探討histidine與鎳離子之間的配位鍵對於致發炎的影響。我們希望能將研究成果發展成生物標記分子、疫苗以及單株抗體,進而建立一個應用平台,以儘早發現並治療胃部發炎等胃部疾病。

Book救藥—智能車送藥防疫與消毒系統

我們創新實作一套居家照護系統能每天定時啟動,自動送藥給行動不便者、視障者、失智者以及老年人。我們的智能車有三種行動模式,一是自行運行在具有定位功能的循跡線上,二是主動結合迷宮避障與藍牙測距來搜尋需求者,三是需求者利用影像鏡頭與藍牙做遙控,往所在位置移動,傳遞該吃的藥品並量測體溫。而為了提醒吃藥,智能車透過語音、LED和蜂鳴器來引起注意,運用機械開關可得知有沒有取藥。如果遇到緊急狀況時還會主動求救,經由內建的Wi-Fi元件發出LINE通知,立即傳到家屬或醫療單位的手機上,並且能隨時傳回相關的數據,包括何時吃了藥和體溫等。最後為了因應近期COVID-19的流行,智能車行進間可進行紫外線消毒防疫作業,以增進環境衛生。

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」。

油比較就有熱趣

本實驗量測食用油與混合食用油在不同溫度下的比熱變化,利用恆溫加熱板與自製卡計,搭配Arduino開發板與熱電偶溫度感測器來進行實驗,我們根據牛頓冷卻定律修正加熱板功率,得到自製的卡計相較於化學實驗用卡計有較高的精確度,再利用自製卡計量測0~60℃食用油的比熱。我們發現混合食用油的比熱皆高於原本的純油,食用油在高溫時比熱些微下降,比熱(S-T)呈下彎曲線;混合食用油在高溫時比熱明顯上升,比熱(S-T)呈上彎曲線,這兩個比熱特性或許是除了光譜儀,另外一個可以用來區分純油和混合油的方法。

網紅的秘密–紅網室對番茄生長的複利效應

本研究結果在紅色網室下栽培的番茄植株,其植株高度、莖徑、產量、總重量、缺病株及開花節位果實重量上都顯著其它組。在商品果方面挑選可上市銷售的果實約在10~20g為主,以紅網室取得果實總重量達14230.4g大於露天對照組及白網室。在感官品評中,各組口感表現上軟硬適中;以白網室果實的風味較有甜味,比較對照組甜酸味及紅網室微甜味有明顯差異。本研究發現紅網室的低透光率及藍綠紅光適當比例的光強度可能創造了光飽和點的時間差,形成光複利效應,故不需耗費多餘能量來抵抗陽光,多出的能量就能提供營養生長及生殖生長,促進植物生長的速度、延長生長期、增加植物產量、使植株與果實增大、更減少網室內病蟲害發生。