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臺灣

色變~藍靛粉的山水風情畫

傳統的藍染,染一塊深藍的布,有時要反覆染個二、三十次才行,而每一次的洗滌,都是藍水對環境的污染! 我們以便宜的零件及回收的手機變壓器插頭,成功的製造出第三代簡易吸光儀,其中六段電源供應器以不同電壓驅動光敏電阻感光後的電壓變化,線性趨勢線的相關係數R2值可達0.99,而配製藍染溶液的色階檢量線,辨色的相關係數也可達0.9以上,因此,可以輕易的分辨藍染後的廢液濃度,回收再利用。 同時,我們企圖以水果皮內膜取代保險粉(連二亞硫酸鈉)的臭味及毒性,也意外的發現,減少藍染洗滌廢水及減少藍染次數的簡單方法-回歸加酸定色,可讓染料溶解度變小而定色於染布上。

除藻大作戰~水族缸除藻生物大亂鬥

為了改善水族缸絲狀藻滋生的困擾,我們以不同色光照射絲狀藻,期待找出何種色光容易造成絲狀藻增生;再以3種水族缸常見的絲狀藻(髮藻、絨毛藻、轉板藻)為食物,養殖同重量的紅米奇、三色天鵝、小猴飛狐、槍蝦、紅米蝦、大和藻蝦、角螺、斑馬螺及黑金剛螺進行攝食絲狀藻能力的實驗,希望找出攝食絲狀藻能力最強的除藻生物。經過5個月實驗期,總計212隻除藻生物的實驗過程,結果顯示:1.藍光(波長450nm)容易造成絨毛藻滋生,2.全光譜白光讓轉板藻生長快速,3.大和藻蝦清除髮藻的速度最快,4.髮藻是最容易清除的絲狀藻,而絨毛藻最難清除,5.經過綜合比較,大和藻蝦與紅米奇是最強的水族缸除藻生物。

沂水春風,潔濁揚清

紡織印染行業是工業污水排放大戶,此類污水的特點是有機物濃度高、組分複雜、色度深且多變等,屬難處理工業廢水之一,排入自然水體中將降低水中溶解氧濃度,阻礙光合作用和水體自淨,危害生態環境。因此,印染廢水必須經過生物化學處理以降低生物需氧量(BOD5)及生化需氧量(COD)含量,但活性污泥等常規生物處理工藝對於印染廢水中有機物的降解收效甚微,通常在生物處理後搭配化學處理工藝以達到深度淨化的目的。在各類三級化學水處理方法中,本研究以新式Fenton法為基礎(屬高級氧化水處理技術),因其水力停留時間短、去除效率高,成為處理紡染廢水的主流。

大「蟛」展翅,所向披靡

南美蟛蜞菊來自美洲,是耐旱、耐熱的菊科植物。這次實驗欲探討如此強大的外來種,若是遇上同為菊科的葉菜類植物–紅鳳菜、福山萵苣及茼蒿,是否會侵犯它們的生存空間呢?我們針對南美蟛蜞菊對此三種蔬菜,由種子到小苗的影響,及成熟個體間的生長競爭,加以研究。 實驗結果發現南美蟛蜞菊浸出液不僅會抑制其他三種菊科種子發芽;也會滲入小苗根部,造成小苗葉部枯萎;甚至還能滲入泥土中,影響菊科蔬菜的生長。南美蟛蜞菊葉部的葉綠素a、葉綠素b及葉黃素含量皆高於福山萵苣及茼蒿,且其根系總體積較大並分布較廣,能透過匍匐莖快速擴展其生存範圍,進而影響其他菊科蔬菜的生長。基於以上觀察,再次顯現防治外來種是極重要的任務。

以弧測海-探究費氏弧菌並檢測海洋汙染

本實驗使用分光光度計檢測費氏弧菌菌液濃度的OD600吸光值,並以其判斷費氏弧菌的生長情況,測量各實驗組中細菌含量的差異。 首先檢測其生長情形最良好之鹽度,再以最適鹽度做為培養基基底,並用於檢測有機、無機汙染物對於費氏弧菌生長的抑制效果,並將所得結論用於實測東北角海岸線汙染,分析各種汙染物及各地海水下菌液OD600數值之間的關係,進而探討各地海水所受到的汙染程度並嘗試了解其汙染因素。 為解決耗時過程,我們採用海藻酸鈉可形成凝膠的特質,將費氏弧菌以膠球固定化,加入對應的自體誘導物N-(3-oxohexanoyl)homoserine lactone,並測試其發光、發熱的強度。加入待測汙染物及樣本,測量發光強度,若和上述OD600實驗所得的數值正相關,則能夠以此方式迅速進行海水水質檢測方式。

玻光粼璃

為研究出可自製的隔熱光學玻璃,我們測量了不同表面覆蓋物的單片玻璃,改變正、反,單、雙面等變因,以各種測輻射儀器找出隔熱最佳的非金屬反面隔熱紙,用其製作雙片玻璃(單層介質)。接著根據普物的多層板公式製造三片玻璃(雙層介質)之L1、L2等間距與不等距模組,發現以熱輻射角度而言,空氣才是最佳介質。實驗後另外計算「單位時間通過的熱量」(Pcond),再將數據套回公式,得出實驗誤差值。接下來製作介質為空氣的四片玻璃(三層介質),實驗後另外計算Sc值(遮蔽係數),並和上述各模組作Sc值比較,發現隔熱效果最好的模組是等距四片氣/氣/氣玻璃」。以普物熱輻射公式(Prad=σεAT4)來看,我們的模組有如下之等式Jin=Jout=Jcond+σεAT4(Pcond+輻射)。

多邊形的內接母子相似作圖與相關問題的研究

文獻上,要尋找任意多邊形的內接母子相似圖形,尚未有好的辦法可解決此問題,本研究,藉由多邊形的旋轉與伸縮觀念產生相似形的定理,作出多邊形內接母子相似圖形,並找到相關性質。 利用相關性質,我們得到: (1) 一般化的「內接母子相似作圖」法:可輕易過邊上一點、或過形內一點作出內接母子相似圖形。並找出最小內接母子相似及過形內一點三角形內接相似圖形的最多數量。 (2) 若 邊形存在內接母子相似圖形,則此 邊形必有「旋心」。反之,亦成立。 (3) 特殊四邊形(長方形、菱形、平行四邊形、等腰梯形、梯形、鳶形)存在內接母子相似形的條件。 (4) 探討多邊形具有內接母子相似圖形的條件。 (5) 建構出具有內接母子相似圖形的多邊形

就是那道光-驅鳥神器

政府歷來致力於科技農業的發展,結合學術單位與民間團體,共同研發新的農業技術,我們雖只是國小階段,一樣可以結合科技解決家中農事的困擾,學生發現農民驅趕麻雀的方式並不十分有效,且在網路上搜尋到可利用雷射筆來驅逐麻雀,便決定製作出全自動的驅鳥裝置,為顧及環保與方便性,決定利用太陽能供電,以達到省能源、省人力的目的。 從草創到成品,做了三次變更,期間提升了供電系統,使蓄電時間少於持續用電時間,也檢視出雷射筆直射效能優於反射效能。使其具備穩定的太陽能供電,且透過直射可使影響範圍達約半徑120公尺的圓形面積等特性,期望此裝置能成為輔助農民驅逐麻雀的利器,甚至未來解決大樓或廊道鳥類築巢製造髒汙等問題。

想入「啡啡」,「皂」「板」有理!

咖啡量大,廢棄渣處理漸成議題,查詢咖啡渣成分,設想可利用方式,加入氫氧化鈉將內含油脂皂化洗出,其餘殘渣以糯米澱粉糊膠結製成板材;製皂部分探討肥皂在不同濃度氫氧化鈉中的溶解度,氫氧化鈉濃度、用量、添加乙醇、分次反應對皂化反應的影響;咖啡殘渣製板部分探討糯米糊加熱溫度、糯米糊與咖啡渣比例對板材抗彎折、隔熱的影響;板材使用、回收部分探討防水性、加入生澱粉(含澱粉酶)廢棄時分解情形。以咖啡渣製皂製板,從製作、使用到廢棄完全不產生污染,廢棄後可堆肥、作為燃料或是一般垃圾,毫無環境負擔,能充份利用咖啡渣的殘餘價值。

以人工智慧協助腎臟基因變異之治病預測

本研究致力於尋找在資料不足的情況下最佳的基因預測模式。 首先,訓練預測腎臟基因(PKD1)變異致病力模型,利用三種訓練方法:「管線」(Pipeline)、 SVM分類器、隨機森林相關分類器訓練資料,並調整相關參數。其中,以隨機森林準確率最高。另外,利用「網路爬蟲」技術整合四個大型網路基因變異註釋工具,製作單一介面方便使用者輸入資料,能夠大幅減少醫生預測病人基因變異致病性的時間,具有極高的實用性。為了嘗試解決基因變異致病力預測資料不足的問題,本研究利用網路工具所預測之致病力分數訓練模型,然基因變異位置複雜,資料量仍有所欠缺。 最後,期望利用本研究「整合網路基因註釋工具」蒐集醫生資料,提高模型資料量同時提高準確率。