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臺灣

以彈簧系統模擬固體內原子振動行為

以彈簧系統模擬固體內原子振動行為並以Tracker軟體分析情運動情形。 以驅動力改變頻率方式看彈簧系統的振動模式,從單一砝碼的運動情形開始探討,逐漸推廣到同質量砝碼串聯,再延伸到兩個不同質量砝碼週期性串聯,最後討論其不同外加頻率下彈簧系統的振動行為,可模擬出兩不同砝碼可以出現如固態物理中晶格振動的色散現象(dispersion relation),其振動行為可分為聲頻支與光頻支,並觀察出在某些頻域系統不太具有振動行為,這跟固態物理的能隙的相呼應。

Experimental Study on Pendulum and Self-designed Multi-layer-tank Water Damper for Mitigation of Structural Response

設計震動台和可調單擺模擬101大樓和調諧質量阻尼器的振動模式;並設計多層容器盛水與單擺比較,探討水深/容器長(Depth Ratio)、振幅、質量對減振效應的影響。實驗使用「振動參數」(週期、衰減係數、時間)量化減振效應。當單擺與震動台週期相近時,減振效應較佳。調整Depth Ratio使水自然擺盪週期(Tn)接近震動台週期(TV)(PR = Tn / TV≒1),易產生碎波,造成系統能量消散,減振效應顯著。震動台振幅越大,碎波發生可能性越高,減振效應越佳。當PR≒1,水質量變化對減振效應影響不顯著;若PR≠1,水質量越小,減振效應越差。實驗證實多層容器盛水的液體阻尼器可有效減振且效果優於單擺。

【軌跡密碼】–從青蛙環繞跳荷葉落點探究漢米爾頓問題之解析

此作品研究「對於編號i青蛙決定移動方向,而在形成多邊形的荷葉一組或兩組以上;由i號荷葉開始,依跳的距離不同,觀察在落點處所成的數列中,是否有漢米爾頓問題出現。」對於移動方向分成定向、回頭、不斷換向,定向指都是順時針方向,回頭指每次碰到起始點即時換向,在回頭的規則中則利用總共跳的荷葉數/邊形數 取其商+1 即目前停留落點處的圈數,其值的奇偶可判別接下來的移動方向,而不斷換向指每次跳躍皆與上次不同方向;依邊形數組數又分出一組及兩組以上,兩組以上時利用轉換的方式探討;在不同的移動方向中,跳的距離無論組數又分成固定距離和遞增數列,而不斷換向在固定距離時沒有意義,所以只做出遞增數列來探討。

探討眼睛對於不同顏色赫曼方格的視錯覺

我們的視覺能力是大腦將感官所觀察到的物體進行辨認,由於物體受到形狀、線條和顏色的變化,加上人們的生理、心理原因,而產生與實際不符合的視錯覺。為探討眼睛對不同顏色赫曼方格的視錯覺,我們以標準化的情境和RGB 色環中的對比色、相近色和互換色定義電腦上赫曼方格顏色,進行實驗。研究發現黑白配色所看到鬼影人數最多,而綠紅配色卻較少人看到鬼影。因此我們用側抑制現象與感光細胞進行討論、分析,得出傳統黑白赫曼方格,受到側抑制作用的影響最為明顯,而其餘顏色變因的赫曼方格,對於紅藍綠視錐細胞和桿狀細胞會有不同程度的刺激,產生更複雜生理錯覺。此外我們延伸去探討不同顏色的格子襯衫對於受試者消費行為的影響,研究發現生理視錯覺會影響受試者的消費行為,錯覺較少比較多人願意購買;除此之外社會觀感與年齡層皆會影響受試者的消費行為。

以小鼠腎小管IMCD3細胞株探討纖毛生成和上皮細胞極化的關係

纖毛(cilia)病變是許多疾病的成因,像是多囊性腎臟病、巴德-畢德氏症候群等,但目前仍不清楚纖毛生成的機制。我們的研究初步證實纖毛生成和閉鎖小帶(Tight junction)可能有密切關聯性,且閉鎖小帶完整的細胞,纖毛基部到細胞底部的平均距離較長。因基體上的遠端附器(Distal appendage)能辨認細胞頂端膜(Apical membrane)上的特殊構造,有完整閉鎖小帶的細胞纖毛生長在細胞頂端,閉鎖小帶不完整時,細胞的極性未表現,纖毛無法生成在細胞頂端。 本研究以IMCD3(小鼠腎小管)細胞株,在去血清(serum starvation)的刺激誘導下,使IMCD3細胞長出纖毛,再以免疫螢光染色分析閉鎖小帶與生成纖毛的關係。並利用克隆形成試驗(Colony formation assay),將IMCD3細胞株分為四類型態,也進一步發現在三維培養中,四種細胞型態皆無法排列成空腔構造。最後我們建立載體DNA:pLAS2w.Ppuro-EGFP-Arl13B,以綠色螢光標示纖毛蛋白,在活細胞中追蹤基體的移動及纖毛生成的過程。期望藉由研究纖毛形成的過程機轉,能探討致病的作用機制,找出治療纖毛病變的療法。

探討豬籠草捕蟲籠的組織結構、發育吸收與物理結構Explore the Organizational Structure, Development, Absorption and Physical Structure of Pitchers of Nepenthes

紅瓶豬籠草的捕蟲構造是由膨大後的葉柄固定在莖上,再由葉柄下凸的維管束及扁平處的維管束內縮向前端延伸發育成籠蔓,緊接著籠蔓的前端再膨大並經由細胞凋亡特化出類圓筒型、封閉的「空心葉」,最後特化出無柄腺鑲嵌在內層細胞上負責分泌、消化、吸收。無柄腺旁的原生質絲直徑較一般植物大5-10倍,幫助吸收。由於籠蓋不能閉合,下雨天時籠內物質容易傾倒,豬籠草演化出「來者不拒」的捕食策略。除了紅色食用色素和無機物以外,不管是含氮物、水溶性、酯溶性小分子皆吸收,甚至連蔗糖及大分子的澱粉、蛋白質,都以耗能的胞吞作用吸收,這與捕蠅草只吸收小分子的含氮物質及酯溶性的物質不同。而懸吊捕蟲籠的籠蔓,可以比自身重35倍的超強支撐力,維持捕蟲籠開口向上不傾倒溢出,保持較高的自然盛載量,提升捕食競爭力。

小『薯』立大功–馬鈴薯種薯克數成長情形與收成量之研究

馬鈴薯品種很多,我們選擇其中常見5個品種作為實驗種薯:研究發現發芽效益以克數來看是10g與20g,以品種來看最好黃肉,最低的是紫肉;成長高度以品種看臺一長得最好,克數則以40g長得最好,5g最差。馬鈴薯結薯總克數以克數來說:40g收成量高,50g並未占種薯優勢,5g最差,顯示成長高度與結薯總克數有相關性;以品種來說:則以大葉多,紫肉少。 從 CP值來看,首推大葉5g、臺一8g。從成本計算利潤而言,種植大葉5g的利潤最高,紫肉5g最低;從種植面積計算利潤來說,則是紅肉40g最高。 10g、20g文獻所言最佳種薯克數,然而實驗發現不論以收成量、CP值或利潤而言都顯示未必有最佳表現。

扣住你的「C」~C型快扣之包覆力探討

本研究主要探討「影響C型快扣包覆力的因素」,希望能開發CP值佳及可應用於生活上的產品;我們花費二年在創造力課進行研究,第一年先開發C字扣的創意點並申請專利,第二年針對最佳條件進行研發。測量包覆力方法是「將容器放入C型快扣,陸續放置重物,測量5次可承受重物不滑動時的重量」;我們三D繪圖列印出各條件實品共77種,第一階段改變基本結構條件得知,影響包覆力效果為減少內徑 >增加厚度 >增加高度 >增加弧長 >增加密度。第二階段改變變化結構條件得知,影響包覆力及CP值效果為加止滑墊 > 增加3支條 > 對照組 > 孔洞數2 > 改為ABS材質。 針對物品重量不同也開發不同掛置方式的C型快扣,有磁吸式、ㄇ型掛勾式及吸盤式可應用於生活中。

週期性變化磁場對複合磁體磁浮特性的影響

此研究期望找到穩定磁浮的方法及探討產生磁浮振盪的變因。首先利用吸附上鐵材的磁浮體,觀察其造成的磁浮減震。實驗過程藉由變動磁場,發現週期性變動的磁通量對鐵磁體的磁化及渦電流產生影響,進而改變磁振盪振幅及阻尼係數。研究結果得知磁場的交變頻率越大,會導致磁浮體所受斥力增加且鐵磁體形成的減振效果減緩。另外,複合磁體中受硬磁磁化的鐵磁體在頻率到達一定區間時才能觀察到渦電流的影響,而此區間受複合磁體排列、磁化強度等變因控制。

當摺紙公理與莫利三角形相會

Huzita-Hatori公理和Morley三角形都如同黑暗中的一盞明燈,讓我們很想一見其廬山真面目!更想了解他們相會後會激盪出甚麼火花? 我們利用描圖紙摺紙、GGB作圖,再配合推理論證,終於知道三條Huzita公理6分別三等分的角、度數、位置、以及與始邊的夾角度數;另外,更奇妙的是,我們發現兩個特別的三角形:第一,任意角的三條Huzita公理6的摺痕,會圍成三角形,而且此三角形必是完美的正三角形。第二,任意三角形各角的三條Huzita公理6的摺痕,各會圍成三角形,且此三個三角形彼此相似,他們和原三角形之間還有角度成等差和等腰的關係。 本研究實在見證隨意到完美的奇蹟,驚奇之處俯拾即是!