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臺灣

探討單擺週期與潮汐、月地相對位置之關係

本實驗目的為測量重力加速度g值的變化情形,主要藉由量測單擺週期的大小變化,來推得重力加速度g值的隨月球方位及潮汐變化情形。國中知道同一地點的地表重力加速度g 值為定值,但根據參考文獻1,已知重力加速度g 值會受到環境因素影響而變化,甚至是會有週期性的變化,因此我們將測量單擺週期的微小變化來做驗證,實驗方法是透過筆電內的音效卡配合免費音效軟體Audacity,取樣頻率可達96000次/秒。實驗結果顯示對單擺週期的量測精確度可達0.0002秒,可以充分呈現單擺週期的影響因素。我們發現一日內月球的方位與潮汐皆會影響單擺週期的變化,且單擺週期之數據分布,與潮汐變化較為接近。故本實驗推論一日內單擺週期變化受潮汐影響大於月球的方位變化。

力力皆辛苦-自製自動供水器

三年級在校種菜時,假日無法到校澆水,導致植栽枯萎,所以我們想要製作自動供水器,提供植栽適當的水分。本研究改良市售品並依植栽的環境和土壤的濕度設計出第一代的自動供水器,再根據其構造研究供水的影響變因,得知(1)氣孔位置決定供水至水盤的水位高度、(2)出水管的口徑越細供水時間越長、(3)進氣管的口徑要比出水管口徑小才能順暢供水。因此自製第二代自動供水器以改善供水的穩定問題,將內部構造改為微型浮球閥,透過微型浮球閥的浮力和大氣壓力讓供水穩定。進而透過3D列印自製適當尺寸的微型浮球閥,節省空間並讓自動供水器能維持最低的固定水位,製作出第三代自動供水器,如此一來可同時提供多個植栽合適的水量,真是環保、省錢又省水。

一針見共-探討針箍絨泡黏菌與其共生菌間的關係

科展中黏菌的研究屈指可數,關於共生菌的研究更完全沒有,是一個充滿未知的領域。本實驗探討黏菌及其共生菌的關係,我們的實驗對象為針箍絨泡黏菌(Physarellaoblonga)和它的共生菌。其中針箍絨泡黏菌(A)帶有3種共生菌,針箍絨泡黏菌(B)帶1種共生菌。研究結果顯示我們研究的原生質體針箍絨泡黏菌(A)其中一個共生菌Paraburkholderiatropica和國外細胞性盤基網柄菌Dictyosteliumdiscoideum 身上的共生菌同屬,且以不同方式影響黏菌的食物。經過一系列實驗後,發現針箍絨泡黏菌會篩選對生存有利的共生菌,每種被攜帶的共生菌具有不同功能,我們認為針箍絨泡黏菌的共生菌會彼此分工合作,影響黏菌生長。

纖維素內切酶GsCelA自我斷裂之研究

生質能源製程中,常將植物細胞壁中的纖維素進行水解,此反應在高溫環境中進行較具商業優勢,故開發耐高溫的纖維素酶具重要性。發現自嗜熱菌的纖維素內切酶GsCelA在高溫中具高活性。初步研究發現GsCelA蛋白質序列N端後第315和第316個胺基酸間會發生自我斷裂現象,導致酵素活性及熱穩定性提升。本實驗在GsCelA的N端及C端分別製造定點突變,探討GsCelA自我斷裂性質。實驗結果顯示突變GsCelA自我斷裂速率較低,而EDTA可抑制自我斷裂現象;已斷裂GsCelA可催化自我斷裂發生,而N端突變GsCelA不具此性質;部分實驗可觀察到已斷裂GsCelA具兩種分子量相異之形式。未來我們將設計實驗探討兩種已斷裂GsCelA間的關聯及自我斷裂機制如何用於改良纖維素酶應用價值。

防淤大作戰~探討水庫淤泥問題及其改善方法

本研究透過資料蒐集了解台灣的水庫現況,其中的13座民生水庫,平均淤積量已超過三分之一,因此,水庫的清淤刻不容緩。 經設計實驗探究發現:自然的水流不易帶走泥沙,需要大量的水流或攪動,比較容易透過水流帶走泥沙,達到排沙效果。 另外,發現運用洩降排沙時,壩體底孔開啟的閘門應該選擇接近泥沙和水的交界處,再使用適量的水就能達到較佳的排沙效果;並發現移動式虹吸的排沙方式,排沙效果較佳,是一項簡易方便的清淤工法,如果能再配合攪動泥沙的方式進行虹吸,排沙效果應該會更好。 最後提出建議:可以增加排沙道長度,讓不同工法排出的泥沙可在排沙道上流動一段時間,泥沙因沉降作用而分離出泥沙和水,再將較乾淨的水源導引至水庫內再利用。

飲料黑白配「胃」何「藥」不得-飲品對於制酸劑藥效之影響

小時候因為藥苦,想用飲料蓋過,又聽說「藥苦可以配果汁」,但真的可以這麼做嗎?本研究以常見的制酸劑做為實驗反應物,透過與飲品溶解、與模擬胃酸反應後的沉澱量以探討飲品與制酸劑的相互作用關係;此外再以RO水、酸性、鹼性不同性質的飲品,分析制酸劑在不同飲品下對模擬胃酸pH值的變化。 研究發現:傳統飲料冬瓜茶在本實驗中對於中和胃酸有顯著、正向的效果。在與氧化鎂制酸劑搭配下,這個陪伴我們共同成長的台灣特有飲品具有相當好的中和能力!因此,根據我們的結果,多飲用冬瓜茶,不僅能使胃中的pH值提高,也能提醒國人重視這個古老的傳統食品!另外台灣人泡茶文化風行,若是服用固胃好制酸劑則搭配鹼性離子水或綠茶的中和效果也相當不錯。

探討影響海洲骨碎補生長方向的環境因素

植物向性的研究大多以種子植物為研究對象,探討蕨類向性的文獻相當少。本研究將探討海洲骨碎補根狀莖頂端(150微米以內)是否有不對稱生長的現象,並討論生長方向與環境因子關係。利用根狀莖頂端的顯微切片及分析,發現頂端組織會因根側與背根側細胞大小不同而造成根狀莖頂端背離接觸物,而澱粉粒頂端區域及細胞內的分布與重力無關。但葉綠體在頂端組織有分布不均的現象;且根狀莖頂端會受藍光(波長440到450奈米)刺激而偏向藍光光源生長。綜合以上發現我們認為光是使其根狀莖頂端不對稱生長的原因。另外,植株在著生樹幹上並不因莖頂的偏離而大幅度彎曲生長,可能與莖頂的新生不定根的定錨作用有關,且莖頂會受水分所牽引。

農夫的好夥伴—和雜草說再見

木瓜種子外層的膠狀物質(假種皮或外種皮)中可能含有植物生長抑制物質,所以將此物質撥下配成溶液,希望此溶液能用來抑制雜草生長。我們以常見的鬼針草種子為測試對象,也使用了番茄的假種皮配成溶液,觀察並記錄下抑制種子萌發的最佳方式。以下是我們在這次實驗所發現的: 一、 當假種皮在抑制劑內的比例愈高,抑制效果愈好。 二、 番茄和木瓜配置抑制溶液,木瓜的抑制效果較好。 三、 青木瓜和熟木瓜配置抑制溶液,青木瓜的抑制效果較好。 四、不同植物的測試,如綠豆和鬼針草,抑制溶液有不同的效果,希望抑制溶液能不影響作物。 本基礎實驗期望可用於農地雜草的抑制,以天然的物質取代化學藥劑,讓丟棄的木瓜種子,廢物再利用。

高電場下含界面活性劑二氧化矽-矽油液體之機械力學特性 與結構探討

本研究以添加界面活性劑、二氧化矽及矽油的電流變液作為研究對象,探討矽油的黏度以及添加界面活性劑對電流變液的影響。並希望引入此現象於以高電壓驅動動態摺紙的DLZ(dielectrorphoetic liquid zipping)結構中,增進其性能。 研究發現不同黏度的矽油會對電流變效果造成影響。以低黏度(10cst)的矽油製成的電流變液,黏度變化於6kV時可達原本黏度的2.4倍,而以高黏度(350cst)的矽油製成的電流變液,黏度變化則可達原本黏度的9.7倍。在實驗時也發現,穿透裝有電流變液比色管的光線在施加電壓後減少,黏度越大,減少的幅度越大,並與界面活性劑的存在有關。因此推論: 黏度大的矽油因分子長度較長,藉由界面活性劑作用,更容易和二氧化矽粒子形成整齊結構,因為單一矽油分子可連接更多二氧化矽顆粒。這讓電流變液的黏度改變;同時整齊的結構會使電流變液的散射能力減弱,使接收到的散射光減少。 未來將以顯微鏡直接觀察電流變液的內部結構,並以水及酒精取代界面活性劑,以了解在矽油分子長度改變以及有無添加界面活性劑下電流變液黏度變化的機制,並應用在DLZ結構中,完善原本在單純液體中只有考慮介電常數的理論,增加黏度與液體內部結構的討論。

有「球」必應的泥菩薩

為了減輕水泥塊的重量,我們找了六種輕隔間(又稱中空樓板),傳導實驗中,保麗龍球25的傳導效果最佳。物體大小的影響比較中,保麗龍球12的各種效果比保麗龍球25好。在不同體積測試,保麗龍球25的體積最大,無添加的體積最小。隔音實驗乒乓球12的效果最佳。熱輻射實驗以市售的效果最佳。耐震度實驗乒乓球12的效果最佳。多層方格測試果實25的各種效果比果實30好。耐熱測試保麗龍球12的效果最佳。回溫測試果實30的回溫效果最佳。乾燥實驗保麗龍球12的乾燥效果最佳。升溫實驗,無添加的效果最佳。碎裂實驗,乒乓球12最不容易碎裂。反潮實驗,果實25反潮效果最佳。從實驗中可知,6種水泥輕隔間有好也有壞,無添加的缺點仍然很多,期待今後的研究。