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臺灣

喔「葉」!皇宮菜在缺水逆境中訊號傳遞之研究

本實驗探討皇宮菜為適應乾旱的訊息調控機轉,我們發現不同生長階段耐旱程度不同,具耐旱力的成熟植株透過氣孔密度提高、氣孔簇發生和降低氣孔張開度,來減緩水分蒸散速率以維持葉子含水量,同時也發現皇宮菜在乾旱脅迫下過氧化氫的提高。我們噴施過氧化氫於耐旱力低的幼苗葉片,結果顯示氣孔密度和氣孔簇增加以提高葉片含水量,增強幼苗的耐旱性。當以抗氧化劑處理會降低成熟植株的抗旱能力,且進一步證實過氧化氫參與ABA的訊息調控機轉,改變表皮細胞形態和氣孔分布,並透過鈣離子調節氣孔運動優化氣體交換效率,達到減少水分散失維持光合產量,此有助於理解作物在乾旱下的氣孔發育模式,作為影響作物產量和土壤節水可能的潛在機制。

以手機app研究各項變因對藍印術反應速率的影響

此研究主要以手機app『科學日誌(Arduino science journal)』研究各項變因對藍印術反應速率的影響。發現普魯士藍並不會溶於水中而是懸浮在溶液中或產生沉澱。研究結果發現UVB紫外光組的反應速率明顯高於LED組與日光燈組。雙氧水與硫代硫酸鈉不是對光敏感的還原劑,對光敏感的還原劑其還原能力順序為:草酸根>檸檬酸根>酒石酸根。鹽酸與稀硫酸的濃度對藍印術反應的反應速率沒有明顯影響。硫酸在較高濃度時會使藍印術的反應變慢。對於反應級數的研究,根據實驗結果可得到草酸根的濃度對反應速率應為1級;赤血鹽的濃度對反應速率為0級;三價鐵離子的濃度對反應速率應為2級反應。 R = k〔C2O4 2−〕1〔Fe(CN)6 3−〕0〔Fe3+〕2,並由級數推估出可能的反應機構。

「杖視」不欺人-導盲工具進階版

二維碼在我們的生活處處可見,不僅比一維碼儲存更多資訊,我們還可以利用智慧型裝置讀取,快速又方便,我們想利用這樣的特點在導盲磚上設置二維碼,配合導盲手杖安裝智慧型裝置。我們挑選二維碼中的QR Code來進行實驗,先從QR Code的由來、基本架構和製作方式加以觀察試作,接著探討改變它的各項元素:QR Code的內容形狀、配色、遮蔽讀取情形,接著把QR Code轉換成貼在導盲磚範圍大小上進行研究,再加上安裝智慧型裝置在手杖上的距離與地面夾角的實際測試,歸納出安裝具有QR Code導盲磚,配合手杖上的智慧型裝置,讓視障者能用聽的就知道現在所處的位置資訊。

米苔目螺旋擠壓新製程

目前手工製作米苔目,操作十分費力且高溫悶熱,而製作的米苔目機器,無法以連續式生產,也不能有效控制米苔目外觀及長短。我們研發的米苔目螺旋擠壓機,具有自動進料、自動出料、自動裁切、可控制米苔目長度、節省人力、避免高溫操作等優點,而且組裝成本低,未來具有商品化之潛力。由實驗發現,隨著米漿糰含水比例遞增,米苔目之直徑、澱粉糊化度皆呈現遞增趨勢,而米苔目螺旋擠壓機之耗電功率則呈現遞減之趨勢。透過物性與品評測試,發現米苔目樣品E(粉:水=1.0:1.6)之彈性最佳。透過螺旋擠壓機可製作各種蔬果米苔目,天然健康色香味俱佳,且長度適當之米苔目可用波霸珍珠用吸管順利吸飲,未來商品化之潛力極大。

量力而微-微波脈衝分析降低量子閘誤差

本實驗最主要探討如何降低 Two Qubits System 經由 SWAP 閘後 Qubits 互相交換訊號時產生的誤差,用 Qiskit 環境測量雙量子位元系統誤差,利用隨機基準測量實驗找出誤差值,目前經由我們測量後經典量子SWAP閘的誤差值為2.003%。為了提高現代量子演算法的可信度及可行性,我們將經典量子SWAP閘的誤差定義為初始誤差,我們嘗試設計新的交換邏輯閘 SWAP 閘,將經典量子SWAP 閘替換成其他能達到相同目的的邏輯電路和調整脈衝作用時間,以及透過交叉共振理論以及調整脈衝圖形找出最優結構,延長超導量子電腦 ibmq_casablanca 的保真度,最後經由實際操作得到新的數值,並測量其誤差。我們成功的利用自製的SWAP閘降低 67.2%的誤差,也找出沒有相位翻轉也能實現的 SWAP 閘,這是個可行性很高的實驗。

茶葉冷知識之渾不守色~探討紅茶的乳化現象

紅茶,是日常生活中常見而且是我們愛喝的飲料之一,偶然發現紅茶表面漂浮著一層酷似油的白色物質,覺得很好奇。後來拜訪茶葉專家、查詢資料也設計實驗,展開一系列有關紅茶乳化的探究與實驗,得到相關研究結果及建議如下: 1.會產生乳化現象的紅茶其實含有較豐富的成份,有機紅茶是不錯的選擇。 2.運用100℃或40℃之RO水以1:50或1:75的比例泡茶。 3.建議泡茶時可以多次拉動茶包,使茶葉在水中跳躍,釋出茶中物質。 4.維持茶溫或是讓茶溫急速降低,較不容易產生乳化現象。 5.從電解實驗得知:負極的茶水區比較有反應,我們推論茶葉中的兒茶素趨於和金屬離子產生反應,所以我們推論喝茶能有助於人體排毒(茶中的兒茶素能吸附人體中的不需要的金屬離子)。

養灘親「離」----不同離岸堤對養灘面積大小的影響

近年來台灣的海灘面臨被嚴重侵蝕之難題,護岸措施不斷推陳出新。而目前台灣除了突堤之外,也有近幾年來發展興盛的「離岸堤」。一般而言,在離岸堤背後形成的砂舌或繫陸砂洲具有防治海岸侵蝕的功效。於是我們想藉由實驗來大略推敲出最適合養灘的離岸堤,來解決現在台灣沙灘資源 不斷減少的問題。本實驗以離岸堤的厚度、長度、高度、角度、離岸堤相對水深的高度、離岸堤離岸的距離、消波塊作為實驗操作變因,並以樂高機器人作為造浪機維持海浪的頻率、強度。結果發現,影響養灘效果前三名依序是:角度、離岸距離、高度,且波速會使離岸堤擺設的最佳角度有所不同。

大馬小馬走天下

有個經典的騎士巡邏問題 : 騎士用馬步移動,每個格子至多走一次,試圖找出最多步。我們定義2x3的矩形方格圖中走對角線為大馬步,2x2的方格中走對角線為小馬步。依照大馬步、小馬步輪流交錯走,我們發現 : 若指定特殊起始點,在(偶數m) x (偶數n)的矩形中可以走完所有的格子。若騎士能將格子走完,本質上非常類似漢米爾頓路徑。其它無交錯的走法(如連續大馬步或連續小馬步),我們也找出最多步的一般式。本作品的價值在於擴充馬步為大馬步與小馬步,推廣正方形為任意比例的矩形,並用深度優先搜索(Depth First Search,以下簡稱DFS)驗証結果。關鍵論証在於著色法與DFS ,若騎士無法走完,著色法能証明步數的最大值,DFS能讀完圖中所有資訊。結論的一般式紀錄於後。

步步高昇~爬樓梯機器人大解密

創作爬樓梯機器人時,我們先進行校園樓梯實測,發現學校樓梯高度介於13~ 17.7 cm,材質也不一樣,小組決定以學校數量最多的樓梯尺寸為基準,進行實驗。查詢市面上爬樓梯機器人的構造,發現車子的電力、扭力要夠大,輪子形狀至少3個輻條以上,前後輪的車軸距離要在兩個階梯的斜邊頂點以上,接觸點的摩擦力要足夠,才能避免下滑。 因此,小組決定將爬樓梯機器人原型設計成車子的結構,讓輪子能與地面有較多的接觸點,上方也可以載物,讓實用性提高。結果發現最佳組合: 1.車身設計:山型車身、彎曲角度130度。 2.車輪大小:車輪直徑>樓梯高度1.5 cm以上。 3.車軸設計:輪距前寬後寬、軸距>樓梯斜邊長+前輪直徑。 4.載重位置:身體前上方,靠近馬達10 cm處。

牽制數列

本研究探討「a平方-h是b的倍數,b平方-h是a的倍數」→「a平方+h是b的倍數,b平方+h是a的倍數」,發現若將前者的首項設為h-1,第二項為首項的平方-h,則其正整數解(a,b)會構成一數列且滿足遞迴式「第n+2項=(h-2)*第n+1項-第n項 」;若將後者的首項設為1,第二項為h+1,則其正整數解(a,b)會構成一數列且滿足遞迴式「第n+2項=(h+2)*第n+1項-第n項」。在探討「a平方±nh是b的倍數,b平方±nh是a的倍數」時,發現其解數列也滿足遞迴式「第n+2項=(h±2)*第n+1項-第n項」,其中新第n項=(n的正平方根)*原第n項。