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臺灣

雙層式水平軸風力渦輪機葉片結合尾流之探究

本研究主要目的為改變風力渦輪機的結構,將原始的單層葉片設計改為雙層葉片,當風流過第一層葉片時將產生尾流效應,使葉片後氣流產生偏轉,若將第二層葉片更具此氣流偏轉區域調整,將能有效的提升發電效率。根據實驗結果顯示,葉片後的尾流造成氣流偏轉的角度約為 15 度,因此當渦輪機的兩層葉片位於理論最高的相位夾角時,應再減去 15 度的尾流偏轉角,該夾角才為最大的發電效率配置,基於此結果所設計的渦輪機,儘管與單層葉片渦輪機具有相同的葉片數量,卻能提升發電效率約 40%,同時相關文獻指出,葉片的成本約佔整體發電機總成本之 14%,因此透過使用本研究之作法,預估可降低約 18%的成本,整體而言,本研究之設計不僅能提高風能發電效率,同時將有效的減少成本,未來具高度前瞻性。

Utilization of Coffee Protein and its Antimicrobial and Antioxidant Properties for Biodegradable Active Packaging Membranes

隨著全球咖啡市場擴大,永續的咖啡生產成為必須探討的議題。咖啡生產過程中會產生大量富含蛋白質與抑菌成分的副產物和廢棄物,有潛力可做為膠膜和塗層的原料。本研究從生咖啡豆中萃取出粗蛋白質,將其與海藻酸鈉混合烘乾成膠膜,再進行抑菌與水果保鮮和水蒸氣阻隔測試。 由結果得知:咖啡豆蛋白膠膜液對大腸桿菌有抑制生長的效果。沒封膜的蘋果切片失水率 12.72%,有膠膜封口的失水率在 6.84%~8.47%,比沒封膜的失水率降低 46.5%~33.1%,顯示膠膜保水性佳,可提高保鮮效果。微波加熱試驗沒封膜的水蒸氣散失率為 2.45%,膠膜試驗組中最 低為 0.15%,比沒封膜的散失率降低 93%,顯示具有良好的水蒸氣阻隔性。 本研究結果顯示咖啡豆蛋白質膠膜有抑制大腸桿菌生長的效果和良好的氣體阻隔性,可作為可生物降解的食品包裝材料,以替代傳統保鮮膜,有助於減少環境污染。

Connectivity Analysis of Glucose Metabolism in Huntington’s Disease: A New Perspective Provided by Dynamic Glucose-Enhanced MRI

亨丁頓症為神經退化性疾病,與認知功能障礙緊密相關。本研究首創應用 DGE MRI, 以探討葡萄糖代謝作為亨丁頓症神經影像生物標記的可行性,了解其腦區間代謝之關聯性。 本研究探討腦區間葡萄糖代謝關聯性與亨丁頓症病理之間的關係,在 zQ175 KI 和R6/2 KI 小鼠中不同的連接性變化模式,其中在紋狀體及齒狀迴之間之葡萄糖代謝關聯性發現顯著變化,與已知病理相符,說明 DGE MRI 用於臨床生物標記之潛力,助於及時診斷和監測。 本研究首創探討 DGE MRI 作為亨丁頓症影像生物標記之可行性,提供葡萄糖代謝行為於腦區間相互作用之分析,不僅可更加了該症病理,更可推動早期診斷、疾病監測和精準醫療應用之發展,說明可能有針對代謝紊亂的潛在治療策略。

RBM4調控BDNF表達對發育的重要性

RBM4 是種 RNA 結合蛋白,以其在各種組織中作為剪接調節因子進而豐富了蛋白質多樣性而受到關注。在我的研究中,藉由 RNA 定序找到了可能由 RBM4 主導的選擇性剪接, 包含 Rbfox2、Prpf40b 和 Add3 等,並發現這些剪接事件在不同時間點和組織中存在差異。因為在不同的組織中看到了選擇性剪接的變化,更透過觀察組織切片比較了野生型與 Rbm4 基因剔除的小鼠中其腦部、心臟、骨骼肌、棕色脂肪組織和胰臟的表現型,進而發現這些差異與基因的關聯。 此外,我的研究揭示了 Rbm4 雙基因剔除小鼠在骨骼肌和胰臟中 Bdnf 和一些指標基因的 mRNA 表現量明顯下降。而令人驚訝的是,腹腔注射 TrkB 活化因子 DHF 能夠顯著地完全恢復 Rbm4 雙基因剔除小鼠中的 Bdnf 表現量。這些發現共同突顯了 RBM4 在調控 Bdnf 中的關鍵作用,並展示了 DHF 作為潛在治療方法的有效性。

水蕨孢子的發芽及打破休眠機制

水蕨(Ceratopteris thalictroides)為台灣本土常見的水生蕨類,亦為觀察植物生活史的絕佳教材。然而發現秋季採集的水蕨孢子具有明顯的休眠現象,因此本研究旨在探討水蕨孢子的休眠現象與機制,以及成熟度、低溫儲存、吉貝素及光照等因素對於水蕨孢子發芽的影響。研究發現,孢子的休眠現象與成熟度具有顯著相關性,並且可以藉由低溫儲存有效打破休眠狀態。適當濃度的吉貝素則可以有效逆轉離層酸對於水蕨孢子發芽的抑制作用,並促進孢子發芽。針對光照處理,結果發現藍強光及紅光能顯著提升孢子發芽率,藍弱光則無,而遠紅光則具有拮抗紅光的效果,此驗證了光敏素對於水蕨孢子發芽的調節機制,此外也發現於不同光照處理間需存在一定時間的黑暗間期,使光敏素進行轉換。本研究對於水蕨孢子採集與培養之條件,可提供培養水蕨時的參考,未來期望能應用於其他蕨類植物的培養與復育。

血跡檢測-色素替代試劑與現行酚酞法之比較

在刑事犯罪案件中,血液經常作為物證出現,檢測血液的存在是鑑識犯罪現場的一項基本任務,因此研發並採用許多血跡檢測方法,魯米諾測試就是其中之一。而卡斯特-梅爾呈色試驗等傳統測試通常用於快速篩選可疑污漬中是否含有血液。這些呈色測試不僅低成本,而且可以快速檢測其為陰性或陽性,使其適合在犯罪現場篩選潛在的血跡。在本研究中,我們將 KM 試劑、靛藍胭脂紅試劑和亮藍試劑透過呈色分析進行血跡檢測,另外使用 OpenCV 來協助判讀試劑顏色變化。結果顯示,KM 試劑的靈敏度優於靛藍胭脂紅試劑,其檢測極限濃度分別為 10-2%(w/w)和 10-1%(w/w)。另外這兩種試劑均對含有次氯酸鈉的漂白水產生偽陽性。

可同時用於霧水收集與風力發電的石墨烯仿生陣列魔毯

受到地區限制,偏遠地區一直面臨著缺水和缺電的問題。有許多解決方案,其中一個被視為在乾燥地區收集水的有效方法是薄膜霧氣收集技術。這項研究受到自然界沙漠甲蟲的啟發。我們在不吸水的石墨烯/PVDF基底上使用仿生的幾丁聚醣陣列,幫助水滴在霧氣中凝結和滾動脫落,使水收集效率達到0.63LMH。此外,我們使用石墨烯和離子液體一起誘導PVDF晶型自組裝成具壓電性的β相,獲得最適化薄膜的電壓輸出可達到13V(±6.5V)。我們還對於薄膜進行同時取水和取電的可行性評估,結果顯示,在4m/s的霧氣風速下,水收集效率為0.74LMH,發電功率為99.2mW/m2。基於上述研究結果,我們證實了使用單一薄膜利用霧和風作為驅動力,可實現同時產生水和電,這對解決偏遠地區的缺水與缺電問題提供了新的解決方案。

開發組織蛋白酶B之抑制劑前驅藥物及其效能探究

在某些癌症或癌前病變時,存在於溶酶體的組織蛋白酶 B的表現量會增加,目前雖然已有Ac-LVK-CHO藥物可有效抑制組織蛋白酶 B,然而此藥物無法充分進入溶酶體,精準發揮藥效作用。本研究透過自行合成 Ac-LVK-CHO,且在其結構上進行化學修飾,製得前驅藥物以提升藥物效能。此研究自行設計合成方法與修飾基團,已成功在Ac-LVK-CHO 的胺基修飾上引導基團 morpholine,使其更易進入溶酶體,同時也在醛基修飾上光解性保護基團 2- nitrobenzyl alcohol,使此前驅藥物在溶酶體內可經調控發揮活性。實驗已驗證前驅藥物的光解性質,以HPLC 圖譜與質譜分析確認此藥物照光 30 秒可完全被釋放,且光解過程為一級反應。後續將統整前驅藥物富集於溶酶體的定量結果,完成此合成前驅藥物的全面性效能評估。

利用碳酸鉀作為觸媒對於甲醇解聚聚碳酸酯效能之探討

聚碳酸酯(PC)是一種具有多種用途的材料,廣泛應用在包裝、航空、製作容器等方面,但難以利用常見的方法如燃燒、掩埋等方式回收。 根據本研究結果,利用K2CO3作為異相觸媒,在60℃的溫度下,反應1小時後,成功地轉化出聚碳酸酯(PC)的單體雙酚A(BPA),PC的轉化率可達100%,BPA的產率可達 99.57%。提供了業界一個相較於其它傳統PC解聚法,得以在較低的溫度、較短的反應時間下,利用簡易裝置,即可使甲醇分解聚碳酸酯(PC)的效率高達100%之方法,且相較於傳統同相觸媒解聚法,異相觸媒K2CO3在反應後可以相當輕易的與產物分離並重複利用,因此本研究提供了一種高效率且對環境更友善且更符合綠色化學的聚碳酸酯(PC)回收方法。

排排相扣—2341和3421 – avoiding 交替排列的組合關係探討

abcd–avoiding交替排列中的任⼀偶數項都要⼤於相鄰之奇數項,且其中任意四項皆不能有「abcd」的大小關係(「abcd」為 1 ~ 4 的⼀種排序),⽽偶數⾧度的 2341 和 3421–avoiding 交替排列皆為三維卡特蘭數的組合表徵。 本研究欲探討這兩種交替排列的組合關係以及可能的互相變換⽅法,我們發現兩種排列中「數字 1 在各項出現次數」有相同的分佈。我們推測可以透過移動數字 1 的位置在兩種排列中分別建⽴不同排列之間的對應的關係,並找到了兩種排列中部分的「數字 1 在第(2𝑘 − 1) 項」排列和全部的「數字 1 在第 (2𝑘 + 1) 項」排列互相變換的⽅法。利用這種排列關係,我們還證明了「數字 1 在第 (2𝑛 − 1) 項」的 2341 和 3421 – avoiding 交替排列具有一一對應的雙射變換法。