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臺灣

三菱六計,同心「和」力

在小正三角形拼成的三角形和菱形棋盤中填入數字,使得棋盤邊長-1的三個(三角形)或四個(菱形)角落區塊總和皆相同。隨著棋盤邊長增加、填入數字越多、角落重疊部分擴大,使用了順時針接力和順逆迴轉等方式,有規律的填入數字。研究內容包括: 1.找出重疊區的圖形與小三角形的數量,並觀察圖形與小三角形增加的規律。 2.在求角落總和最大值和最小值的目標之下,如何有規律的填入數字。 3.推論角落總和最大值和最小值的公式。 接著用小正三角形設計出六邊形棋盤,依循之前的實驗過程,修正六邊形棋盤會遇到的困難,發展出星星對稱、右逆跳格和對角跳格等方法,雖然過程複雜,但都能夠找到共通性,也有了肯定的結論。

以磁性Fe3O4分離微塑膠的成效與機制探討

微塑膠因為其密度小、表面積大之特性可吸附有害物質,並傳播至各地,而對人體和環境造成危害,故回收微塑膠是科學家研究的重要主題。本實驗發現:在中性50 mL水樣品中回收以砂紙磨製的微塑膠時,加入0.050克的Fe3O4和1~2 mL乙酸乙酯或正己烷後,微塑膠、有機溶劑和Fe3O4可互相吸附,再用磁鐵將三者同時吸出而與水分離,可達到清除微塑膠的效果,不同微塑膠(PP、PET、HDPE和PETG)的清除效果皆可高於89%以上。 而在中性的50 mL水樣品中,回收較大顆粒之微塑膠(顆粒大小介於0.500 mm~2.380 mm)時,加入微塑膠0.5克、水50 mL、0.5克Fe3O4¬和不等量正己烷時,會有不同回收效果,但普遍以不加入正己烷,微塑膠(PP、HDPE、LDPE和PS)回收效果最佳,皆約85%以上。 推測此清除機制為微塑膠可吸附有機溶劑,有機溶劑可吸附Fe3O4,三者混合後即可用磁鐵以磁力將此混合物和水樣分離,達到清除微塑膠的效果。但當為塑膠顆粒較大、重量較大時,則會停留在有機層中,反而難以用磁鐵分開,故以Fe3O4即可達到回收微塑膠的效果。

不怕熱的瀝青-遮熱塗層應用於瀝青路面

本研究目的為替柏油路增加遮熱塗層以延長使用年限,參考文獻曾利用二氧化鈦,但因為遇到液體時摩擦係數會變得非常小,所以文獻中有增加粒料用來增加摩擦力。為兼顧環保與成本,我們想利用台南盛產的蚵殼代替粒料及二氧化鈦來完成成本更低的遮熱塗層。 為確保研究成果符合工程實用性,我們使用公路總局近年新研發的密級配瀝青磚作為實驗對象,利用高強度凝固快的EB1環氧樹脂與二氧化鈦與蚵殼,便可作為瀝青上方的遮熱塗層。EB1A劑:EB1B劑:二氧化鈦:蚵殼=60g:20g:20g:80g,其配方混合而成之遮熱塗層進行測試時得到最好的升溫抑制能力,凝固時間1小時,2小時會達到完全硬化,其兼顧強度、成本與道路安全規範,且鋪設流程相當方便。

針對漸凍症(ALS)致病蛋白TDP-43纖維的專一性抗體篩選與研究

在漸凍症(ALS)以及額顳葉退化症(FTLD)等神經疾病中,病患體內會有不正常的類澱粉蛋白TDP-43錯誤堆疊,在不同的堆積階段有單體(monomer)、多倍體(oligomer)、纖維(fiber)等不同的形態。目前在相關的疾病中,並沒有有效藥物及生物標誌(Biomarker)可以治療及進行檢測。在本研究中我利用由單株抗體技術所製造出對應TDP-43纖維的不同抗體,進行純化及濃縮,並透過酵素結合免疫吸附分析法(ELISA)鑑定這些抗體對於TDP-43不同型態的親和力,並找出專一性最高、結合效率最好的抗體,以作為疾病不同階段的生物標誌(Biomarker),且希望可以以此來預測疾病進展並評估對治療的反應。

F1賽車的魅力-Double D 空氣力學套件開發研究

模擬高風速對模型遙控車產生之Double D (Downforce下壓的力與Drag阻力)比值切入空氣力學套件角度研究。下壓的力增輪胎抓地力,轉彎速度增快,縮短單圈時間 (lap time)贏得比賽。我們選取Nissan GTR與F1 Ferrari SF21遙控車,以巴沙木自製單層、雙層(主副翼不同角度組合)、三層共17組尾翼,自製風洞模型、掃葉機風力、2個電子秤同測前後輪下壓的力、拉力計測阻力,發煙機及LED燈拍攝氣流。結果發現尾翼寬度增寬與尾翼攻角越大,可增加下壓的力。阻力與風速平方成正比,相關係數0.94。對雙層尾翼,增加副翼角度比主翼角度更可增車子下壓的力。主翼0∘-副翼75∘造成「總下壓的力變化量/阻力變化量」比值0.78為最大,乃增加穩定度之最佳尾翼選擇。再以3D列印技術製作出最佳主翼0∘-副翼75∘尾翼。

程式語言學習系統

『程式解題系統』是提供不同難易的題目給學習程式設計者使用的系統,主要透過測試資料來驗證程式碼的正確性和效能姓。然而,這類系統大多為私人用。台灣著名的程式解題系統有台中女中程式解題系統及高中生解題系統(Zero Judge)等,題目雖然繁多卻分類雜亂,不能讓教師客製化題目給學生,只能從眾多題目中,零散的挑出適合學生的題目,給學生練習。基於以上理由,此研究目的是做出不同於一般程式解題系統的功能,希望能讓教師彈性增刪題目。使用Python為基礎語言,後端採用Django框架,已經架構出系統的原型,並上架至Heroku(zeaf.herokuapp.com)。希望循序漸進地讓學習者有成就感,也讓教師能監督每一個學生學習狀況。

漂浮城市~創意的隔震設計

利用桌面曲棍球的玩具,啟發本組做出能讓建築物漂浮減震的設計,並使用樂高EV3教育模組設計實驗來探討其中影響減震效果的變因。本組發現:只要在建築物底部兩個介面中充入空氣形成「空氣墊」,就可以減少摩擦力而達到減震的效果,另外也發現,讓建築物懸浮的空氣墊氣壓越大、底面積越大、重量越輕、接觸底面越光滑、及在高頻的地震下,其減震的效果越好。此外,為了減少因為減震產生的建築物滑動而超過原本建築物設計活動的範圍,使用此隔震設計的建築物也需要設計使用阻尼或避震墊在建築物的周邊,以避免滑動時撞壞建築物。最後希望提出此創意的隔震設計讓業界有不同的思考及靈感,做出將來更好的建築物避震設計,讓人們可永久免於地震的傷害。

探討病毒配體與樹突細胞間的交互作用

由於新冠肺炎的影響,引發了世界的一陣恐慌,也促使我對於免疫系統及病毒之間的交互作用有了更濃厚的興趣。而在疾病的肆虐之下,疫苗儼然成為對抗病原體的重要武器。試想我們若能找到某些化合物,在未找到特定疾病的疫苗之前,能藉由化合物刺激增強人體免疫能力,進而達到對抗病毒的功效,或許會是未來萬用疫苗的首選。 目前已知一種配體R848在RNA病毒界具有一定的代表性,在動物實驗中對冠狀病毒的感染也有一定的功效,因此我希望進一步探究此配體在免疫系統中的作用。本研究以細胞株及小鼠骨髓細胞為材料,以R848、CpG等2種不同的配體刺激,發現R848濃度會影響細胞的分化種類及活性,而經過CpG再刺激的細胞將會被活化。且若於發育過程受到持續高濃度R848刺激,將會使細胞活性下降,進以避免自體免疫反應的發生。透過此研究,可初步了解R848影響免疫系統的途徑。

不同種樹豆及不同處理方式對樹豆之抗氧化能力探討

本研究以樹豆植株及三種品種樹豆種子為研究對象,研究目的分為五大方向。探討樹豆各部位的抗氧化力、探討三種品種樹豆葉的抗氧化力、探討不同豆類種子的抗氧化力、探討三種品種樹豆種子的抗氧化力、探討三種品種樹豆種子在不同材料處理下的抗氧化力影響。結果發現,樹豆葉以嫩葉有最佳抗氧化力且各品種皆有高活性過氧化.;高溫處理下能提高豆類乙醇萃取物抗氧化;臺東3號樹豆且純水高溫萃取抗氧化效果最好,臺東1號高溫萃取的抗氧化能力則與材料成正相關。綜合以上發現高溫萃取可增加樹豆的抗氧化能力,且臺東3號以純水高溫萃取的抗氧化能力最為顯著,而臺東1號因高溫萃取及不同的材料處理也進而提高其抗氧化能力。

苧麻微流體檢測陰陽離子及染劑色素濃度

本實驗使用特殊處理過的苧麻線,開發便捷且可判斷濃度的模組。以簡單、方便的量測方法,利用色素及陰陽離子產物在苧麻線上的層析長度與溶液濃度之關係,有效判斷溶液濃度高低。此模組體積小、藥品用量少、成本低廉,用肉眼即可觀察且攜帶方便。本模組可以用於檢測0.01g/L ~ 2g/L的剛果紅色素溶液、0.04g/L~2g/L的亞甲藍色素溶液、0.01g/L~1g/L的鉛離子溶液、0.01g/L ~ 1g/L的硫氰酸鹽溶液。此簡易且低成本的模組可以降低工廠檢測汙水的成本,進而提高其意願去排出符合環保署標準的汙水。