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臺灣

「氣蓋山河」 --- 氣壓式流化床餵食器的研究

本研究應用流化床以迴風使固體顆粒懸浮的流體原理,改良振動式餵食器,分析粒徑5mm飼料的阻塞因素,發展降塞策略。研究成果有: 1. 阻塞因素是環狀堆積會縮小出口,並促成最密堆積而不易崩落。 2. 飼料桶漏斗提供內側吹風管及中央迴風圓筒,提供向下出料壓力及向上迴風懸浮力,可達最佳出料速率(4940顆BB彈/秒)。 3. 本研究之最佳結構為: a. 圓柱形料桶:直徑12cm,高度30cm,漏斗口直徑2cm。 b. 中央迴風圓筒:直徑6cm,迴風口距漏斗口3cm。 c. 吹風管:水平角度45度、吹口距漏斗口1cm。 4. 出料動力參數為統內顆粒空間密度0.22g/cm3,風速16.7m/s,堆積壓力4g/cm2(5/8筒高)時,可達吹風出料,停風停料的效果。

彈止之間~流體對水瓶彈跳高度的影響

本研究主要探討水瓶自高處落下時,瓶內流體如何影響水瓶彈跳,我們自製跳台和彈跳瓶進行實驗,並改進測量精度,找到水瓶落地造成水彈起、瓶靜止的變因條件。研究結果如下:一、瓶內流體的流動,依過程共分為整體、分離、轉換、恢復等四個時期。二、流體進入轉換期,會將水瓶位能轉換成流體動能,主要跟碰撞時的液面曲度、水量、和液體黏度有關。三、旋轉水瓶會改變水面曲度,讓水在碰撞時產生更強的水柱。四、100g水瓶轉速大於臨界值300RPM時,彈跳次數只剩1次,水瓶落地接近完全非彈性碰撞。五、加入和空瓶等重的水時,質心高度最低,影響彈跳效果越明顯。六、液體黏度會影響瓶子彈跳,黏度較高,甘油瓶彈跳次數可達到5次,黏度較低只有2次。

即時觀測核苷酸調控單一DNA 分子上重組酵素的結合反應

在DNA重組反應中,核苷酸擔任輔助重組酵素E. coli RecA蛋白和DNA結合的重要角色,近期研究發現環狀核苷酸 Cyclic di-AMP 和Cyclic di-GMP是細菌內普遍控制複雜細胞活動的二級訊號,因此本研究運用單分子拴球實驗直接觀察單一DNA分子,以布朗運動值反映DNA長度的特性,分析環狀核苷酸參與調控後,重組酵素結合上DNA的反應速率與機制,進而了解環狀核苷酸在調節基因組穩定性的角色。 藉由分析單一種類核苷酸與混合核苷酸的實驗結果,得到兩種環狀核苷酸在重組酵素的結合反應中皆屬抑制劑,大幅降低蛋白結合上DNA的反應速率,且就結構來看,相較一般參與反應的三磷酸腺苷會增加DNA長度,新發現Cyclic di-AMP有縮短部分DNA長度的特質。 由於DNA修復主要倚賴DNA重組反應進行,因此若細菌DNA出現損壞時,加入環狀核苷酸抑制重組酵素結合上破損的DNA分子,使細菌DNA無法成功複製,達到預防細菌擴散的效果。

Studies of spatial self-phase modulation of the laser beam passing through the olive oil

橄欖油含有葉綠素a,葉綠素b,和胡蘿蔔素等高熱吸收率的物質;高斯光束照射橄欖油時,橄欖油吸收的熱量,使橄欖油產生溫度梯度和折射率梯度,並產生熱透鏡(Thermal lens)和自調相(Self-phase modulation)現象。 以雷射光照射盛橄欖油水平置放的方型盒時,中央軸的照度最大,橄欖油的溫度最高,折射率和密度最小。由於對流作用的影響,使得光束照射到的橄欖油的上半部折射率梯度小於下半部;光束通過橄欖油後,在屏幕上出現的繞射圖樣呈現上半部的亮帶半徑小於下半部。 將橄欖油改置圓柱筒中,雷射光由上向下照射,可以消除熱對流現象。用不同功率的雷射,照射不同液柱高度,和不同熱吸收率的橄欖油;探討功率、液柱高度、和熱吸收率對:繞射亮帶最大半徑、繞射亮帶半徑隨時間的變化、和亮帶數目的影響。

不變應萬變-旋轉吧!婆羅摩笈多!

本研究主要推廣婆羅摩笈多定理,並探討軌跡方程式與新的不變量。圓錐曲線 內任取一定點F,且在 上以逆時針依序取點P1、P2 、…、Pn( Pk=Pk+n),使得∠PkFPk+1=2π/n,∇k∈ ;接著於 ̅PkPk+1 分別取Mk、Hk滿足 ̅PkMk = ̅ MkPk+1 , ̅FHk ⊥ ̅ PkPk+1 ,稱M1M2…Mn、H1H2…Hn 分別為n邊形P1P2…Pn 的中點n邊形、垂足n邊形。首先,固定一圓,一定點F,我們發現無限多個以F作出的中點n邊形、垂足n邊形的頂點分別會共一封閉曲線,並得出其方程式。第二,以圓錐曲線的焦點F任意作出的垂足n邊形H1H2…Hn的頂點會共一封閉曲線;特別當n=4時,軌跡為一圓。最後,探討垂足n邊形的不變量性質: Σnm=1 1/( ̅FHk2m)與Σni=1 1/( ̅HiHi+12r) 恆為定值,最後推廣到空間中,並得到三維廣義的婆羅摩笈多定理。

探索校園植物的催氧率

在自然課做氧氣蒐集實驗時,我們發現紅蘿蔔分解雙氧水的氧氣,不及二氧化錳分解氧氣量的25%,引起我們想進一步去尋找,是否有能替代目前課本上所使用催化劑的校園內植物。實驗發現 : 我們尋找的17種校園植物都能作為分解雙氧水的催化劑,在釋出氧氣的反應過程,會因雙氧水濃度、植物科別、草木本、生長環境等因素而有不同的氧氣累積生成量、反應速率與反應總量;整體上以榕樹、小葉桑、大花咸豐草表現最佳;最後,以校園三種落葉最多的植物來做研究,發現落葉在高濃度雙氧水中催氧率亦極佳,其中以校園內長得最茂盛植物榕樹落葉的實驗效果最好,以此作為天然、環保催化劑,不但能替學校節省一些實驗經費,還可以兼做環保,省糧食,一舉數得。

具備感測器融合之智慧義肢

中華民國在110年3月的統計數據,神經、肌肉、骨骼之移動相關構造及其功能具有障礙之人口共計35.2萬人,他們都可能有需要義肢的需求。傳統的義肢通常具有外觀、方便性、適應性等的問題,使用上也相對吃力且僅能完成一些基本的肢體動作。在我們的研究中,針對了幾點進行設計:具有革命性的義肢功能、方便且易於使用的介面、輕量且美觀的3D列印義肢。 此研究以「上肢義肢」為出發點,做出讓殘疾人士在使用上,更有自主意識操作的智慧義肢。使用者可以在手機藍牙端收到「手指馬達訊號」、「壓力訊號」與「肌電訊號」等資訊,透過以上這些數據,使用者將可以更明確地感受到義肢就像是自己身體的一部分,讓義肢更具人性化與智慧化。

入侵種斑腿樹蛙對彰化青蛙多樣性的影響

利用夜間調查與Excel資料分析2008~2023年1月的資料顯示,彰化平地黑眶蟾蜍最易見,其次為澤蛙、斑腿樹蛙、貢德氏赤蛙等8種。而淺山地區依序為拉都希氏赤蛙、黑眶蟾蜍、澤蛙、貢德氏赤蛙、斑腿樹蛙等15種。分析黑眶蟾蜍、澤蛙、斑腿樹蛙與貢德氏赤蛙,牠們鳴叫的季節與環境非常類似,顯示可能有繁殖或蝌蚪上的競爭。探討彰化在斑腿樹蛙入侵前後青蛙種類與數量的變化,發現平地的貢德氏赤蛙在數量與分布上都明顯變少,淺山的貢德氏赤蛙與布氏樹蛙的數量似乎也變少。利用夏農生物多樣性指數來進行各年分析,其變動與中部年雨量有一致性。進一步利用兩棲類調查志工的資料分析全台斑腿樹蛙入侵區32個樣點中,有16個有貢德氏赤蛙減少的現象,需要後續持續追蹤。

探討青少女睡眠型態、鼻結膜炎與壓力對黑眼圈之相關性

青少女的身體意象是自我概念發展的重要指標,而黑眼圈是青少女常見的身體意象困擾之一。為了探討相關因素對黑眼圈大小的影響,本研究收集69位青少女的臉部資料,透過影像分析,測量黑眼圈的大小,並利用問卷記錄受試者拍攝期間之匹茲堡睡眠品質質量表、青少年鼻結膜炎問卷、壓力知覺量表以及睡眠日記等。研究結果顯示週末與週間睡眠型態、鼻結膜炎及壓力三項變因與黑眼圈嚴重度之關聯性達統計上的顯著意義。

三角形周界中點幾何論證與旁切圓相關性

本文旨在探討三角形周界中點的幾何問題,以及周界中點與旁切圓的相關性質。在討論三角形問題的過程中,注意到許多關於周界中點的延伸性質,起初很難發現旁切圓之間的關聯性,後來決定以三角形周界中點為主軸,找出其與旁切 圓的幾何特性。發現延伸的圖形後,除了上網查詢相關資料,我們更利用幾何繪 圖軟體進行幾何問題的實驗與論證,透過觀察、提出假說,並運用已知的定理推 得研究結果。 我們發現了許多性質,其中包括:畫出三角形並分別做出三邊的旁切圓,各 邊切點即為該邊的周界中點,而三角形頂點與對邊周界中點連線共點即為界心(納格爾點𝑁𝑎),此點和三角形的重心 G、內心 I共線,且(GNa) ̅=2(GI) ̅;而三邊旁切圓圓 心會共圓,其圓心和三角形三個周界中點的外接圓圓心以及𝑁𝑎也會共線等等。 透過此次研究,讓我們對數學有更深入的瞭解,也期許未來能有更多的發現。