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臺灣

「三寶」的重生~寶特瓶變身3D列印線材之研究

本研究探討了使用回收塑膠寶特瓶製作PET線材的可行性。我們設計了數個不同功能的模組並使用TINKERCAD 3D建模軟體進行了優化,使過程更為穩定和高效,同時也考慮了減少廢棄物的製造量,以達到節約成本、保護環境的目的。 研究發現,為了得到品質更佳的成品線材,需要在生產過程中控制PET條寬度均勻性、拉線速度、加熱頭溫度、加熱塊支架變形和加熱塊溫度浮動等因素,以確保成品線材的品質。此外,本研究也嘗試將所有模組整合在一個平台之上,探討製作出一台具有全功能機器的可行性。 最終,本研究成功實現將使用過的寶特瓶變成PET線捲的目標。未來,我們將繼續優化該機器的設計,增加自動化程度,並探索更加環保的製作方法,以達到更加可持續的生產方式。

廢棄柿皮與汙泥發酵產氫之研究

本研究旨在探討廢棄柿皮與汙泥發酵產氫之可行性及最佳發酵條件。結果指出石柿(Diospyros kaki cv. Stone)與汙泥分別預加熱後依1:2比例混合,加入改良培養基,調整pH值為8並於環境溫度35°C下發酵為最佳條件。修正岡珀茲方程式擬合結果指出每公克柿皮可產生24.32毫升氫氣(R2=0.9990)。此外,等比例放大之發酵規模倍率與產氫能力呈正相關,若以足量柿皮發酵量產氫氣,可以相近效率大規模產生氫氣。本研究亦根據全臺每年廢棄柿皮量推估氫氣產量,並探討計算成本的方法,結果皆顯示廢棄柿皮發酵產氫具一定可行性。此方法可有效轉換大量廢棄柿皮為再生能源,具高度發展潛力。

群魔亂舞的水精靈──探討滴簇在熱水表面的物理現象

本研究探討滴簇的性質與行為,高溫穩定水溶液表面上會有一層水霧般的霧滴層,像是平貼飄浮在水面上,此水滴群為「滴簇」。本研究拍攝下熱水表面的滴簇,並使用ImageJ、Python分析滴簇粒徑等性質以建構物理模型。 藉雷射光凸顯滴簇,觀察滴簇的形成與消失過程。利用被雷射打亮的滴簇在水面的倒影,測量滴簇距水高度。滴簇由5~15μm厚蒸氣層撐起漂浮在水面上,水溫越高,蒸氣層越厚。華(繞射光像)半徑取決於水滴粒徑,本研究分析陽光經水面反射通過滴簇形成的華,測量滴簇粒徑10~20μm。由以上實驗推測:滴簇是高溫蒸氣層接觸低溫的室溫空氣凝結成,溫差愈大凝結量越多,粒徑、數量隨之上升。滴簇會因對流、氣流擾動集體離開水面,留下一道滴簇少的空隙,此現象為「絲狀剝離」。滴簇剛形成時粒徑小,吸收水氣後變大,因此絲狀剝離帶上少許滴簇皆是粒徑較小的滴簇。

選擇相對論-研究零元效應與需求強度關係

「零元效應」所指的是消費者面對同類性質之高低價兩商品,當低價商品從原價降至零元,而高價商品同時等量降價時,消費者對低價商品之偏好將顯著增加,並且因確定性效應、損失規避及稟賦效應造成。研究目的驗證零元效應的強度與成因,設計實驗零元效應於不同消費領域、族群是否皆成立;設計兩種商品,A為高品質高價位,B為低品質低價位,兩種定價情況,定價情況1,A商品為A元,B商品為B元,定價情況2,A商品為A-B元,B商品為B-B元(零元)。實驗結果使用Wilcoxon 等級和檢定,以需求光譜進行分析,並與 Dan Ariely (2007) 實驗結果進行比較,發現其差異不大;結果發現受試者身分不影響零元效應存在,除「必需品」外,其他品項皆存在零元效應,並且發現零元效應的強度受需求強度影響,若需求越強,零元效應將越弱。需求遂受試者環境影響改變,故不同國家將有不同結果。

聲聲不熄--熱聲效應之探討

本實驗以試管、鋼絲絨、酒精燈為主體,將鋼絲絨放入試管做為發聲裝置,並以酒精燈加熱試管,使鋼絲絨兩端產生溫差,而後產生音波,利用音訊分析軟體進行錄音、分析,搭配溫度感測器記錄、分析溫度,藉以探討 此裝置發聲的成因以及相關參數對其聲音的影響。 本研究分析了裝置發聲之過程,並製作五種變因,分別為鋼絲絨密度、試管口徑、試管長度、鋼絲絨位置以及 試管與火焰距離,並統整出四點通則1.溫差與分貝有直接關聯2.發聲與熱穿透深度、堆棧位置和空氣黏性有關 3.綜合熱穿透深度以及空氣黏性,發聲效果較佳者,會有上升速率快下降速率慢的特性4.堆棧所在位置之空氣塊移動及壓縮性,影響其音量、發聲時間與上升下降速率。

好球!動靜皆"移"---組合扭蛋球滾動狀態之探究

本研究主要探究哪一種組合的怪怪球滾動時動停的運動狀態明顯,在實驗過程中選用可重複使用且組合性較高的扭蛋球來當外殼,並透過多次實驗發現球形外殼滾動軌跡接近直線。選用「外丙內G」組合而成的怪怪球,因其內部空間比較大,可以填充的液體變化量大來作為實驗球,期望能符合有動有停之滾動情形。 我們利用Tracker分析發現僅填充水對整個球體之滾動已有減速的作用產生,填充不同液體的平均減速次數為填充乳液>洗手乳>膠水>水,且含內珠之液體平均減速次數大於不含內珠液體。 無論有沒有內珠,怪怪球填充40ml乳液(22.27%)有較高的總停時間。動停回數比較以不含內珠填充40m乳液最高;含內珠則為填充85ml乳液最高。

以食用油混合蜂蠟製成可食性塗層對聖女番茄保鮮效果之評估

使用葵花油與椰子油分別與蜂蠟以重量比例9:1、8:2與7:3製成六種可食性塗層,塗抹於聖女番茄(Solanum lycopersicum var. cerasiforme)後,分別保存於4°C與20°C共15天,分析聖女番茄之減重率(%)、總可溶性固形物(0Brix)、抗壞血酸含量、呼吸作用速率、pH值並進行感官品質評估,以探究不同可食性塗層對聖女番茄保鮮的效果。 六種可食性塗層皆可有效降低聖女番茄的減重率,延緩pH值與總可溶性固形物的上升,保留更多抗壞血酸,並降低呼吸作用的速率,於感官品質評估中得分亦明顯高於對照組。根據前述六項保鮮效果評估的實驗結果,葵花油與蜂蠟比例8:2組別於4°C保存15天後,保鮮的效果最好。本實驗製作的可食性塗層確實可以達到保鮮的效果並延長聖女番茄的保質期。

分子拓印修飾磁性奈米粒子萃取福壽螺卵中蝦紅素之探討

本研究以二氯化鐵和三氯化鐵所合成之磁性奈米粒子為基底,包覆上以蝦紅素為模板修飾的二氧化矽,製作出具有蝦紅素專一性的磁性奈米粒子,應用於萃取福壽螺卵中之蝦紅素。 利用干擾物證明磁性奈米萃取粒子具有蝦紅素的專一性,再探討奈米粒子合成及萃取條件的影響。福壽螺卵經過打碎離心後,依序加入0.2 M氫氧化鈉及1 mM十二烷基硫酸鈉,使蝦紅素水解並去脫去蛋白質轉換為游離態。當模板濃度為0.059 mg/mL、TEOS濃度為1.892 mg/mL和蝦紅素的濃度為0.07 mg/mL時,會有最佳的萃取率達60.7 %。此磁性奈米粒子在萃取步驟後,再以丙酮進行脫附,至少重複使用3次。此技術可減少福壽螺的農害,也極具經濟價值,很值得研究。

「尿」不可「鹽」-探討有機添加物對水泥磚的影響

為了探討有機添加物對水泥磚硬度和水量改變的影響,首先,我們學習安全調配水泥漿比例,設計敲擊裝置測量水泥硬度,並進行集水實驗。硬度敲擊的測量和水量改變實驗分為二部分,一是添加不同尿素比例,二是添加氯化鈉對不同尿素比例水泥漿的影響。實驗結果:在添加不同濃度尿素比例(2%、4%、6%和8%)下,發現添加尿素6%, 水泥磚硬度較無添加的水泥磚硬度增加38.9%,效果最顯著。在同樣添加氯化鈉0.5%的條件下,以尿素4%水泥磚硬度增加76.6%,效果最顯著。在進行水量改變實驗方面,結果發現添加尿素濃4%、氯化鈉0.5%的水泥磚,平均每盒水泥磚水量改變達到17.0g,根據本實驗最佳結果推算,只需增加少少的成本,一年可以省下的水量,就約足夠供一萬人生活150天。

星移斗轉探嬋娟-數位AI與星象軟體APP之探討

蘇軾前赤壁賦「壬戌之秋,月徘徊於斗牛之間」正確嗎? 探究可知是1082年8月12日,地點為湖北黃州赤壁(144.05°E,30.45°N),計算歲差可知春分點移動約13度,月亮赤經約位於室宿,和蘇軾所寫不符。AI機器人驗證平均正確率55%,且差異大,其中Perplexity較符合推論,2個月後再驗證,AI會修正回應,Bing正確率100%。星象軟體stellarium網頁、平板版可查出1082年8月12日月亮位置與辭賦相同,但顯示非滿月,其他APP亦有差異。各種軟體在太陽、恆星、與月亮位置、滿月日期都存在差異,且距離現在越久遠則差異越大。我們製作自轉軸可轉動的天球儀,可考慮歲差、計算春分點移動。根據自製天球儀操作,驗證蘇軾辭賦中月亮位置應在飛馬座、雙魚座附近,而非於斗牛(人馬座、摩羯座)間。