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臺灣

Electrodeposited Co-Based Alloys as Bifunctional Electrocatalysts for Overall Water Splitting

們對能源的大量需求,導致全球暖化與資源耗盡。本研究開發出新型水電解觸媒,以提升水裂解時產氫與產氧的效能。目前市面上所用的金屬觸媒如鉑、鈀,數量稀少且價格高昂,造成氫能發展受到限制。因此選用價格相對便宜的鈷作為核心製作水電解觸媒,比較單金屬與雙金屬觸媒的效能差異,以尋求效能最佳的觸媒。接著,針對各樣本進行多項分析,包括線掃描伏安法、X射線繞射儀掃描鑑定、穿隧式電子顯微鏡等。使用電鍍法則是因為其過程簡便快速,且能有效合成穩定、均勻的結構與表面型態,具大量生產、商業化的潛力。由結果可知,鈷鉬合金觸媒活性表現最佳,行析氧反應(OER)時,有相當低的過電位(η = 290 mV@10 mA cm-2)及塔弗斜率(61.1 mV/dec);行析氫反應(HER)時,其過電位(η = 56.8 mV@10 mA cm-2)和塔弗斜率(93.6 mV/dec)亦有良好表現。期望未來能將研究成果應用於綠色能源與工業中,解決現今面臨的能源危機。

小提琴音色的奧妙

小提琴主要是由琴弓帶動琴弦使提琴透過音柱與音箱振動而發出聲音,而琴身、琴橋、琴弦、拉弦板、肩墊、松香……等,這些因素都可能影響提琴的「音色」,但是多數人,是很難用耳朵聽出「音色的差異」,因為聲音既看不到也摸不著,所以希望透過傅立葉電腦軟體Audacity,來分析聲音的『頻譜圖』,用科學化的證據,讓非音樂專業人士,也能「看」到音色的差異,並利用頻譜圖與聲響學理論說明音色的奧妙,讓喜歡音樂的我們,找到適合的小提琴,也讓初學者或演奏者更容易找到合適的琴。 在關於小提琴音色的實驗裡,影響小提琴音色表現最主要的因素是松香和琴弦。我希望將松香與琴弦所產生的音色用科學方法分析,建立資料庫,讓演奏者很快找到適合的松香或琴弦。

由人工智慧生成吸引人的言情小說之可行性研究

近年來言情小說盛行,發展出各式各樣的模式。以台灣為例,目前言情小說的出版量,每年高達一千多本,佔全台小說出版總量之3至4成[5]。對出版社而言,如果可以了解為何言情小說能在眾多類型的書籍中吸引讀者,並找出言情小說成功的劇情寫作模式,將是一件很有商業價值的事情。人工智慧(Artificial Intelligence,AI)是目前產業當紅的科技技術,若能結合AI解決未來出版業的新書企劃,不但擁有商業價值,亦具有話題性題材。由於AI的效能好壞,取決於資料本身的品質及訓練資料的數量。但在實際應用中,資料取得往往費時費力且所費不貲。因此本研究採用人工分析及網路爬蟲雙軌模式進行,並使用生成對抗網路的AI模式,協助開發暢銷小說企劃情節,並找出暢銷劇情寫作核心。

在壓力下更要堅強,探討ACE2/Ang(1-7)軸與韌力的關係

背景:韌力 (resilience)指個體遭受壓力時快速調適及復原的能力,是許多疾病的保護因子但生理機轉仍不明。Angiotensin-converting enzyme 2/Angiotensin(1-7) [ACE2/Ang(1-7)]軸具有保護心血管、抗焦慮及保護神經的潛力。目前仍無ACE2/Ang(1-7)軸與韌力相關的研究。另外ACE2是SARS-CoV-2病毒進入人體的受體,相關研究在疫情下更顯重要。 目的:本研究中我們以習得無助行為模式篩選具韌力行為的大鼠(resilient, R),探討韌力鼠與非韌力鼠(non-R) ACE2/Ang(1-7)軸表現的差異。 假說:韌力鼠的ACE2/Ang(1-7)軸活性較非韌力鼠高。 結果:韌力鼠在壓力下其corticosterone (CORT)濃度與控制組無差異。韌力鼠的Ang(1-7)濃度較非韌力鼠及控制組高,暗示較高的Ang(1-7)濃度與韌性表現相關。以Ang(1-7)/Angiotensin II (Ang II)比率作為反映ACE2 轉化Ang(1-7) 功能的指標,發現韌力鼠的ACE2濃度及功能均與未主動逃跑而受電擊的時間相關,暗示其ACE2活性能因應壓力調控上升。韌力鼠的ACE2濃度雖較非韌力鼠低,但其ACE2功能則較其他兩組高。並且,Ang (1-7)濃度及ACE2功能僅在韌力鼠與ACE2濃度呈現正相關,但在非韌力鼠則無相關。暗示在壓力下韌力鼠的ACE2仍維持有效率的功能但非韌力鼠的ACE2功能則受影響。另一方面,Ang (1-7)濃度僅在非韌力鼠與CORT濃度負相關,暗示非韌力鼠個體的ACE2/Ang (1-7)]軸活性與海馬迴-下視丘-腦下垂體(HPA)軸的活性可能相關。 結論:韌力個體的ACE2/Ang (1-7)軸活性較非韌力鼠及控制組佳且可能因應壓力而調節增加。相反的,非韌力鼠個體的ACE2/Ang (1-7)軸功能較差且可能與HPA軸的活性相關。我們的研究顯示ACE2/Ang (1-7)軸扮演調節韌力的重要角色。ACE2/Ang (1-7)軸活性是否可以做為個體韌力的指標或具有增進韌力的臨床價值需進一步研究。

斜槓元宇宙-智慧新農機:全球首創利用Arduino自動偵測「迴轉耕耘機」犁耕土壤深度的火犁仔(曳引機)、解決人類糧食危機

本研究以機電整合,發明了【曳引機迴轉犁偵測系統】,將大型農業機械智能化,並優化及整合工程技術,設計了六大系統,藉由量化評工程效益及作物的產量變化,觀察設計成效。 根據文獻,水稻管理使用「灌溉系統」+「雜草抑制蓆」+「生物肥料」的機制,可以增加產量[1,2]。因此我們優化這些機制,並設計「精準深耕」、「智慧噴桿」、「滴灌系統」形成六大系統。利用自創的【曳引機迴轉犁偵測系統】,犁耕時就可以在每一寸土地上,精確控制土壤深度在25cm的「精準深耕」。我們也發現,在這六大系統的協同效應下,不僅省下3~12倍的作業時間,同時在加乘效果的作用下,產量可以大幅提高至79%。 本實驗花二年時間,在台中清水地區1.2公頃的農地,實際建構這六大系統。並使用無人機偵測飛行高度的3D立體影像感測器、Arduino微控制器、燒入自行設計的Arduino C程式,成功發明【曳引機迴轉犁偵測系統】,並裝在大型曳引機,用來偵測迴轉耕耘機翻鬆土壤的深度,同步將該數據立即顯示在駕駛室的儀表板。 目前全球六大品牌大型曳引機,造價超過新台幣400萬元,尚無一款具有本研究自創的迴轉犁自動偵測功能。

孤注一擲:購物傾向與價值知覺研究

過去研究認為理性判斷在人的決策過程(包括購物)中具有重要影響力,但追求「未知刺激」的購物行為在日常生活中仍時有所見。有鑑於此,本研究設計實驗,驗證人們在完全自主選擇情境和沒有特定偏好情境中的購物選擇。研究結果發現:人們購物時,確實多數會秉持理性判斷選擇安全的已知結果而非冒險的未知選項;就算選擇冒險的未知選項,背後還是受到以期望價值為基礎的理性規則約束。總而言之,人們的購物行為如同過往印象,傾向理性判斷過程。本研究探討了購物行為和理性的關聯,為販售類似性質產品的商家在商品內容設計及訂價方面或能有所啟發。

海藻酸鹽雙層水膠搭載聚電解奈米粒子應用於慢性傷口之研究

本研究嘗試以海藻酸鹽設計製作雙層水膠,並搭載奈米粒子於雙層水膠中,達到兼具治療與保護傷口的效果。 透過實驗數據驗證,此雙層水膠之儲存模數相比人體細胞外間質,得知水膠足以提供傷口張應力。而表面帶負電之奈米粒子,其粒徑尺寸~1849nm,以及界達電位負電峰值為-19.9 ± 0.2mV,能夠有效地吸附帶正電之生長因子並持續釋放。另外,藉由水膠不同的降解速率及載藥特性,達到首先減緩發炎反應,並給予血管新生功效。動物實驗成功建立模型,由一般傷口證實,加入水膠與抗發炎因子IL-10/促血管新生因子VEGF+PDGF療法的實驗組別,其修復期較短,由db/db糖尿病鼠模型證實生長因子的釋放有助於傷口癒合。說明研究中的海藻酸鹽雙層水膠系統,極具持續開發與應用的價值。

由兩個全等形構造的衍伸圖形之性質研究

本研究源於 2016 年數學雜誌 Crux Mathematicorum 的一個三角形定性問題[1],我們將這個問題進行推廣且創新探討其定量與定性性質。我們先討論任意三角形與任意凸四邊形、凹四邊形,分別針對不同連線情形下的兩個衍伸圖形的有向面積之和與有向面積之差進行完整討論,再巧妙利用平移不變性處理行列式級數和,最後給出一般化的不變量關係式與刻劃其幾何意義。此外,我們也特殊化探討其衍伸圖形恆為正三角形、正方形等有趣優美的定性性質。最後,系統性推廣到平面上任意封閉的凸四邊形、凹多邊形,先給出不同連線方式之間的重要輪換對稱性質,再分為奇多邊形與偶多邊形進行討論而得出任意連線構造的衍伸圖形之有向面積不變量的一般式。

智慧型滅火系統

人們用火於烹飪、生熱、照明及推進…等等,由此看的出來火在人類社會上是不可或缺的,但同『水可載舟,亦可覆舟』的道理一樣,使用不當也會造成危險的火災,使人、財務及住處的傷亡及損失,市面上有許多種的火災灑水器,而傳統的灑水器是以”煙”或”溫度”來做偵測,並大範圍灑水,但灑水器偵測方式過於簡易,容易發生誤判,及大範圍灑水的方式造成不必要的損失,為解決此問題,我們以機器視覺來追蹤火點,並以定點噴水的方式取代大範圍灑水。 本小組製作的自動偵測火源灑水系統以Raspberry Pi3板、Arduino UNO板、做為偵測火源及噴水的主體,並以Webduino Smart板 及App inventor2建立起物聯網,萬一發生火災也能及時通知用戶,以便提早通報火警,儘可能的減少火災造成的損失。

風水輪轉―氣、液兩用特斯拉渦輪發電機設計與應用探討

2050年淨零碳排的目標,全球積極發展再生能源維持充足的能源供應。本研究以廢棄光碟片製作特斯拉渦輪,學習大自然黃金螺線改良;分別以空氣及水兩種流體,比較渦輪轉速效果,轉子採用螺線數量:0條、2條、4條或6條,分別搭配0度、10度或20度入口角度。氣源壓力為1.00kgw/cm2時,採用4條螺線,搭配0度入口,轉速為1735RPM,相較特斯拉渦輪轉速746RPM,轉速提升133%;水源壓力為0.50kgw/cm2時,採用4條螺線流道,搭配10度入口,轉速為657RPM,相較特斯拉渦輪轉速381RPM,轉速提升72%;透過黃金螺線引導,可有效提升低壓流體的渦輪轉速。以氣源帶動渦輪成功驅動輪轂發電使LED燈照明;並對鋰電池進行充電,展示特斯拉渦輪發電效果。期盼可以發展成小型發電裝置並應用。