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臺灣

尼古丁戒斷效應-以斑馬魚為模式之探討

研究發現尼古丁具高成癮性及產生戒斷症狀,為了觀察除了人類以外的生物是否也有類似的現象,我們採用適合作為藥物測試的生物—斑馬魚作為實驗對象,測試斑馬魚在浸泡尼古丁溶液一週及兩週後,以及戒斷後的行為反應,並藉由錄影並觀察個體運動情形,加以量化進行數據分析。結果顯示:經過處理的個體上層總時間明顯低於對照組,顯示其對尼古丁的確有戒斷反應,從其他數據的趨勢亦可看出其差異。將實驗的時間與濃度提升或許差異會更明顯,但斑馬魚對尼古丁之耐受性也有極限。實驗中亦觀察到公魚對尼古丁的耐受性較母魚高,藥物反應也比母魚明顯,在有性別差異的情形下,公、母魚應分開進行實驗及分別探討比較。

基於貝氏定理的影像透明度分析與效能評估

影像擷取是進行影像處理中最常用的技巧之一,但是要將有毛髮的影像進行背景去除較不容易,影像處理軟體的操作方法也頗為繁複,因此,提升毛髮邊框的背景去除效果及簡化其操作方法十分重要。本研究以貝氏定理為基礎,透過機率計算估計原合成影像中前景和背景的透明度與顏色值,嘗試使之與原圖數值差距最小,藉此估計影像未知區域的透明度,使邊框附近的細節能清楚呈現。後續嘗試利用權重的概念,提高邊框毛髮處理的效果,並透過修改演算法,提高演算效率。本研究技術未來可能可應用於電視電影等影視工業,或廣泛運用於繪圖排版軟體、圖文書中,讓使用者得到更好的影像擷取效果。

奈米氣泡水溶液導電度的測量與應用

奈米氣泡的大表面積比,表面帶負電,可以在水中停滯很長的時間等特性使得奈米氣泡水溶液異於一般氣泡水溶液。測量奈米氣泡水溶液的導電度,可得知水溶液的電荷密度,超聲處理時間可改變奈米氣泡水溶液的電荷密度,進而改變奈米氣泡水溶液的折射率、表面張力、以及黏滯係數。 利用兩個不同功率的超音波震盪儀(100W,43KHz;200W,40KHz)超聲處理氮、氧、和二氧化碳等三種氣體,震盪時間5分至30分,可以得到不同導電度的奈米氣泡水溶液。用自製的導電度測量器測量奈米氣泡水溶液的導電度;測量氯化鈉水溶液的導電度,用來和奈米氣泡水溶液的導電度做對照比較。 實驗探討超聲處理時間、水溶液的溫度、外加磁場的大小對導電度的影響;以及奈米氣泡水溶液的導電度對奈米氣泡水溶液的折射率、表面張力、以及黏滯係數的影響。

以狀態有向圖探討跳躍數列方法數

本篇研究針對跳躍進行數列本身意義的探討,用新的數列V表示跳躍數列的接球狀況,接著利用狀態有向圖定義出表示跳躍數列球在空中狀況的「頂點」以及表示跳躍數列內數值的「邊」,而迴圈狀況即為跳躍數列的情況下我們利用鄰接矩陣的想法進行探討,並且最後利用跡數的方式進行跳躍數列形式的討論。不同於文獻中僅針對用球數b和跳躍數列字串長度n做為討論,本篇研究增加了代表著跳躍數列中數值可達到的最大數值s(也代表著表示跳躍數列球在空中狀況的「頂點」長度),針對用球數為1顆的情況下為k階盧卡斯數的數值,而在其他用球數也有好的結果,並且針對不同情況下的跳躍數列整理出遞迴關係式以及生成函數。最後,在本篇研究中也找到許多在OEIS上所沒有的數列,並且給予這些數列有不同的解釋。

「蕉」織「鞣」合~探討綠蕉鞣酸的作用及自製蕉鞣豆皮膠膜

本研究利用廢棄綠香蕉皮萃取鞣酸,開發出綠色優質產品蕉鞣豆皮膠膜替代塑膠類製品。首先探討綠香蕉皮溶出鞣酸的最佳條件,再將綠香蕉鞣酸與固態蛋白結合的產品,進行防水、收斂性、酸腐蝕試驗,除了組裝導電裝置以測試防水功效外,也參考課本改裝為強韌度及酸腐蝕測試工具。研究結果顯示綠香蕉皮在pH7溶液下加熱80-90度30分鐘,溶出鞣酸量最多;綠蕉鞣酸液與固態蛋白結合,對銅片形成保護層有較佳的防水能力,也能耐酸腐蝕及較強的韌性。根據防水、收斂性、耐酸腐蝕作用,用自製綠蕉鞣酸液浸泡豆皮並噴食用油後形成綠香蕉鞣酸豆皮膠膜改善乾裂問題,除了取代封口膜、保鮮膜,還可做成食用吸管,達到減塑目標是值得推廣的綠色優質產品。

正義魔人-專用停車位警示系統

為了使身心障礙者及孕婦、帶小孩的爸媽們能順利地找到停車位,解決濫用身心障礙及婦幼車位的問題,所以我們製造出「正義魔人」系統。利用Arduino、RFID、超音波測距等零件,寫出程式碼,讓符合資格的人取得卡片後,能夠停在專用的保留車位,提醒沒有資格的人不得佔用。我們先製造出機器原型,然後完成具實際功能的一號機,而後改良語音警告功能及拍照檢舉功能為二號機。

稻穀矽.再利用–複合性吸附淨水大作戰

現今人們追求色彩,染料汙染已不容小覷。過去人們使用活性碳處理染料汙染,卻不能重複使用,與現今重視的綠色科學相違背,為了達到吸附後又能重複利用的目的,本研究使用廢棄稻殼製作吸附劑,並結合光觸媒,能同時吸附並分解染料。 實驗發現:使用稻殼可製作出的二氧化矽吸附劑約占原稻殼的10%;採用已磨碎、pH=0.74並加熱100度2小時(使醣類水解)、500℃燃燒2小時(燒去粗纖維)可得最純白的SiO2,對於1A、2 mL亞甲藍有最好的吸附效果(吸附率約80%/5 mg,而市售矽藻土<20%,活性碳<70%);與同樣主要是SiO2組成的矽藻土相比,稻殼氧化矽具有不易吸水的特性;此外,實驗使用自製檸檬酸鈦製作光觸媒並與稻殼氧化矽結合,發現TiO2/SiO2=1:5時具有較佳的褪色效果但復原時間長。

無限「恣」萬花筒

四年級自然課第一次接觸到萬花筒,覺得很好奇;五年級暑假的科學營,開始探究萬花筒。仔細觀察後發現:萬花筒可以千變萬化的機制是:受重力作用而隨機變化的物件與無限反射的鏡片組。柱狀萬花筒:鏡片數為2時,夾角越小成像數越多、越趨近圓形;鏡片數為3、4、6時,能形成完整成像,有無限延伸的視覺效果;鏡片數為8、9、10、12時,成像類似花蕊和花瓣的效果。塔型萬花筒的成像有球體浮凸效果,斜邊越傾斜,球形成像越浮凸,徑長越短;搭配偏光片和膠帶為物件時,會產生與本體不同的繽紛色彩。 最後我們根據研究結果研發出魅力四射、滾動星球、光之花等特色萬花筒,其中炫光寶石萬花筒與機電整合成聲控變色小夜燈。

懸崖勒馬測定法-摩擦係數

本實驗在木塊最上方綁一條棉線以砝碼拉動之,而木塊啟動後可能傾倒、停不下來或停止。我們觀察木塊在不同因素下啟動後能停止的情況,並依據觀察結果推測造成其停止的因素,我們的理論所運用的變因有木塊對砝碼的重量比值、棉線綁在木塊上的高度。我們在不同條件下,以手機錄影並配合軟體Tracker追蹤木塊啟動到停止的位置與時間的關係,再經由牛頓第二運動定律、動摩擦力公式結合推導出木塊的運動公式,並將此公式寫入Excel以疊代法演化出位置、速度及加速度隨時間的變化,將所得到的理論值和實驗結果數據加以討論,並建立有限制條件下的懸崖勒馬測定法-摩擦係數模型及其不確定度的探討。

「醛」面啟動-探討肉桂醛提升綠豆耐鹽能力之機制

濃厚氣味的中藥,吃了能讓人強健體魄,那植物服用後呢?研究發現,綠豆能感受肉桂粉中的氣味分子”肉桂醛”,並透過改變其生理與生長的發育來減緩其在鹽逆境下細胞死亡的程度,提高長期耐鹽能力。本研究顯示,熏完肉桂醛的綠豆能透過減少氣孔數、使澱粉代謝、增加根系來應對鹽逆境下的缺水問題,在生化研究方面,能透過在根部提前累積脯胺酸來應對滲透壓逆境。此外肉桂醛氣味能激發綠豆的抗氧化力,我們發現,肉桂醛能讓綠豆提前累積抗氧化物(脯胺酸、抗壞血酸),另能提高抗氧化酵素活性(POD、APX)來應對鹽逆境下的氧化傷害。本研究發現綠豆能感受肉桂醛氣味並提升其長期耐鹽能力,期待未來能將研究成果用於農業,減少逆境對農業帶來的損失。