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臺灣

開發低水體高水壓養殖系統以優化養殖成果

水產養殖已成為本世紀重要的水產品供應源,多數水生生物需生長在一定的水壓下,才可穩定成長進而達到性成熟及產生子代,而陸池養殖無法產生相對應的水深壓力環境,導致水生生物成長及性成熟困難的困境。本研究提出創新的低水體(水深10.5公分、容量14公升)模式,使用加壓調壓器材、水冷機、過濾系統等自製一個密閉、具穩定調控高水壓、可觀測生物、穩定水溫及水質淨化再利用的循環養殖系統。以本系統進行高水壓(1 kg/cm2 ; 約10公尺深)及次高水壓(0.5 kg/cm2 ; 約5公尺深)分別養殖淡水螯蝦及海水白蝦,結果顯示此些生物皆呈現體色較深及成長速率較快的現象,證明此高壓系統有利其生長。本研究以環境友善為出發點,採用低水體壓力調控方式,營造水生生物適合的水壓環境,未來可應用於水生生物的性成熟養殖操控或特殊養殖等研究,預期將可多元發展且極具發展潛力。

會呼吸的房子?閩東建築的智慧

一般人對馬祖的感受是冬天很冷,居住的石頭屋是否舒適,成為我們想要探索的主題。 在有限的設備及時間之下,透過模擬冬天:風扇吹自製的冷劑,模擬夏天:吹風機加熱的兩個方式所得到的結果,得知閩東建築石頭屋具備冬暖夏涼的特性。 瓦片與水泥屋頂在室外溫度提升時,室內的溫度變化量差不多。 以水氣蒸發可穿越瓦片屋頂得知瓦片屋頂的透氣性佳,在夏天時屋外與屋內空氣流通,達到夏季涼爽的效果。冬天時冷空氣能通過瓦片降低室內溫度,但石頭屋牆面厚度、石材比熱大等保溫措施可弭平此缺失。 將電路系統及鋁箔紙裝在二坡式及五脊四坡式屋頂結構對側,以風吹之,觀察兩種屋頂結構的振動頻率及幅度,顯示五脊四坡式的屋頂結構振動幅度小、頻率低。

耦合振盪器於磁場內的運動與理論模型探討

此研究針對磁力耦合振盪器進行理論建構與實驗設計,在理論建構中,我們先以彈力作為外力並推導公式,與實驗數據擬合後發現擬合參數極具參考價值。將磁力引入系統並推導公式,發現其與實驗數值擬合效果也極好。融合上述公式與參數後推廣出能描述振盪器運動模式之運動方程式,以Python數值模擬發現,此方程式與數據十分吻合且能產生波包與頻率下降等真實情況,故推論該運動方程式是有一定價值的。在傅立葉分析中發現了簡正模之應用,且當磁鐵初始距離越短或磁力強度越大時,振盪頻率都會有所提升,而初始位移不會造成影響。而本研究的成果將可透過一已知磁性量值之磁鐵求出另一板簧上物質之磁性量值,進而應用到新型機械式磁性雙板簧的懸臂磁力計設計。

奇妙的飄浮現象:親疏有別

本作品主要為發現水面上漂浮物易被外物吸引,甚至發生排斥或旋轉的現象,藉由研究探討此現象的多種特色。表面張力雖常被討論,但表面張力所產生之漂浮移動現象卻從不曾在我們所查證的科展題目、網路資料、書籍、甚至是科學文章中被研究過,富有創新、獨特性,於是由不同親疏水試棒、試片的交互作用中,探討其移動規則及可能引起之機制。從實驗結果可知,疏水邊易與疏水相吸與親水相斥,其細微現象與水面凹凸、折角試片俯面仰面有莫大關連,過程中則以光影輔助推論,進而由表面張力使液體表面積趨向越小特性,了解一系列運動原因並加以論證。此現象甚至也發生在試片間與槐葉萍的葉子上。透過本研究的發現和討論,或許未來可用來解釋一些自然現象。

「掘」處逢生—東北角潮間帶近緣皺蟹Leptodius affinis之生態與挖沙行為探討

近緣皺蟹Leptodius affinis是一種小型的潮間帶螃蟹,主要棲息在有沙且上面有石塊的區域,以蛻殼成長,夏季蛻殼較頻繁,繁殖季在4-9月,具有固定的挖沙模式,會先在沙上爬行,碰到石頭,便背靠石頭,利用步足來回挖掘,並利用螯推開沙子,使自己沿著石頭下緣進到沙內。但牠們並非隨時都能進行挖沙,當沙子沒有淹水時,頂多僅能半個身體進去,也就說退潮時在沙內的近緣皺蟹應該都是有淹水時就已經進去,等潮水再漲上來時,才可能爬出來活動。那為什麼要挖沙且又讓自己被石頭壓著呢?我們發現有幾個重要原因:1.受海浪影響小;2.環境溫度穩定;3.可躲避天敵及彼此間相殘;4.可遮光;5.退潮時,沙內不但保有較多水分,且正好可以緩衝石頭的重量。

忘「黏」之「膠」—光柵壓印對乾式膠帶效果之研究

因為對壁虎攀爬能力有興趣,我們決定研究不黏手的乾式膠帶!藉由自製穩定施力的檢測裝置,進行乾式膠帶作法和變因探討。 我們發現矽膠最適合製作乾式膠帶,壓印板推薦柵欄結構的光柵。當光柵刻線密度越密,剪切力越大!1000條光柵乾式膠帶(剪切力853 g/cm2)是市售奈米膠帶的2.75倍! 矽膠壓印可達到1µm單位,我們稱為「微米壓印」,是小學生就能使用的技術! 光柵形狀會影響剪切力!訂製光柵太昂貴,我們藉由雷雕「模擬低密度光柵」形狀。 推薦橫向、同心圓及正六邊形,形狀越小越密,剪切力越大。 我們研發出7099和台AB光柵乾式膠帶,擁有不黏手、無殘膠、易剝離、單雙面皆可用、彩虹光澤特性,水洗能恢復黏性、還能當作光柵及二次壓印光柵,具有推廣價值。

生物炭原料與裂解溫度對作物生長與土壤性質的影響

本研究探討生物炭是否具有生物毒性(抑制發芽)與不同生物炭對短期葉菜類生長與土壤性質的影響。發芽試驗結果指出,8種生物炭對種子發芽不具有明顯的毒性,但是具有較高pH與EC值的特性(特別是EC值)的生物炭,對於根系的伸長有些微至明顯的抑制現象(鹽害作用) 盆栽試驗中,相較於對照組,強酸性Ce土壤中生物炭的共同添加處理在株長與鮮重方面平均各增加2.8倍與16.9倍,生物炭效應平均增益1.2倍(株長)與1.6倍(鮮重),在弱鹼性Eh土壤中的效果較低,只有1.2倍(株長)與3.5倍(鮮重)。鹼性生物炭的石灰效應有助於改良強酸性土壤的pH值,使其適於植物生長;在鹼性土壤中,利用微酸性的生物炭可有效降低土壤pH值,增進作物生長。

從圖形內在結構探討凡·奧貝爾定理的推廣

將凡•奧貝爾定理的四邊形依對角線等長、垂直、平分分類,外接正方形推廣為正多邊形,則原四邊形對角線與相對中心連線有等長和垂直對偶、平分不變的現象。考慮相鄰頂點之中點時,則對點連線與相對中心連線也有相同結論;當原四邊形等垂對時,作出相鄰頂點之等比例內分點或外接相似三角形,則對點連線會等垂對。 當原四邊形外接平行四邊形時,則相對中心連線與相鄰頂點的中點之對點連線也會等長和垂直對偶。若原四邊形改成八邊形且外接正方形時,則相對中心連線的中點(或相鄰頂點之中點的相對中點)之對點連線會垂直且等長;外接對邊相似的平行四邊形時,則相對中心連線的中點之對點連線與相鄰頂點之中點的相對中點之對點連線也會等長和垂直對偶。

紋白蝶:臺灣?日本?傻傻分不清楚!

本研究目的是為了要找出臺灣紋白蝶和日本紋白蝶的外形特徵、生活習性、食性以及活動期等是否具差異性,進行長期觀測與實驗,試圖找出答案。方法是先種植六種十字花科蔬菜吸引母蝶產卵,長期觀察兩種紋白蝶生態,並設計各種溫度適應實驗。結果發現臺灣紋白蝶和日本紋白蝶兩者的生活習性大致相同,競爭性不明顯。但日本紋白蝶能配合十字花科蔬菜的生長期在冬季大量繁殖,因食草多、天敵少、競爭者少,故日本紋白蝶能大量繁殖。反之臺灣紋白蝶在初春時開始活動,因食草變少、天敵變多、競爭者變多,數量少於日本紋白蝶。兩種紋白蝶在5月中旬已沒有發現卵和幼蟲,與兩種紋白蝶的溫度適應實驗結果一致。

從天然物抓取微量抗癌藥物的工具之研究

本研究嘗試設計並合成出一具有特定結構之分子工具,期望利用化學反應的方式,以化合物結構的性質,與分子工具進行特定的反應,達到精準將目標具特定結構之少量化合物從巨量物質中分離的效果。 以苯環為基本結構,我們在反應中逐步加上我們所要的分子基團,以達成分子工具預期中的功能。在每一步的反應進行分離和純化之後,以NMR來觀察產物的結構與純度。以四步反應成功合成目標的分子工具後,我們以不同的方式測試其在葉片萃取液中大量化合物下的效果,證實分子工具能跟其中的特定成分產生反應,並被氟相溶劑分離出來,具有我們想要的部分功能。 在進行其他更進一步的測試之後,其可能可以成為一種新的方法,用於分離天然物中的一些目標化合物。