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臺灣

太陽能光熱分離複合發電的探討

從遮雨棚吸熱引發靈感,將太陽的光與熱分開來發電,讓太陽能板不因高溫降低發電並並延長使用壽命,然後再將分離後的電並聯使用,便是光熱分離複合發電構想,過程發現太陽光的熱分離後,會使發電量降低,可利用提高熱電轉換方式: 1.選擇紅外線IR塗料來提高透光與吸熱率 2.利用傳導、對流、輻射原理提高熱電轉換效果 3.提高致冷晶片發電關鍵在於增加吸熱與散熱端的溫差 最後利用所學,改裝環保水冷式設計,除加速散熱增加溫差以提高致冷晶片發電外,冷卻後的水也能當熱水再利用。測試後發現:照射時間越久,光電轉換電力依舊可維持發電效果,而熱電轉換則會越來越好,甚至有機會彌補因吸熱降低透光率所減少的光電轉換電量。

影響桃園河口地區塑膠微粒分布因素之初探

塑膠微粒產生的問題,已是全球關注的重要議題。我們希望藉由調查桃園沿海地區塑膠微粒分布及氣象資料比對,來探討塑膠微粒數量可能受到哪些因素影響。 我們挑選了桃園沿海地區的南崁溪、老街溪、社子溪出海口做為採樣地點;另外也加入非出海口的觀新藻礁海岸進行採樣。樣本使用尼羅紅染劑染色,計算塑膠微粒數量後,取其平均值做統計圖表,並與氣象與洋流資料進行比對分析。實驗結果顯示,漲退潮對塑膠微粒數量的影響不明顯,但風速快慢及海流的季節差異則確實有影響到塑膠微粒數量。 本研究為初探性質,樣本中的社子溪出海口塑膠微粒數量較多,河川的人為活動具體如何影響,可再進行後續延伸研究。

囊中之物~探討台灣藜抗鹽耐旱的可能原因及囊狀細胞角色

台灣藜為原生種作物,本實驗探討其抗逆的可能原因,並發現囊狀細胞的不同功能。台灣藜種子發芽率與幼苗生長,隨鹽度及乾旱程度上升,受到很大抑制;發展至第一對葉,台灣藜才展現較好抗逆能力。不論子葉或第一對葉,鹽度越高或越乾旱,花青素與類黃酮含量均較高。但POD與CAT活性,子葉時活性變化不大;生長至第一對葉時,POD在2%鹽處理組及乾旱w40%組,活性分別上升10.8及3.6倍,而CAT在2%鹽處理組及乾旱w40%組,活性上升5.2及3.8倍,酵素活性上升的結果與抗逆關鍵時期相符。刷除囊狀細胞後,發現台灣藜在鹽逆境下生長較差;2%鹽處理後,刷除囊狀細胞的葉片,其CAT活性下降約64%。收集囊狀細胞,進行CAT活性分析,囊狀細胞組及其去除活性組(加入去除CAT活性的Stop solution),兩者間的OD值相差達7.9倍。顯示台灣藜的囊狀細胞不僅有儲鹽的能力,還具有抗氧化酵素協助抗逆。

「晶」彩萬分—探討結晶在自製偏光顯微鏡下的形態

每種物質都會結晶嗎?它們的結晶形態都相同嗎?在偏光鏡檢下是否都能呈現旋光性?如何培養出鹽的大結晶?鹽的結晶能做什麼應用呢?本研究利用自製的偏光顯微鏡和科學maker手機偏光顯微鏡的觀察得知:不是所有物質都能產生結晶,像白醋、米酒、蛋白、麥芽糖等無法產生結晶,而能產生結晶的鹽和醬油類沒有旋光性;糖、味精、紅酒和清潔類物質則有不同程度的旋光性。每一類的結晶形態也都不相同,可以用來判斷溶液中可能含有什麼成分。實驗中還發現,容器中的細小鹽結晶會跟主要培養的晶體競爭鹽分子,勤於更換容器才能養出大結晶。利用鹽的結晶可以做成具有療癒效果的偏光萬花筒、鹽燈、晶洞和鑽石樹等。

應用行星輪系於磨墨機構之設計與分析

市售磨墨機使用時都需要專用硯台,因此侷限了磨硯之泛用性。還記得小時候玩過可以畫出花型曲線萬花尺,這曲線成形定義是由內擺線所構成,適巧這運動軌跡可應用於磨墨機構。本研究應用連桿與內擺線運動機構配合進行軌跡設計,原理是運用連桿一端(與萬花尺小齒輪上一支點連接)及連桿中間具一可滑動調整鈕之運動限制,使連桿另一端點(墨條端)產生軌跡變化。透過實際組裝後測試,調整小齒輪上連桿端支點位置設定,便可以畫出大小不同圖案,另外只要調整連桿中間調整鈕位置,便可以變化輸出不同長寬比曲線,此比值可以變化適用於不同形狀及大小硯台。完成確立實驗後,我們將整個作品做最佳化設計,以符合實際使用者的需要。

色變~移印幻影-著墨於儀

我們將染布前處理後,墨水樹心染材經煮染及上色時間越久染色效果越佳;染液呈紅色,略呈酸性,加鹼呈紫色、加酸呈黃色,但染布在空氣中置放,漸回復紅棕色。 我們也發現,加入不同含金屬離子的媒染劑會改變染液的顏色,而且前媒染比後媒染的顯色效果佳;後媒染則比同媒染的顯色效果佳。 最後,我們開發出整合手機App辨色的第二代在暗箱光路徑區中測比色槽染液的RGB、染布使用GY-33顏色感測器模組量測,可增加顏色量測的準確度。另外,也終於成功的製造出第四代可調變色燈的吸光儀設計,在十六色燈的感光電壓下,與串接電阻檢測電壓的線性回歸趨勢線的R2值均可達0.99以上,並可依染液選擇色燈,製作出不同濃度的檢量線並定量染布後的廢液濃度,回收再利用。

不酚青紅皂白

自配1%酚酞酒精溶液,在進行微型酸鹼顏色判斷時,會因為酸鹼溶液與指示劑之間比例問題,造成酚酞溶解度下降而出現白色混濁,造成顏色誤判;(1%酚酞酒精溶液/酸性水溶液)比值在pH=1、2之HCl水溶液產生白色的範圍依次為1.1~10.3、1.3~10.0;pH=1、2之H2SO4水溶液產生白色的範圍依次為1.4~15.0、1.8~10.0。0.1%、0.5%、1%酚酞在pH=14之NaOH水溶液,均可觀察到粉紅色褪色為無色;pH=15則因出現白色混濁,無法清楚判斷變色;0.5%酚酞在pH=-1的HCl、H2SO4可觀察淡淡橙色。0.07~0.6M的NaOH在0.01M酚酞中的褪色動力學,褪色反應隨著NaOH濃度增加而變快,可以得到反應速率常數k=0.032M-1s-1。而在NaOH溶液中加入酒精,酒精含量越高的情形下,會使得褪色的反應速率變慢;若改加入丙酮,反應速率差異不大。

自製靜電口罩之實用性探究

自從2019年底開始爆發新冠肺炎疫情(COVID-19)以來,搶口罩的事件以及各式口罩的品質與醫療防護力問題引發社會關注。而臺灣醫療口罩品質之所以能夠獲得世界各國肯定的最大功臣就是口罩中間的熔噴不織布(聚丙烯PP)和其中的「靜電駐極」技術,將口罩過濾效果從30%~50%(聚丙烯-物理過濾)提升至95%~99%(靜電吸附加持)。 此研究主要目的在於探討如何比較靜電量的大小差異(鋁箔驗電器、保麗龍球、衛生紙碎),還有如何有效的產生靜電(摩擦起電、電蚊拍尖端放電、范氏起電器),以及將靜電量儲存於口罩內的熔噴不織布中。利用空氣質量檢測儀及自製的檢測箱來對照比較有無靜電的口罩防護性差異,採取簡單的方式有效提升一般性口罩與過期醫療口罩的過濾效果,進行相關實用性的探究。

光線新「視」界

駕駛者有時會受到前方光源而有眼睛不適的狀況,這可能影響行車安全與身體健康,透過查詢資料了解到這可能是因為眩光所導致的。以問卷結果為基礎,設計實驗探討「環境條件」及「光源條件」對眩光的影響。由實驗結果發現,光源照度越強,照射角度與觀測者目光重疊時,眼睛越容易有不適感。我們也發現角度及燈泡排列方式也會影響到眩光的範圍,當光源角度改變為15度時,可以大幅降低眩光面積。燈罩的形狀是展開型時,較能有效降低眩光。 綜合實驗結果,若想減少眩光對行車的影響,可調整會出現在駕駛前方的光源角度,如街燈、指引燈,駕駛人本身也可配戴黃色系的防護眼鏡,可有效阻擋光線,提升行車安全及舒適度。

懶人吃早餐-懸吊繩骨牌驅動機構煎蛋機之研發

如果一醒來,就有一顆熱呼呼的太陽蛋在盤子中等你,多幸福啊!於是懒得早起的我們想自製自動煎蛋機。首先我們先研究太陽蛋的美味祕訣是220度煎5分鐘,接著再分析人工煎蛋的動作,以人因工程的概念,參考魯布•戈德堡機械結構原理,藉著懸吊繩機構,將煎蛋區分為九大步驟。分別為1倒油動作、2止油動作、3敲蛋動作、4倒蛋液動作,5回收鋁箔滑梯動作,6滑板鏟蛋動作,7槓桿盛蛋離鍋動作,8平移蛋後斜板入盤動作、9撒胡椒動作。且利用熟悉的骨牌驅動機構完成此連續且自動化之機構,最後藉著滑輪機構而能手動回收落下的骨牌,且利用定位點機構,將骨牌放置在定位處,使整體煎蛋機機械能重複下一循環動作,確實達成生活應用之實質功效。