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臺灣

喔『葉』-皇宮菜在缺水逆境的適應研究

本實驗研究數種夏令作物反應乾旱逆境的生長狀況,發現皇宮菜可以對水分變化做出快速的調整反應,隨不同缺水程度氣孔密度明顯增加,氣孔係數也有提高趨勢,而且嚴重乾旱下藉氣孔簇形成以減少水分蒸散。當水分逆境解除之後,氣孔簇發生率會下降,回復正常生理的趨勢,氣孔簇的出現可能與外界環境信號有關。皇宮菜透過生理、形態的變化以因應外界環境水分的改變,來維持光合效能又有效地防止水分流失,達到基礎生理需求以適應逆境,此研究探討土壤水分對作物生理與生長發育之影響,以了解作物於水分逆境下之可能生長模式,作為因應氣候變遷應用於農作物土壤水分管理之節水參考可能性。

圓周上跳躍回歸問題之研究

圓周上相異n個點,將圓周分割成n段弧,每次每個點沿逆時針方向變換成與下一點所成弧之中點,若某點經m次變換後回到初始點,則m的最小值以及m的所有可能值為何?我們發現,m的最小值為n+2。更進一步發現,m的充要條件為m≧n+2且m≠kn-1, kn, kn+1,其中k為正奇數。接著,我們將問題一般化,圓周上相異n個點,沿逆時針方向變換成與下一點所成弧之p:q處,若某點經m次變換後回到初始點,則m的最小值以及m的所有可能值為何?我們發現,若p, q∈N,(p,q)=1,當變換次數r足夠大時,此n個點的位置會收斂至圓周上n等分點,同時,此n個點會在變換T=n(p+q)/(n,p)次後再次收斂至相同的位置。在這篇研究中,我們推導出任意點Pi變換r次後的點之位置坐標Ai(r)的一般式,不失一般性,我們針對P0求出A0(r)的最小極端值Lr與最大極端值Ur,在變換次數r足夠大時,透過觀察Lr與Ur對應到圓周上的收斂位置所形成的區間是否涵蓋原點,可預期P0變換r次後可否回歸。此外,我們也針對n個點具特殊初始位置座標來研究其回歸性質。

對抗上皮細胞黏附因子之CAR-T細胞於癌症免疫治療之研究

以往人類對抗癌症只能依靠手術、化療、電療等治標不治本的手段殺死癌細胞,不僅效率差且有強烈的副作用,而CAR-T免疫療法透過活化病人自身免疫細胞來專一性的治療癌症。 本研究旨在發展能治療實質固態瘤的CAR-T免疫療法,透過活化由人血中所分離出來的T細胞,使之能辨識在癌細胞中大量表現的上皮細胞黏附因子(EpCAM),並建立一套體外細胞毒殺測試的模型來測試CAR-T殺死腫瘤細胞的能力,以篩選出具有發展潛力CAR-T細胞。 本研究從外周血單個核細胞(PBMC)中分離T細胞,透過基因重組技術與lentivirus來改造T細胞,使T細胞表現CAR基因,再利用Dynabeads Human T-Activator CD3/CD28活化,並以大腸癌細胞株HCT116當作癌細胞目標,測試CAR-T是否有能力殺死腫瘤細胞,另外也以不表現EpCAM的A549肺癌細胞株、H460肺癌細胞株進行毒殺能力測試,結果顯示此CAR-T細胞有高度專一性,證明此CAR-T細胞具有潛力成為新一代的CAR-T免疫療法。

光生水起-太陽能聚光發電海水淡化系統

本研究目標是同時利用太陽的光和熱,製作可發電同時淡化海水的機器。 我們利用菲涅耳透鏡聚集陽光增加發電量,根據實驗數據製作出聚光發電方塊,可以增加發電量29%,而且還解決太陽能板串聯的問題製作出聚光發電組。 接著要增加海水蒸發量,所以設計了吸水紙圓柱增加表面積,結果能提高淡水產量69%,我們也用實驗數據設計了導流板和淡水收集管。 再來我們在整台機器外圍裝了反光鏡,用實驗數據設計了反光鏡的大小和使用方式,不但發電量增加30%,海水溫度也更高。 最後我們用整套機器進行測試,三天產生275.35g的淡水,拿來泡綠豆結果100%可以發芽生長;發的電也能用來加速產生淡水,裝置能成功運作,真的是太棒了!

別浪費~看我的「乳」「印」術

比較市售7款品牌防曬乳發現其中3款化學性防曬乳1款混合型防曬乳,可以順利將圖案轉印到布料上,轉印結果有下列幾點關鍵: 1.溶劑:以K品牌化學防曬乳約每4平方公分1.5克並加上75%酒精1毫升,可以溶出最多油墨,且有最佳定色效果;若無酒精,單純使用化學防曬乳也有不錯的轉印效果。 2.布料:以表面平整的彈性纖維-萊卡(Lycra)為最佳載體,泡水後進行熱氣相轉印有最佳效果,光照度可從未轉印前1695 LUX到轉印後371 LUX,含有棉布料的涼爽棉棉次之,府綢棉可從轉印前1540 LUX到轉印後275 LUX。

I can fly~從穩定性探討物體飛翔的秘密

從飛行穩定性來探討物體的飛翔,發現翼面積大小、展弦比、後掠翼、翼面配重是影響穩定性的要素。所以要設計穩定飛翔的飛機必須強調適當翼面積大小、展弦比、後掠翼,以及翼面配重重量與位置必須適當,配重位置應該靠近翼前緣效果較好,甚至利用延伸出翼面的方式,能以較輕的重量達到下壓翼前緣的效果,避免失速;最後還發現垂直尾翼可有效改善偏航現象。本研究還觀察出翼的上反角有助於防止飛機滾轉,進而設計風洞實驗,發現錐體能穩定不翻滾;因此推論秋行軍蟲的翅膀與身體如果能形成近似錐體,就能在氣流吹襲下,穩定停留在空中,進而飛越千里來台。了解以上這些影響飛行穩定性的因素後,實際用在所設計的飛機上,可讓飛機飛的又穩、又遠。

城式尋堡

本作品旨在研究一道塗色問題:在一個m×n的棋盤中對任意格子塗上黑色,相鄰方格(有共同邊)不同時塗色的所有方法數。過程中,我們運用二維的城堡多項式的概念來進行研究。首先,我們推出1×n、2×n 單色及1×n多色的方法數及公式。再來,我們嘗試估計m×n 單色及多色著色方法數的上界及下界。接著,我們針對它的一些性質做討論。最後,我們用程式跑出答案,並印證我們的推論。

「蛋」「藻」協力,齊心抗菌!

查詢過去作品之文獻,過往常以蛋白質作為天然無毒的助染,但是其易生菌是一大缺點。本研究探討海藻酸鈉水溶液與海藻酸鈉蛋白霜的抗菌效果,進而嘗試調製出具有抗菌能力的海藻酸鈉蛋白霜色糊的媒染成效;也同時進行物理性實驗檢視耐用度與水洗牢度。研究結果發現:10%的海藻酸鈉水溶液經過ATP冷光儀的測試,具有顯著的抗菌效果,可持續7天;10%海藻酸鈉蛋白霜色糊能以「省水、省時」的方式進行染布,具有良好的媒染效果,染色後的棉胚布在5天內具有一定程度的抗菌效果。透過一系列的物理性測試,經海藻酸鈉蛋白霜色糊塗抹後的布料具有明顯的硬挺度,也容易剪裁,可做為簡易的抗菌染料。本研究之成果望可開發成抗菌衣物,更廣泛的進一步研究。

看見拔河中的力

本設計利用了應變規(Strain Gauge)的原理去製作一台可以量測拔河時繩子兩端的施加力量值,本設計採用的原理是當應變規受力時其電阻值會因為不同的力量而產生不同的應變的變化。進一步地,本設計的準確性也進行了校正。透過拔河繩拉力所產生的應變造成電阻變化,來轉換成力量數值,而利用自已設計製造的夾具,放置在拔河繩上並固定在繩子的兩側,分析其應力應變和受力狀況來測出力量值。 本設計只用簡單的應變規、電子顯示器和電子零件,低成本、簡單構造的設計來達成本研究之目的,來解決拔河過程中比賽的兩隊平衡力之顯示,使拔河更增加樂趣,增加拔河的的趣味性、數值化。

收放自如~實驗探討線軸展開或捲縮的條件

生活中發現線軸會因拉線角度的不同而收放自如,此現象激起了想探究的決心。我們初步發現線軸在不同變因下會有一個特定的臨界角θc而改變其滾動方向,因此本組選擇了拉力大小、線軸重量、線軸內外徑比值及不同接觸面性質(靜摩擦係數)作為實驗的四種變因,並設計了「線軸收放儀器」來進行實驗探討。為了精確測量臨界角,實驗時儀器中的粗調裝置是利用螺帽固定螺旋桿以大範圍調整定滑輪的升降高度,微調則利用指針帶動螺旋桿轉動角度來微調定滑輪的升降,將實驗過程攝影記錄,並再利用Tracker分析物體改變滾動方向時的臨界角。實驗顯示,影響線軸滾動方向的臨界角大小,和線軸之拉力大小、線軸重量及接觸面性質皆無關,只和線軸內外徑的比值有關,即cos⁡θc =r/R。