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臺灣

M.C-Escher 極限圖的結構解析與實務研究

本研究主要是對M.C-Escher手繪的各種極限圖(帶狀極限圖、正方形極限圖以及圓極限圖)進行結構解析,並探討其背後的理論與方法,運用本研究的理論方法、結構解析與格線系統,在適當軟體支援下,將可以輕鬆作出富有創意且可完全密鋪的動物磁磚圖樣。我們也利用雷射切割機將本研究設計的正方形極限圖產出拼圖板,而本拼圖板可有數種不同玩法;本研究亦可應用於跨領域教學(藝術人文、資訊、數學)、建築設計、科普玩具及相關創意設計圖。

「烯」金焦點

可折疊手機是目前熱門議題,目前市面透明導電薄膜產品價格都不便宜,尤其是以銀為主要的導電材料,而銀雖導電佳但也因金屬透光性不佳,而無法有效製作透明導電薄膜,因此我們想找尋便宜又有不錯導電能力的複合材料來製作相關產品。根據文獻顯示,石墨烯有著高透光性、質輕、導電性佳等優點,因此適合做此研究。本研究結果顯示:我們利用氧化還原法,有效製作導電性佳的石墨烯,再進一步與奈米銀進行複合。在10%石墨烯:1%奈米銀有著高透光性及導電性的特徵,最後利用PMMA及PEDOT:PSS作為添加物材質,可製成可撓式的透明導電薄膜。

渾「圓」有「定」—從七圓定理到雙心六圓的推廣

本研究將從七圓定理出發,試圖改變切圓個數,探討共點的存在性;更進一步推廣「六個與兩內離圓分別均外切與內切的環切圓」之雙心六圓,探討其共點、共線、共圓及共錐等性質;研究有驚人的發現「當六個環切圓轉動時,其各類對應點連線之共點必為定點,且在連心線上。」推廣至不同個數的環切圓時亦成立;當兩內離圓甚至推廣至兩外離圓或是圓與直線時,亦發現其諸線共點、諸點共線、諸點共圓、諸點共錐等性質必成立。

「天」「機」雲錦-天際輪廓臺北101讓手機來測測你的身高

本研究透過收集資訊的能力,藉由網路資源、手機APP功能,期許達成測量物體高度誤差小於1%的目標。最後找出能以最小誤差來測量臺北101大樓的方法。 最初先嘗試不同測量物體高度的方法,討論過程中發現隨著不同角度,物體距離與高度存在規律的倍數關係,利用網路搜尋發現這就是三角函數的基礎概念,最後選定以此方式來測量臺北101高度。 研究發現,以簡易手機自拍三腳架、手機角度APP,在臺北101大樓仰角45°的周邊地點中,以臺北市府廣場測量臺北101大樓高度是最適當的地點,平均誤差在1%以下(0.356%),最低測量誤差甚至達0.007%(誤差3cm)。

有限水量放流之漩渦成因探討及模型建立

前期研究中我們發現靜置後的水經底部放流不會形成漩渦,若要產生漩渦需有效地擾動水體。於是我們在靜止水體中控制攪拌動力,探討影響漩渦形成的因素。我們發現雖然影響漩渦形成有許多因素,但這些因素指向一個關鍵,就是如何有效帶動核心區的水體;同時若攪拌範圍涵蓋整個核心區,漩渦會自然且快速產生,再加大攪拌範圍也屬多餘。因此,為了探討如何有效產生漩渦,我們計算出核心區的體積、液面起始高度至放流孔距離及漩渦形成效率的關係。 最後,我們建立了漩渦形成模型。除得知漩渦現象是各位置相鄰水流彼此作用及流速調整才得以產生外,也由實驗推知外圍水流依白努力原理而向內壓迫內圈水流,使流速向內偏向,最終呈現螺線形流線。

快來喵喵喵 喵喵 「緲」電感應——仰角與遮蔽物對緲子接收的影響

利用有機閃爍體連接電源供應器和示波器接收緲子,再連接電腦用Labview去記錄,來測量不同仰角的緲子數量分布。並用電腦程式Geant4去模擬真實探測活動以及其他條件下的實驗。

烘出新濕度 - 智慧3D列印線材存放箱

潮濕的3D列印線材會導致3D列印品質不良和失敗問題,我們將存放箱、防潮材料、加熱除濕等方式導入實驗變項,我們使用arduino開發板搭配DHT22溫濕度計量測數據發現: 1.塑膠存放箱內的濕度相對比紙箱和開放空間低 2.塑膠箱中防潮材質以乾燥劑的濕度最低 3.有鋪設鋁箔紙的塑膠箱中,在加熱效果相同的條件下溫度較高 4.塑膠箱中的溫度相對越高,濕度相對越低 根據以上,我們將有效的變項融入我們的3D列印線材存放箱設計,除了加入即時溫濕度環境介面,同時套用鋁箔紙鋪面、乾燥劑和加熱法來有效控制存放箱濕度。確保3D列印線材可以保持乾燥狀態,最終達到我們研究目的:解決3D列印品質問題。

「潔」我所能,「淨」你所想!—探討不同清潔方式之抗菌效果及其相關研究

肺炎疫情肆虐全球,學校因應疫情進行各項清潔工作,於是我們想研究哪種清潔方式的效果最好。本實驗以ImageJ作為影像分析軟體,接著設計洗手方式、清潔劑種類、洗手乳質量、洗手液濃度及其放置多天後實驗,最後將常見清潔液用於環境上等六個變因來探討抗菌效果。研究結果顯示洗手方式為「濕、搓、沖、捧、擦」,其中乙方式無特別限制「搓」的動作,有較佳抗菌效果;以酒精洗手抗菌效果為佳;洗手乳質量以1.8公克為佳;純洗手乳為最佳清潔濃度;放置25天後以D組濃度(洗手乳:水=1:2)的抗菌效果為佳;在環境清潔實驗上,不論清潔液種類皆具有抗菌效果,其中以酒精為最佳。

揭開自製鋁空氣電池讓風扇連續轉動十個小時的秘密--電池效能提升之研究

鋁空氣電池是過去科展研究過的題目,但利用備長炭製作的電池是否能重複使用,能讓風扇馬達運轉時間可以多久,以及如何增加鋁空氣電池的放電效能等問題,在過去的報告中並未深入研究,故引發我們研究的動機。在一系列的實驗下,我們歸納出五點發現:一、導電性好的備長炭,所製作的鋁空氣電池效能會較好。二、備長炭製作的鋁空氣電池,備長炭可以重複使用。三、備長炭濕度稍高,鋁空氣電池讓風扇馬達運轉的時間較長。四、鋁空氣電池的運轉需要氧氣,增加氧氣濃度可以提高電池效能。五、透過補充食鹽水改良的設計,會提高影響鋁空氣電池的效能讓馬達風散連續運轉超過十小時,電量相當於兩顆三號碳鋅電池,此結果希望對發展環保電池有貢獻。

算數「蓋」厲害-蓋斑鬥魚的數感與攝食偏好

為了探討蓋斑鬥魚的攝食偏好以及數感,實驗設計採視覺主導的攝食行為,將餌食放入二選一的實驗箱,讓蓋斑鬥魚做出攝食選擇。我們透過不同種類及大小的餌食來確認蓋斑鬥魚的攝食偏好;再以不同數量的餌食來驗證其數感,並記錄反應時間以確認其算數能力。結果發現,比起飼料,蓋斑鬥魚偏好選擇吃紅蟲;也偏愛較大顆及數量多的餌食。另外,對於5以內的餌食具有數感,感數能力則會隨著兩側餌食數量的比值接近1而下降;當比值在0.75(3v.s.4及4v.s.5)以上,反應時間明顯增加,顯示蓋斑鬥魚具有算數能力。最後,不同性別部分,公魚對於紅蟲的偏好高於母魚,其他變項則沒有明顯差異。體型部分,大於8cm的蓋斑鬥魚算數能力明顯優於小於8cm的蓋斑鬥魚。