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臺灣

新創多功能擴展顯微鏡技術

擴展顯微鏡技術是以高分子化學與物理化學原理放大生物樣品的體積,相對地提高光學顯微鏡解析度至奈米等級。目前所使用的方法,無法有效標定細胞膜、胞器膜與脂質,且採用受質專一性低的蛋白酶K,易導致螢光訊號流失。為改善上述缺點,本研究先用酪氨醯胺訊號放大技術增加螢光強度,再用受質專一性高的胰蛋白酶以減少螢光訊號流失。因新方法使用酪氨醯胺和胰蛋白酶,簡稱為TT-ExM。實驗結果顯示此方法可更清楚標定細胞内多種生物大分子,如蛋白質及脂質,也適用於DNA染色。利用共軛焦顯微鏡即可進行超高解析度觀察,含各種微細的胞器、脂膜、和脂球結構,及染色體與粒線體DNA。本研究論文已投稿專業期刊審查。

「鈦」需要了,「啡」你不可-咖啡因對鈣鈦礦太陽能電池之主動層改質

隨著人類越來越重視綠色能源,太陽能的開發成為科學家積極發展的項目,而鈣鈦礦太陽能電池為近期最具有潛力的一種電池,其採用溶液塗佈的方式製造,製程相較於傳統矽晶太陽能電池簡單許多,但鈣鈦礦卻十分容易受環境影響而降解。而咖啡因作為一種生物鹼,能釋出電子填補鈣鈦礦層表面的正電缺陷,以增加電池效率及壽命。因此本研究希望透過在電池中加入咖啡因,提升電池的效率。在本研究中,我們將不同濃度的咖啡因或氯化咖啡因加入鈣鈦礦溶液,製作成太陽能電池,再對電池的各項光伏數值及鈣鈦礦表面狀況進行測量,以找出最能提升鈣鈦礦太陽能電池效率的咖啡因濃度,以及咖啡因氯化前後對電池影響之比較。

圓形畢露:--利用「cyclos」得到常見基本幾何作圖結果之探討

本作品主要研究一種作圖工具「cyclos」,其規則如下:在平面上,可以以兩點距離為直徑作過此兩點的圓、以不共線三點作圓或在圓上標點。我們盡量避免了使用解析的方法。我們使用了這個工具證明了原題,並進一步作出兩點之中點、三點作三角形之五心以及其他的相關結構的作法。且利用精準繪出長度的方式,導出a¯AB,aϵ{α0+∑∞i=1αi√(i+1) |α0、αiϵQ,αi≠0 for finitely many} 並給出詳細證明。

「便」本加利-以竹節蟲排泄物作為染布材料之探討

在一次意外中,我們觀察到昆蟲飼養籠的紗網變色了,經過我們的觀察,我們驚喜地發現可能是飼養籠裡的竹節蟲的排泄物造成的!我們從中獲得靈感,開始蒐集竹節蟲的排泄物,設計了不同實驗進行了染色條件的探討,發現食用芭樂葉的竹節蟲,所排出的排泄物,真的可以將布料染色。在同樣條件下與芭樂枝葉的染色效果相比也毫不遜色;只要取幾公克的排泄物就可以有染色效果,在常溫下進行萃取和染布也可以達成。真是有趣的新發現!

磁入電出–手擺發電應用在緊急充電效能之探討

本實驗主要透過手擺發電裝置探討影響發電效能因素並應用在跑步擺動警示及緊急充電,達到綠能發電、安全防護、緊急求救等功能。 研究中,我們根據線圈、磁鐵、擺動速度等變因進行影響手擺發電的探討,並以三用電表及自製裝置:纏繞裝置、磁力檢測裝置進行檢測。根據實驗,我們發現,線圈纏繞匝數較多,發電功率提升;線徑越細電阻越高;線圈寬度越窄、線圈截面積越大、磁場強度越強、擺動速度越快皆會增加發電功率。我們依據影響發電因素,配合使用條件:體積、長度、重量、擺動方式,製作出跑步擺動發光警示裝置提供夜跑者安全保護,最後經過效能提升及整流穩壓後,成功製作出手機緊急充電裝置。

及時「溝」通—建置校園24小時水位偵測系統

我們學校之前是埤塘,地勢較低,因此,只要下大雨,水溝就會淹水。我們調查了學校常淹水的地點,發現水溝在大豪雨時,大約15分鐘就會淹水。我們詢問總務主任得知,一個可以24小時偵測水位並且上傳至相關人員手機的水位感測器,大概需要20至30萬元。所以我們決定自行製作一個適合學校地形且便宜的24小時水位感測器。在感測器方面選擇了超音波感測器而不是水位感測器,因為它具有測量距離較大(約2~230公分)和數值非常穩定等優點,另外抽水馬達(模擬工業馬達)是運用繼電器控制,未來實際場域可以裝上工業用的抽水馬達來使用。軟體方面利用Motoduino寫程式,來進行ThingSpeak 24小時監控,最後利用IFTTT傳至相關人員的LINE。

使用電漿輔助化學氣相沉積及雷射退火於玻璃基板上成長結晶鍺薄膜

單晶矽被認為是製造太陽能電池的最佳材料,因為它在地球上儲量豐富且具有優異的光電性能,但其大量的應用受限於其成本和轉換效率。 單晶矽太陽能電池通常通過將單晶矽晶柱切割成350到450微米的切片來製造。現有的技術方法無法將其縮小到更小的規模,因此其發展面臨著開發複雜製造工藝和高單晶矽片生產成本的障礙。近來,在便宜玻璃基板上製備的薄膜太陽能電池成為重要的發展方向,可以減少矽層厚度來降低成本和材料消耗,同時可以有效減少載流子的複合,進一步能夠提高轉換效率。 本研究成功通過電漿輔助化學氣相沉積在玻璃基板上生長出非晶鍺薄膜,並利用雷射退火將非晶鍺薄膜轉化為多晶鍺薄膜,接著將進一步發展控制退火過程溫度的時間空間演化,以進一步做出高品質單晶鍺與矽薄膜,並應用在超薄膜太陽能電池上

「植」作未來肉之黏性與彈性研究

本研究以純天然食材製作口感好且容易吞嚥咀嚼的植物肉為目標,選擇纖維量不同的食材製作植物肉,分別是芋頭、香菇、乾銀耳;在來米粉、糙米、蓬萊米、糯米、馬鈴薯作為黏著劑,比較自製與市售植物肉之彈回能力、復原能力和變形程度。 依本研究設計的【黏性測試實驗】、【彈性測試實驗】。發現攪拌40秒後的蓬萊米、攪拌20秒後的糙米和攪拌60秒後的馬鈴薯最適合作為植物肉的黏著劑。在9種植物肉的組合中,以糙米攪拌20秒+香菇的彈性最佳。彈性回復力測試中,蓬萊米攪拌40秒+乾銀耳、糙米攪拌20秒+乾銀耳或香菇的組合復原能力最佳。實驗數據不僅提供植物肉的硬度分類,也能為調整纖維和黏著劑的分量提供參考,做出更好的植物肉!

纏蝕鯨豚—— 露脊鼠海豚在馬祖的擱淺研究

本研究主要利用資料分析,了解影響露脊鼠海豚擱淺的原因;並且使用動態模擬實驗,了解露脊鼠海豚在海上被動漂移的路線和擱淺的分布情形。 研究結果顯示,1.在人為活動中,海漂垃圾堆積與鯨豚擱淺具有最大的相關性,但是不具有因果關係.從露脊鼠海豚的死因研究推論,漁業混獲與遭受撞擊(船擊)才是致命的因素。2.牛角澳有穩定的擱淺數量且包含幼體,可能與靠近露脊鼠海豚棲息、育幼活動場域有關.

LH對快篩試劑顏色深淺定量

隨著快篩的實用度提高,我們希望能夠更了解快篩的原理、適合快篩的濃度與體積,以及最合適的作用時間,我們以色彩灰階值作為顏色深淺定量。由於COVID-19的檢測試劑需要高規格的實驗室,因此我們選擇較易取得的排卵試劑,我們跟龍騰生技公司取得排卵試劑以及黃體素80MIU濃度的尿液,我們將原濃度尿液體積分成30、50、75、100μl,發現每種濃度的深度大致相同。我們將原濃度分別稀釋成1、2/3、1/3、1/9、1/27、1/40、1/50倍,發現顏色深度隨著濃度下降變淺。而快篩可測得的最低體積介於25μl~30μl,最低濃度則介於1/50~1/55原濃度之間,每組數據皆在8~9分鐘時達到穩定。