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臺灣

蚜蚜學泳–睡蓮蚜適應水上生活的機制

睡蓮蚜是一種生活在水域環境的蚜蟲,而本研究證實:此種蚜蟲對水源和水中浮萍具有偏好性,並在水中具有勝過陸生黑豆蚜和玉米蚜的求生能力和登陸能力。睡蓮蚜的這些能力源自其異於其他蚜蟲的構造:較輕的質量和較長的腳使其能夠憑藉表面張力於水上站立和移動,並且在登岸時可以產生物理中的Cheerios Effect快速吸附陸地,水中生活的機動性因而極高。另外,睡蓮蚜的腳有彎曲的特徵,加強Cheerios Effect 的效應,加強登岸能力。睡蓮蚜的腹面氣孔亦有朝兩側生長的現象,以適應水上腹面經常碰觸水面的生活。

An Easy Method to Discuss Properties of Simplified Solid-state Tesla Coil

Wireless transmission products are widely used in our daily life. In this research, we focus on knowing how solid-state tesla coil works in different conditions and finding the best parameters through an easy way. In our work, a commercial electroscope was used as detector for measuring the strength of radio wave created by our simplified tesla coils. In fact, many factors would lead to experimental erorrs such as detectors, selected types of NPN BJT components, applied voltage and measuring position of height. Therefore, all of the factors were under control to make sure of accuracy and precision for our designed measuring method. In our experiment, graphics of radio wave distribution around tesla coils were drew by mathemetic software of GeoGebra. It shows the BJT types of 2n2222 had good performance for wireless transmisstion efficiency. To our surprised, we found the extended wires (called antenna) from the top of tesla coil also had an ability to transfer electromagnetic energy, and had good retention if the extended wires were within the length of main coil’s height. Finally, the shape’s and size’s effect was determined by our testing work. The result shows that pipe’s length, pipe’s diameter and turns ratio of two coils had great influence on tesla coil’s transmission efficiency. It was found that the tesla’s performance would be more efficient if wire was used to make the length twice rather than make the diameter twice. However, the turns ratio of secondary coil to primary coil would change while making the length twice. To avoid that, we fixed the length and decrease the turns of primary coil. At last, we found tesla coil must work at the turns of primary coil higher than two. Furthermore, the frequency of radio wave not only had less relationship with their length or diameter but also had less relationship with types of BJT In our study, our handmade tesla coil was succesfully applied for wireless charging and we find that the induced voltage decrease in propotion to cube root of distance between tesla coil and induced coil.

蒲公英萃取物之抗氧化評估與抗肺炎應用

自疫情爆發以來,各國都相繼研發新型冠狀病毒的藥物。蒲公英為一種傳統中草藥,具有抗氧化、抗發炎等生物活性。本研究以蒲公英為試驗植物。為了瞭解蒲公英的抗氧化及抗肺炎能力,我們使用磨粉後的蒲公英進行水和甲醇的過濾萃取物,將蒲公英水萃取物及甲醇萃取物分別進行試管清除DPPH自由基實驗、ABTS抗氧化實驗及總酚含量測定實驗,並進一步確定蒲公英萃取物的抗氧化能力。另外,我們還進行肺細胞發炎移動及遷移能力測試。最後發現甲醇萃取物的抗氧化效果比水萃取物佳。我們以脂多醣LPS誘導肺細胞發炎,運用顯微鏡觀察,發現甲醇萃取物有明顯抑制肺細胞發炎移動及遷移現象。經由以上實驗結果證明,蒲公英甲醇萃取物對抗氧化及抑制肺炎具有效果。

以不定方程探討正三角形衍生圖形之無縫密鋪關係

本研究探討正三角形衍生圖形與拼板個數的關係。 一、以A和B拼板無縫密鋪由 塊邊長 正三角形組成水平衍生圖形,發現 (一) a是奇數 條件:至少需t個B拼板 最大拼板數:A拼板(at^2-3t)/2個和B拼板t個(2▲1▼) 範圍:A拼板(at^2-3t)/2-3k個和B拼板t+k個(2▲1▼)、k個(1▲2▼) (二) a是偶數 條件:需要偶數個B拼板且兩類型個數相等 最大拼板數:A拼板(at^2)/2個 範圍:A拼板a/2 t^2-3k個和B拼板兩類型各k個 (三) 解的存在性 除a=1_ ,t=1與a=1_ ,t=2外,其餘必有解存在。 二、增加拼板種類 無縫密鋪邊長 正三角形衍生圖形,需 拼板m,n,p,q個, 則2m+3n+4p=at^2或2m+3n+8q=at^2 解的判斷法則 步驟1:找最大拼板的個數範圍 步驟2:根據最大拼板個數切割圖形,將剩餘區域切成可無縫密鋪圖形,最後剩餘不為 或 ,則可無縫密鋪 步驟3:利用n的奇偶性,計算A、B拼板。

探討速率及添加鹽類對Antibubble的影響

本次研究探討速率及添加鹽類對反泡泡成功次數與生存時間的影響,我們發現: 一、 成功次數最高的基礎變因為:水與洗碗精重量比100:1,吸管外口徑寬度0.6cm,入水角度垂直水面50度,吸取水量高度離管口2.5cm,吸管距承接液面高度0.5cm。 二、 吸管滴下液體速率在12.2~14.8cm/s之間,可成功產生反泡泡。 三、 滴入的間隔時間及加入食用色素,對反泡泡成功次數與生存時間的影響並無影響。 四、 隨著鹽類的莫耳數增加,成功次數及存活時間都明顯下滑。 五、 最佳成功次數取決於陰陽離子價數,一價優於二價;最佳存活時間長短取決於離子價數與適當的離子半徑。 六、 添加鹽類後,黏滯性並非影響存活時間的主要原因。

「螺」中有因,「旋」中有序:探討洋紫荊果莢規律螺旋開裂之因

研究首度發現果莢兩種捲法,是因果皮的三種細胞薄壁細胞、厚壁細胞及纖維的排列及厚度不同導致,其中厚壁細胞收縮最大。成熟時 內果皮收縮較外果皮多, 常瞬間爆開,之後形成 內捲式 螺旋 測得種子最遠達 9 公尺,平均速度 6.5 m/s ,彈出力最大 0.55 N ;老化後,形成外翻型。 纖維斜向造成螺旋,越平行越規律 ,在螺旋中發現內捲外翻的單節螺旋長與纖維夾角和果莢旋轉圓周有不同 的數學 關係。果莢 傳導不佳,但可吸 放 水蒸氣及輻射熱,改變含水 量 ,促使 開裂 及捲度的改變。 分析 22 個果莢 的 型態,加上以高溫尼龍線材及 乳膠模擬 纖維與厚壁細胞,發現 果皮 收縮 程度 大 、 寬度越小及 纖維角度 越大會使捲度提升, 另分析五種果莢 也得證。各果莢已演化出特有開裂與捲曲幫助傳播。

光下弄冰─利用廢棄壓縮機自製「光」驅動「冰」儲能系統

在全球氣候變遷及經過日本311海嘯對核能電廠破壞所造成的核污染,我國立志推動無核家園及綠色能源,而儲能的方法也將成為研究的方向。本研究利用太陽能光電板透過冰電池系統將電力儲到蓄電池以外,也透過相變儲能的方式將水結成冰,在實驗中測試了4種不同的冰電池管道,結果發現增加銅管對水的接觸面積,一來可快速使冰電池內的水快速結成冰,二來可不必將滷水溫度打到太低的溫度,以減少壓縮機耗能。 我們直接把太陽能光電板所產生的電力,可將水儲存為冰的型態,將冰電池融冰後的冰滷水送至風機是可以維持出風溫度為12℃左右,可有效提供負載空間做空調使用。這個系統所消耗的電是由太陽能板所產生的電能,創造不同以往的太陽能儲能模式。

「色不易控,控不易色」--蒙克懷特錯覺看透透

簡單的有色條紋或圓點分散覆蓋在物體表面,會讓人產生與物體原色不同的錯覺,即為蒙克懷特錯覺。本研究首先利用不同顏色的襯底、被觀察圓及覆蓋條紋組合成平面實體測試圖,改變其仰角、遠近探討被觀察圓錯覺色的差異。發現測試圖仰角愈小或愈遠時,錯覺色與原色的差異愈大。接著使用photo cap繪製各式測試圖,分別改變襯底、覆蓋條紋顏色、條紋間距,觀測被觀察圓錯覺色的變化。研究顯示被觀察圓錯覺色的RGB 值會介於原圓與覆蓋條紋之間;襯底與錯覺色明度呈反向關係;覆蓋條紋間距愈小,錯覺色與原圓RGB 值相差愈遠。最後,在透明裝有稀釋果菜汁的玻璃杯外表貼上有色條紋或圓點,成功地運用錯覺原理將稀釋果菜汁調回原汁顏色,並設計出錯覺色小燈具。

別有「滋」味—探討不同條件製程對美乃滋黏度的影響

為觀察不同條件製作之美乃滋品質,我們選擇黏滯係數作為測試標準,並以學生品評分數進行比較,選擇品質較佳之美乃滋。本研究以不同攪打轉速、油品種類、含油量、蛋黃的存放狀態(溫度)、含糖量、添加的檸檬酸及食鹽水溶液佔整體濃度比例為變因。實驗結果攪拌器各個轉速的黏滯係數相近且皆能達乳化作用,芥花油(飽和脂肪酸低)的美乃滋黏滯係數較高,高油、高糖、冷凍蛋黃會提升美乃滋的黏滯係數,加檸檬酸或加鹽則會降低美乃滋的黏滯係數。品評後發現同學喜愛美乃滋的外觀顏色、香氣差異不大;整體接受度與黏稠度(口感)有正相關,再以統計軟體SPSS分析品評的口感與測得的黏滯係數為高度正相關。最後,依實驗及統計分析結果來研發出健康美乃滋。

盡出『洋』相-洋菜薄膜之探討

透過實作找出洋菜薄膜最佳的配方與脫水方式並進行拉力、耐彎折、耐衝擊、耐酸、透氣、溶解、燃燒、土壤分解與餵魚實驗,最後利用其可食用且易分解的特性設計產品。由實驗得知,水和洋菜粉在適當的比例下,分別添加甘油、可食用甘油或蔬菜甘油混合加熱的洋菜凝膠,都能利用冷凍脫水,均勻且快速的乾燥成薄膜。拉力、耐酸、耐衝擊和耐溶解實驗,無添加甘油的洋菜薄膜效果最佳;耐折實驗,添加蔬菜甘油 4g的洋菜薄膜效果最好;此外,各式洋菜薄膜都能在14天內被土壤分解。我們根據以上實驗結果,將洋菜薄膜製成提網、藥包、洗衣精包裝袋等產品應用在生活中,希望能取代一次性的塑膠製品,減輕地球的負擔。