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臺灣

「藻」尋抗日聖品

文獻研究發現,藻類擁有一種特殊的胺基酸—Mycosporine-like amino acids (MAAs),能夠吸收UVA和UVB,抵抗紫外線的傷害。本研究利用不同溶劑來萃取日常生活中常見的藻類,期望能探尋出具最佳抗UV功效的藻類萃取液,進而調配出具防曬效用的自製防曬聖品。 研究發現,不同的藻類要萃取出最具抗UV的成分所需的溶劑種類與比例會有所差異,利用50%的乙醇萃取紫菜8小時所得萃取液相較於海帶芽、昆布、礁膜和石蓴,甚至是富含花青素的葡萄、火龍果,具有更好的抗UV功效。進一步利用紫菜萃取液自製防曬乳,在未添加二氧化鈦下便具有一定程度的防曬效用,且只需添加少量比例(約2%)的二氧化鈦(市售約為10%),便能達到與市售防曬乳相當的抗UV成效,具研究發展價值。

埃及分數和為1最優解問題

本作品探討和為1的埃及分數最優解問題,限制分母小於100,項數固定,找出最大分母的最小值。 在研究的過程中,我們發現並没有一個簡潔的公式,可以立即迅速地找出最優解,而是經由不斷地嘗試與比較後,方能得到答案。本研究最後將推導過程歸納為流程圖,試圖建立未來可能演算法的基礎。 本研究主要使用的工具為拆分法,這個方法簡單可行,但容易陷入混亂的情境,有時必須加上巧思,才能獲得進展。在拆分法的基礎上,進一步發展出併合與置換等技巧。策略採取逐項推進,在確定n項的最優解後,再利用拆分或併合或置換,得到n+1項的最優解。 最終,在經由不斷地失敗與再次努力後,完成了項數不超過42的所有解。

二氧化碳高選擇性轉化生成合成氣之碳中和工程

近年來碳排放的淨零是全人類所想達成的共同目標,因此本研究透過油浴將鐵、鈷或鎳離子與配位基配位,並形成以2-甲基咪唑為配體的前驅物沸石咪唑骨架,以及以雙氰胺和葡萄糖反應為配體的前驅物類石墨相氮化碳,再鍛燒形成可導電的催化劑。研究者分別以上述兩系列的金屬單分散催化劑,使用氣液分隔的氣體擴散電極進行電解人工光合作用,將CO2高選擇性地還原為CO,並探討各催化劑產CO效率。本研究發現鎳金屬類石墨相氮化碳對CO2還原反應的選擇性極高,能使產CO效率達到99%。而CO作為合成氣已有成熟的工業製程,能生成許多具經濟價值的產物,工業需求量非常大。未來若實際執行,則有助碳中和目標的達成。

隱藏在天秤裡的秘密

題目源自科學研習月刊[1],與以往討論真假金幣最大的差異在於天秤的臂長為不等臂,故不能如以往的研究,單純的採用三分法判斷金幣的真偽。 為克服不等臂天秤無法採用三分法的限制,我們提出「類三分法」和「輔幣」作法。 輔幣是配合不等臂天秤左、右盤的比值,在短臂端(本研究設為右盤)填加已確認的真幣當輔幣,使天秤達平衡的做法。 類三分法是針對不等臂天秤設計以最少輔幣需求,處理首秤之後左、右、平盤金幣的分法。 此外,我們根據輔幣供應量與輔幣需求量提出了3個輔幣判斷式。 因此「類三分法」與「輔幣判斷式」,幫助我們以不等臂天秤快速且簡單的找出分辨金幣真偽的最大值。

濃度一「碘」通—以光譜儀測量雙氧水濃度

本實驗使用光譜法進行雙氧水濃度測量的研究,先確認光譜法可用於測量碘液的濃度,進而利用雙氧水與碘化鉀反應產生的黃色三碘錯離子進行測量,針對雙氧水濃度、碘化鉀濃度、酸鹼值等變因逐步最佳化反應條件,成功避免掉產生氧氣的副反應以及過量碘的產生,得到最佳的測量範圍以及適合的反應速率。透過光譜法,可測量到的雙氧水濃度最低可以達到13 ppm,相較於傳統滴定法有更低的定量極限,是更加快速、精準的一個測量方式。

搶救海洋紅寶石(藻礁)-運用AI視覺辨識無人機對藻礁保育之預警研究

本研究以水質對於藻礁的影響以及設計協助保育藻礁之無人機作為研究目標,藻礁是重要的地球資產,目前全世界藻礁數量岌岌可危,了解藻礁所適合的環境與水質指標,有助於保育以及維護藻礁生態,因此我們使用AI人工智慧技術,製作出AI視覺辨識飛行藻礁監測無人機,經過研究以及實驗,我們發現: 一、藻礁的生態環境以及藻礁對於海洋生物以及人類的重要性 二、石灰藻類對於海水水質變化的影響 同時實驗與測試也證明了我們的AI系統可以達到: 一、確實幫助人們觀察與研究藻礁 二、能夠有定期紀錄藻礁以便研究 三、對藻礁破壞與否進行辨識和提供預警 期望本研究能讓更多人一起關注並認識藻礁,並且增加AI技術的用途,讓這個海洋的紅寶石生生不息。

一桿入魂21世紀的釣桿

我們利用了藍芽系統來控制馬達的正轉以及反轉,這樣就形成了收線以及放線的功能, 也利用魚群探測器來幫助釣客尋找魚群,當魚群探測器偵測到魚類時會發出鈴聲來通知有魚類在附近,也可以感測周圍是否有障礙物且可以偵測深度,這樣就不用漫無目的的等待是否有魚群。往往傳統都是用手來轉動捲線器使釣竿收線,但我們利用了馬達與壓力感測器的結合,把收線的方式更加精簡,馬達與壓力感測器就可以組合成一個觸發收線的零件,當壓力感測器被拉扯時到達一定數值的壓力後,會帶動馬達的轉動,就形成了一個自動收線的流程。當覺得釣不到魚了或是太多障礙物時,也可以利用手機來控制馬達的收線來幫助釣客,不一定要等到魚上鉤後才能收線。

UVB induced TRPV1 and TRPA1 expression in skin keratinocyte and dorsal root ganglion cells: a plausible cause of warm and pain by sunlight irradiation

陽光晒到皮膚,人體會感覺到刺痛以避免過強紫外線的曝露。但皮膚為何會有刺痛的感覺呢?過去對光的生體受器著重於眼睛錐及桿狀細胞(Opsin 1/2),但它們在背根神經元 (DRG,周邊神經末端主體細胞)的表現並不多。TRP channels表現在皮膚及神經。TRPV1是一種痛覺受器,活化時會有鈣離子通透,Dr. Julius因它得到2021諾貝爾獎。TRPV1/A1可受溫度、酸度等活化,但DRG細胞表現的TRPV1/A1,是否會因紫外線(UVB)照射而影響,並導致鈣通透,目前並不清楚。我以不同強度UVB照射人類角質細胞或大鼠DRG,以螢光顯微鏡及流氏細胞儀測量TRPV1/A1蛋白質表現,以實時影像來作動態鈣離子分析。結果顯示UVB在10 mJ/cm2可增加DRG的TPRA1/V1表現,但UVB在5mJ/cm2照射DRG細胞後,只增加TRPA1而不是TPRV1的表現。在皮膚的角質細胞,不管是使用螢光顯微鏡或是流氏細胞儀,UVB在20mj/cm2以上的能量強度會造成角質細胞的毒性,以10mJ/cm2 UVB照射角質細胞,則會增加角質細胞的TPRA1及TRPV1表現,其中又以TRPA1的增加較明顯。惟UVB照射對細胞鈣離子通透的實時影響不大。我的結論是,UVB照射增加角質細胞及DRG的TRPA1/V1表現(特別是TRPA1),這些改變可能與光照引起之麻痛有關。

有沒有「氰」–利用螢光感測器分析水中氰離子

本研究在尋找適合的有機化合物作為發光的材料,探討以「對二苯氨基苯乙烯丙二氰((E)-2-(4- (diphenylamino)styryl)malononitrile),DPSMN」製成特定濃度之有機化合物溶液,以此溶液和含有氰離子之溶液在常溫下進行化學反應,其反應前和反應後的化合物經過某種特定波長的入射光(紫外光)照射後發出不同可見光波長的螢光,利用此螢光分析水溶液中的氰離子含量。

方形建築師之聯想-探討路徑與面積之關係

本研究旨在探討不同邊長比的方形上,改變路徑出發角度、改變路徑出發的起始點時,路徑轉彎次數、路徑長度和經過格子點次數之關係。首先在方形長:寬=m:n,路徑從方形的左下角出(入)口為起始點,以角度tanθ=1、tanθ=2和tanθ=3之方向出發,討論路徑轉彎次數、路徑長度和經過格子點的次數,進而延伸推論當以角度tanθ=y/x之方向出發時路徑轉彎次數、路徑長度和路徑經過格子點次數的數學關係式,接著在方形長:寬=m:n,從方形左下角出(入)口向右移動1格、向右移動2格為起始點,以角度tanθ=1之方向出發,討論路徑轉彎次數、路徑長度和經過格子點的次數,延伸推論從方形左下角出(入)口向右移動h格為起始點時,路徑轉彎次數、路徑長度和路徑經過格子點次數的數學關係式。