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臺灣

森「螺」萬「像」─探討斑蜷習性與其生存環境的關係

斑蜷(Melanoides maculata)為2005年台灣發表的記錄種,在外形上與網蜷(M. tuberculata)非常相似,斑蜷口蓋旁有條黑色弧線,是辨別此兩種螺類最明顯的特徵。斑蜷除了會攝食微藻外,亦須攝食一些其他的有機碎屑,才能維持正常的活動力,因此主要生存在底質為泥沙的天然環境中。斑蜷腹足吸附力不強,體長1.8~2.2cm的斑蜷,最大吸附力約為0.52 gw。斑蜷的外殼並非揹著,而是貼在水域底部,故只有在移動時,腹足才需使力;呈流線形的外型可讓斑蜷在底部移動時,降低水的阻力。斑蜷爬行角度不可超過150°、水流強度不可超過20 cm/s,因此水利工程除須考慮底質組成,亦需考量牆面設計及流速。

美”笠”天”鵝”壺—潮間帶笠藤壺(Tetraclita)與鵝頸藤壺(Pollicipes pollicipes)生物生態及蔓足行為之研究

藤壺是潮間帶常見但又容易被忽略的固著性生物,我們透過對笠藤壺(Tetraclita)與鵝頸藤壺(Pollicipes pollicipes)在生物生態上的調查與實驗,進而分析牠們在蔓足行為上的差異。 我們自行設計透明模板來替笠藤壺做記號,清點方框內易混淆的上百隻藤壺族群,另外也利用3D列印技術製造出10倍大的笠藤壺模型,了解到蔓足面對水流時,內部受刺激大,因此較易伸出蔓足。 笠藤壺伸出蔓足的最佳條件是中強水流朝向蔓足,間歇性的沖擊,水流太弱或太強蔓足伸出都不明顯,因此蝙蝠洞的笠藤壺多數是背向大海,面向岩石回流的水來伸蔓足,若沒有完全面對水流,還可轉動蔓足來調整;而漂浮性的鵝頸藤壺因一直在海上漂動,很容易就伸縮蔓足,轉向主要依靠柄的擺動,使自己容易接觸海水。

當我們連在一起-探討流體連通阻尼器應用於建築物減震分析

本研究利用自製連通阻尼器、自製模型屋、自製地震模擬器,將連通阻尼器配置在低樓層模型屋,用手機APP軟體偵測震動加速度,檢驗減震效果。研究結果:(一)連通阻尼器最佳阻尼強度:流體濃度5~20%,強度700~1500公克力。(二)連通阻尼器最佳配置:阻尼反向、配置前後方向、傾斜角度30度、與主震動方向夾角30度、連通阻尼器配置越多。(三)建物結構與震動大小的影響:模型屋樓層重量越重、樓層越高、結構強度越差、震動加速度越大時,減震效果越佳。(四)連通阻尼器的減震效果:最大加速度平均減震百分比為32.5%,平均減震值為107.6gal;平均加速度平均減震百分比為25%,平均減震值為48.6gal。連通阻尼器減震效果佳,可作為製作速度型阻尼器的參考。

一二三犇牛山,山上尋找古海灘-碎屑化石密集層與油氣環境之探討

本研究對象為台南市牛山剖面六重溪層內碎屑化石密集層,透過野外調查與模擬實驗,分析六重溪層上部化石密集層,與下部油氣儲集層關係,並推論牛山地區古今的地理環境。 我們發現這些密集層的化石種類,具有相似的地質現象,因此重建碎屑化石密集層間的關係 ;並採集沙灘現生貝類與觀察碎屑分布,透過破壞實驗與水流實驗,了解貝類被破壞成碎屑 的能量,與碎屑被搬運堆積的過程。 本研究針對岩塊孔隙率測量,提出獨創的浸沒白油法,並與專業儀器測得孔隙率之砂岩比較,證明具備準確性。透過高解析度的電腦斷層掃描圖,分析砂岩中孔隙的分布情形;並推測六重溪層下部油氣儲集層,其地層條件與上部碎屑化石密集層類似,為膠結較不緻密的鈣質砂岩地層。

實驗探究轉動液體的遲滯現象

U形管繞著鉛直軸轉動時,如果鉛直軸和管的對稱軸未重疊,管中流動的液體會發生遲滯(Hysteresis)現象;利用三叉管、方形盒、圓柱筒和方形筒做實驗,發現液體在五種不同形狀的容器中都會發生遲滯現象。 U形管、三叉管、和方形盒轉動時,旋轉盤的轉速由慢漸快時,液柱高度在特定轉速時會大幅度的升高,旋轉盤的轉速由快漸慢時,液柱高度在特定轉速時會小幅度的下降,作液柱高度和轉速的關係圖,會呈現遲滯曲線。 圓柱筒和方形筒繞鉛直軸轉動時,遲滯現象會隨著鉛直軸轉盤中心點距離而異,液面觸底後乾燥區會呈現圓、橢圓、三角形和部分橢圓等不同圖樣。

磷酸銀修飾二硫化錫奈米複合結構:應用於光催化二氧化碳還原反應

本研究利用水熱法合成 C-SnS2光觸媒,再藉由化學水浴沈澱法(CBP)將Ag3PO4奈米顆粒還原在 C-SnS2 表面,得到複合半導體Ag3PO4@C-SnS2。我們分別以C-SnS2和Ag3PO4@C-SnS2進行人工光合作用,將二氧化碳還原為可用能源,並探討兩者的差異。藉由電子顯微鏡、X光繞射儀、紫外-可見光光譜儀、傅立葉轉換紅外線光譜儀、X光光電子能譜儀和氣相層析儀,分析樣品的晶體結構、能隙、吸光範圍和二氧化碳還原反應的氣體產物。最後,發現複合物Ag3PO4@C-SnS2的光化學量子效率較純的C-SnS2高,也就是此複合物能有效的提升二氧化碳還原效率。

探討非牛頓流體對安全帽結構吸收衝擊力的影響

本研究希望透過測試安全帽結構提升其吸收撞擊力能量能力,以期增加日常生活經常使用的安全帽之安全性。而根據過往經驗,我們選擇具彈性的橡膠墊、刮泥板及受力時可變硬且吸收衝擊力的非牛頓流體,以及作為改變安全帽結構的實驗材料,並在文獻研究後自行設計出縮小尺寸的安全帽結構模型(後文稱測試模型),與模擬安全帽遭受撞擊的裝置來進行實驗。從實驗結果與影像軟體分析及動、位能相關公式分析可知,橡膠墊、刮泥板及非牛頓流體對測試模型吸收衝擊力能量有幫助。我們也以此為依據討論將橡膠墊、非牛頓流體加入真實安全帽的可行性,期望以此研究對生活有實質性幫助。

簡易方法測量電遷移率

氯化鈉水溶液滴上染料,外加互相垂直的電場和磁場後,離子受到和電流方向垂直的勞侖茲力而移動,因黏滯力作用而形成漩渦偶極子;由漩渦偶極子的位置隨時間變化,可得到漩渦偶極子的運動動量通量,進而算出鈉離子和氯離子的電遷移率和(μ++μ-)。 用氫氧化鈉水溶液實驗時,因正離子的電遷移率小於負離子,漩渦偶極子一面移動一面偏轉,由移動的位置隨時間的變化可求得鈉離子和氫氧離子的電遷移率和(μ++μ-); 由偏轉量可求得兩種離子的電遷移率差(μ--μ+)。用氯化氫水溶液實驗時,漩渦偶極子偏轉方向和前者相反,由偏轉量可求得兩種離子的電遷移率差(μ+-μ-)。 霍爾效應實驗可求得離子的電遷移率差,用氯化鈉、氫氧化鈉、氯化氫、氮氣奈米氣泡、和氧氣奈米氣泡水溶液作實驗,和漩渦偶極子法對照比較。

以單鐵源合成磁性氧化鐵之探討

本研究嘗試利用「自製磁吸裝置」來探討傳統合成Fe3O4的條件、並開發以「草酸亞鐵」為前驅物經過氧化氫系統氧化合成Fe3O4的方法,成功控制以單一亞鐵源合成Fe3O4。為了能夠量產Fe3O4,實驗以「窯燒」方式進行,使不同含鐵起始物隔絕氧氣並在高溫下重新排列組合。由於部分鐵源所製出的產物磁性強卻具雜質,因此我們採用虎克定律作為輔助以判別磁性差異。 實驗發現需要適當pH環境與反應速率才能得到磁性的Fe3O4產物。在熱裂解方法中,以「草酸亞鐵」作為前驅物進行600℃、2小時封窯加熱後所製成的Fe3O4雜質少且磁性佳。實驗以銅置換反應及鐵硫氰鹽、普魯氏藍等顯色方法為依據,鑑定起始物在高溫下的磁性產物中不含鐵元素,最後也以科學上具有公信力的XRD證明此結果。

誰的課綱?-探討108課綱實施情形與相關因素之影響

身為適用108課綱的第一屆,我們常聽到同儕討論學習歷程的相關事宜。這讓我們想研究新課綱對於學生的影響並探討108課綱之核心素養與教育改革最終欲達成的目的。我們先研讀完課綱資料,使用網路問卷調查,並分析511個高雄地區普通高中的同學對於108課綱新加入的內容(學習地圖、學習歷程、校訂必修、彈性時間、自然探究等......)提出的想法。 我們發現(一)學習地圖對學生沒有產生很大的幫助、(二)新課綱中的新設計中,同學對學習歷程檔案的滿意度較低、(三)自然科學探究與實作需加強論證與建模的能力養成、(四)高分群組的學生對新課綱的滿意度較低分組同學高。 我們建議應多重視學習弱勢學生的學習感受,才能讓課綱變成是照顧到所有學生的好課綱。