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臺灣

「豆」志高昂的「漿」來-探討毛豆漿的營養成分

由學校講座知道原來毛豆是黃豆的小時候,是同種植株。本研究目的是探討毛豆漿的營養成分。為了瞭解大豆生長過程,先進行實地踏查,再以自製不同品種的毛豆漿、黃豆漿與催芽豆漿進行實驗,本研究透過自製透光儀發現,毛豆漿的蛋白質含量與黃豆漿、催芽豆漿差異不大;利用本氏液檢測發現,與黃豆漿、催芽豆漿相比,毛豆漿中的葡萄糖含量略高,在總生菌數測試片上菌數較少;利用碘液檢測顯示,毛豆漿具有直鏈澱粉,易被人體消化與吸收,可以製作成毛豆粿製品。因此期許未來可以利用毛豆具有直鏈澱粉的特性,研發不同的毛豆製品,讓富含蛋白質與直鏈澱粉且營養豐富的毛豆,可以推廣給大家,擁有更多的應用價值。

推廣圓冪定理及圓錐曲線內接四邊形判定定理之探討

在歐氏幾何和射影幾何中,相異五點可決定一圓錐曲線。若給定任意四邊形,是由四邊形的四個頂點及異於此四頂點的第五點來決定圓錐曲線,則稱此四邊形為圓錐曲線内接四邊形。 圓冪定理是一個圓內接四邊形的幾何定理,包含相交弦定理、割線定理、切割線定理等三個定理,我們將圓冪定理推廣至圓錐曲線內接四邊形。首先由圓錐截痕推廣圓內兩交弦定理,是考慮兩垂直交弦,進而推導出圓冪定理推廣一式及區分圓錐曲線種類。接著利用圓錐曲線的方向直徑、邊或對角線斜率及平行邊的切線長推導出圓冪定理推廣二式、三式及四式,推廣式是採統一與歸納方式呈現。 其次,由解析幾何推導另一種圓冪定理推廣式(推廣五式),加上圓錐曲線直徑性質,論證出二種圓錐曲線及其内接四邊形的作圖及其判定條件。最後也證明圓錐曲線內接四邊形判定定理及有趣的錐線中心軌跡圖形。

天然水膠組織工程支架之孔洞型態探討

長期以來,若人體發生軟骨缺損,僅能依賴藥物或手術來減緩軟骨損傷,但無法達到修復軟骨之目的。 本研究使用天然高分子進行交聯反應製備軟骨支架,透過溶劑鑄造鹽洗法,控制內層孔洞粒徑及數量,探討不同粒徑大小與添加量之造孔劑對支架物化性質與促進細胞分化能力之影響。透過觀察顯微結構,測試吸水量、降解性、抗壓強度與交聯度,並測試生物相容性與促進前驅骨母細胞增生及分化之能力。 結果發現,造孔劑粒徑大且添加量多的軟骨支架 (170-4),雖抗壓強度僅 0.0177 MPa,每克支架吸水量達 14.72 mL ,浸泡於試劑 30 天後,支架不會明顯降解,且不具細胞毒性,促進前驅骨母細胞增生與分化的能力最佳,因此可作為適用於軟骨缺損修復之組織工程支架,提高軟骨修復之成效。

西里銀腹蛛結網角度變異之功能性探討

為了瞭解銀腹蜘蛛屬蜘蛛結網角度為何常與地面成一角度且角度變異極大,我們以此屬的常見種類西里銀腹蛛為對象,針對野外族群測量結網角度、結網面積、蜘蛛體長、結網高度及結網方位,結果顯示結網角度可從9度到70度,以46 – 50度最常見,而且結網角度與結網面積、蜘蛛體長、結網高度及結網方位均無明顯相關性。 我們從結網角度與受風面及捕蟲率的關係來思考,結果發現,在結網角度與地面垂直時之捕蟲率比起水平時明顯來的高,但結網角度越大即越垂直於地面,受風面越大,故必須織出較強的絲,需花費較多能量;所以西里銀腹蛛可能需在花費較多能量編織強度較強的蜘蛛絲與捕蟲率上取得平衡,因此結網角度才會有如此大的差異。

百家 「蛛」子 -大姬蛛幼蛛擴散之研究

本研究主要是探討大姬蛛的生態功能。在實驗地發現,大姬蛛最常出現在校園活動中心左側樓梯的窗框,其他自然環境中數量較少。檢測大姬蛛結網的微棲地狀況,其大姬蛛的移動狀況以及數量,與照度和風力的相關性不高。在棲息地發現,大姬蛛大多產有卵囊,每隻產的卵囊數量不一。為了解卵囊中幼蛛產出後的散佈軌跡,研究中設計實驗箱,放置卵囊,並且在卵囊中的幼蛛孵化後,每日記錄其移動位置。以GGB的數學軟體,標定其不同幼蛛每日在蛛網上的位置,進行散佈模式探究。此外,為了解幼蛛在離開蛛網後的擴散情形,研究中以壓克力線仿蜘蛛絲線,並製作風洞以不同的風速,探討幼蛛可能的滑翔軌跡。

摻鈀鹵氧化鉍奈米晶體光催化還原二氧化碳

本研究將以BiOCl、BiOBr以及Pd/BiOCl的晶體製備二氧化碳還原之光觸媒,用以還原二氧化碳,期許能製造出具有經濟價值的還原產物,以緩解全球暖化並利用可再生能源。此外,我們藉由探討此類晶體在二氧化碳還原中的差異,比較加入不同鹵族元素及是否摻入鈀金屬對於光催化還原二氧化碳效率及產物的影響。 合成晶體後,我們透過X射線衍射儀(XRD)、掃描式電子顯微鏡(SEM)、能量散射X射線譜(EDX)進行晶體的鑑定,也確定Pd/BiOCl的晶體結構是以BiOCl為主體,且Pd鑲嵌在其表面。我們也以X光光電子能譜儀(XPS)了解晶體的鍵結型態及推測不同晶體表面的OVs相對含量,並以紫外光/可見光光譜儀(UV-vis)檢測樣品的能隙,推測其光催化性能。 我們發現摻入鈀的BiOCl晶體結構為分散的片狀結構,是三種晶體中唯一的奈米晶體,且能隙為三者中最小(2.46eV)、表面OVs含量也增加;表面附著的Pd奈米金屬顆粒更可以協助主催化劑的電子-電洞對維持分離狀態,促進其光催化效率。 最後我們將合成的BiOCl、BiOBr以及Pd/BiOCl晶體應用於光催化還原二氧化碳,並以氣相層析熱導偵測器(GC-TCD)及氣相層析質譜儀(GC-MS)檢測產物種類及產率,發現還原出的氣體產物有H2、CO、CH4。而總還原產物及含碳還原產物的產率皆以Pd/BiOCl為最高。

水中搖搖搖-探討節拍器在水面上的同步現象

我們的實驗是為了瞭解我們設計的變因對於節拍器同步時間的影響。我們的變因有:節拍器的放置環境、是否放在泡棉板子上、改變節拍器的頻率、距離、水量和水深。從我們的實驗結果得知,節拍器放在桌面上比在水面上更快達成同步;在桌面上的同步所需時間:直接放在桌面上<同一泡棉板子<不同泡棉板子;在水面上的同步所需時間:同一泡棉板子<不同泡棉板子;節拍器的頻率愈高、節拍器之間的距離愈短、水量愈少、水深愈深,都愈快達成同步。 當節拍器頻率為120bpm時,我們使用不同的水盆,並改變水的深度,發現節拍器只有在紅色方形水盆中,水深為5公分時,在水面上比在桌面上更快達成同步,所以我們推測是因為駐波而產生的現象。

探討胞外基質軟硬度對神經突生長發育的影響

文獻指出若神經導管能針對不同組織調整適切軟硬度,將更有效協助神經再生,因此,了解胞外基質軟硬度對神經細胞的影響和其感知路徑非常重要。本研究以神經母細胞瘤Neuro-2a進行研究,分析不同軟硬度基質上N2a細胞面積、神經突長度。結果顯示分化後N2a細胞在100 KPa基質上面積大且神經突較長,說明N2a細胞能偵測基質軟硬度並進行生長調控。同時,advillin、paxillin、myosin IIa和pFAK等細胞骨架蛋白於細胞本體表現量在不同軟硬度基質上有所差異,但未與神經突長度相關。生長錐上細胞骨架蛋白表現量於不同軟硬度基質上具有差異,且與神經突長度趨勢吻合,說明神經細胞透過調控advillin和細胞骨架蛋白在生長錐上的表現量影響神經突生長長度。未分化N2a細胞轉染pAdvillin-IRES-hrGFP和pS1S3-HP-FLAG後長出神經突,且根據基質軟硬度生長情形不同,但轉染pS1S3-HP-FLAG長出的神經突長度較短,說明advillin的nucleation功能在神經突生長扮演重要角色。

懸「移」浮現-聲懸浮變因對懸浮效果之研究

我們從網路發現超音波居然能讓保麗龍粒懸浮在空中!對聲懸浮產生興趣後,我們自製能調整高度的檢測裝置,進行聲懸浮變因和移動的探討。 我們歸納最適合MiniLev聲懸浮裝置的換能器是上T下R頻率40 kHz、直徑16mm、開放型、收發分體,最佳懸浮高度為15mm,第二節點承載效果最佳。當高度改變,新節點是以「上下交替」方式增加,造成保麗龍粒上升距離為拉高高度的一半。 我們發現焦距15cm凹透鏡適合當反射板,防水且懸浮效果更佳,可取代不防水的換能器R。薄片適合當懸浮物,懸浮穩定且因「下大上小的順時針螺旋形力道」造成自動旋轉效果。色紙經手工或雷射雕刻機設計與切割,能製作可懸浮與旋轉的美麗造型,藉由控制高度還能改變轉速,是值得推廣的科普活動!

肝臟「IN」了沒?以人工智慧評估肝纖維化

嚴重的肝纖維化將導致臺灣十大死因之一的肝硬化,因此肝纖維化的程度評估對肝病的診治及研究極其重要。肝臟病理切片利用特殊染色如馬森三色染色法(Masson’s trichrome stain),可以清楚呈現不同程度而不等量的膠原纖維。臨床上最常使用Ishak fibrosis score評估肝臟切片纖維化的程度,可分類為7級,從0級的正常肝臟、輕微纖維化的1級至最嚴重的6級(肝硬化),然而病理醫師常因缺乏第二意見而有診斷不一致的問題。本研究將肝纖維化的檢體照片依照Ishak Score分級,訓練Google開發的Teachable Machine (GTM)人工智慧深度學習軟體。再以獨立照片反覆測試人工智慧模型,檢驗病理醫師與模型判讀的差異,加以調整改善。期望本模型可以輔助臨床診斷,在醫療資源相對匱乏的地區,也能簡便地做出即時精確的診斷。