全國中小學科展

臺灣

棋子跳躍問題

This is a study about the solution to a chess flipping game. The game is based on a 4*4 game grid. First, place some chesses on the grid randomly to start a game. Move any chess by jumping over one or two neighboring chesses in the same row (left or right), same column (up or down), or on the same diagonal. Chesses which get jumped over should be flipped. The ultimate aim is to make all the chesses upside down. In this study, I try to find the rules of the beginning arrangement that ensure solution. Here are the steps I take: First, break the restriction of the 4*4 grid, and set the coordinate system. Second, find out a few “basic illustrations” that can be solved and moved in order to cope with certain complicated problems. Third, with “basic illustrations”, find the rules applying to games on n*n grid. 這是關於翻棋遊戲的可行解之探討。棋盤是一個4*4 的方格,遊戲開始時在棋盤上任意擺上一些棋子,均是正面朝上,利用相鄰棋子的水平、垂直、斜向跳躍,棋子被跳躍過一次則翻面一次,遊戲目的在於使所有的棋子都翻為反面。我要探討的是關於棋局可解不可解的問題,找出棋盤上可解棋局的規則。研究步驟大致如下:一、打破棋盤4*4 的限制,將棋盤座標化。二、找出若干個可解並可移動的「基本圖」。三、利用基本圖,找出n 列棋盤可解的規律。

妊娠禁忌中藥對斑馬魚胚胎發育之影響

本研究探討斑馬魚胚胎發育的不同時期,妊娠中藥對胚胎及仔魚的影響。在受精後第0小時(初期)、12小時(中期)或24小時(晚期)加入不高於人類用量的保產無憂方、當歸芍藥散與芎歸膠艾湯。每12小時觀察胚胎發育的情形;待仔魚孵化,比較其差異。結果顯示:(1)初期給予當歸芍藥散、芎歸膠艾湯不會造成胚胎死亡,但保產無憂方隨濃度增加而死亡率增加。(2)晚期給予保產無憂方,胚胎發育略有延遲,但全數存活,且劑量越高效果與控制組越相近。(3)三味藥均使發育延遲,尤以初期加入高劑量最為明顯。(4)中期或晚期給予安胎方皆造成仔魚體型縮短。(5)低劑量當歸芍藥散和芎歸膠艾湯使孵化後第四天仔魚運動總距離增加。我們建議,當歸芍藥散和芎歸膠艾湯在初期可用,但保產無憂方為胚胎發育後期之安胎順產藥劑,不適於早期之使用。

可調式光電元件:奈米線與液晶的結合

藉由結合液晶與奈米線,本研究設計出新型的光電元件,我們發現這些新設計具有先前元件很難達到的新穎特性。首先,我們研究液晶分子與一維磁性奈米線之結合,很有趣的是磁性奈米線在液晶元件內,會沿著液晶方向作整齊排列,更重要的是經由一外加電場,即可調控磁性奈米線之磁場方向。藉由電場調控磁場,是很久以來許多科學家追求的目標,然而成效不彰,本研究提供了一個簡便的方法,克服了長久以來的障礙。第二個例子,我們研究液晶分子與一維半導體奈米線結合之元件,我們證實了半導體奈米線所發射瑩光之電場偏極方向,可以經由外加電場來調控,這個特性對於資訊科技的應用,將很有用處。本研究所觀測到之結果,皆可利用下列事實來理解,奈米線具有很大的表面積,因而增加了與液晶分子之交互作用,經由此增大的交互作用力,奈米線會沿著液晶分子方向排列。值得強調的是,本研究利用了已成熟的液晶顯示器技術,其未來應用性將有很大潛力。New devices based on the composites of liquid crystals and one dimensional nanowires have been designed, fabricated, and characterized. It is discovered that these novel devices own interesting properties that are very difficult to be obtained by conventional ones. As the first example, the liquid crystal device with built-in one dimensional magnetic nanowires has been studied. It is found that the magnetic nanowires can be well aligned along the orientation of liquid crystal molecules. Quite interestingly, the direction of the magnetization of magnetic nanowires can be easily manipulated by an external electric field at room temperature. The phenomenon of electric manipulation of magnetization has been studied since nineteen century, but the achievement is rather limited. Here, we provide a convenient alternative to overcome the long quest search. For the second example, the liquid crystal device with built-in semiconductor nanowires has been investigated. We demonstrate that the polarization of the emission arising from semiconductor nanowires can be easily controlled by an external electric field, which is one of the basic requirements for information technology. All of our observed results can be well understood in terms of the inherent nature of a large surface to volume ratio of one dimensional nanowires, which induces a strong interaction between embedded nanowires and liquid crystal molecules. Therefore, the nanowires can be driven along the orientation of liquid crystal molecules. It is stressed here that our newly designed devices are based on the well established liquid crystal display technology and therefore their practical application can be realized in the near future.

引擎排氣噪音反饋至道路交通流量與車輛排放控制

運用自製低頻噪音(

爭妍豆力-蝶豆花抗氧化能力探討及應用

蝶豆花檢體採冷凍乾燥後研磨粉末及天然日曬乾燥花。粉末檢體經純水萃取,研究抗氧化活性:分別測定還原能力、清除DPPH自由基能力、螯合亞鐵離子能力;粉末檢體經50%乙醇萃取,研究萃取液內的組成抗氧化物質含量:分別測定總酚、總類黃酮、花青素含量。天然日曬乾燥花用來檢測沖泡時間、沖泡溫度、加糖與否對抗氧化活性的影響,以清除DPPH自由基能力為檢測標準,探討最適合的沖泡條件。另以類黃酮的定量,作為簡易自製儀器可行性的評估。實驗顯示:萃取液富含良好的抗氧化物質。最適宜的沖泡條件:溫度 80°C,時間30分鐘。加糖後清除DPPH自由基能力下降。自製簡易比色儀器在抗氧化物質定量應用是可行的。蝶豆花萃取液具抗氧化效果,製成手工皂及乳液。

發光基團與巴克球作為二氧化碳還原光觸媒之研究

本研究使用巴克球(C60)或巴克球衍生物(PC61BM)作為主催化劑,發光基團(DTBT)作為副催化劑,兩者混摻成複合催化劑並進行各種變因調控,製成催化效果最佳的有機光觸媒,應用於還原二氧化碳生成有用的燃料,達到開發再生能源與減緩溫室效應的目的,另外也可以應用於殺菌與分解汙染物。 利用氣相層析儀進行二氧化碳還原產物的定性及定量分析,複合催化劑光催化二氧化碳還原產物以一氧化碳為主、甲烷為輔,主、副催化劑混摻的催化效率遠優於單一催化劑,複合催化劑的主催化劑選用PC61BM優於選用C60,DTBT與PC61BM混摻莫耳比為1:1時一氧化碳的產率最佳,而莫耳比為2:1時甲烷產率較佳,若在反應瓶中添加氫氣或增加水量,皆有助於提高甲烷的產率。

渡溪探訪拉都希

本研究自2002 年4 月至2003 年5 月為止,共14 個月,於台北市金面山區\r 南麓溪谷及生態池,以Twitty 去趾法(toe-clipping method)對拉都希氏赤蛙(Rana\r latouchii)進行族群特性和生殖策略之研究。\r 研究期間內共標記了580 隻(包含畸形蛙65 隻),而雌蛙有190 隻(包含雌畸\r 形蛙19 隻),雄蛙有350 隻(包含雄畸形蛙43 隻),無法分辨公母者有30 隻(無畸\r 形蛙),未判定公母者有10 隻(包含畸形蛙3 隻)。\r 在族群特性的部分,拉都希氏赤蛙之雌、雄個體吻肛長、體重及吻眼比皆\r 有顯著性差異(p

圓周運動變形之摩擦力與物理建模之探討

本實驗主要是透過及程式模擬分析,探討變形之阿特午機 在一般狀況下及過渡期 的運動過 程。透實驗,我們找出不同的初始條件對於運動結果影響 ,如質量比、繩長 等。我們透過實驗和數值分析建構變形之阿特午機的模型 。因為 摩擦力和空氣阻對於運動 的影響皆不可忽略,因此 我們 也設計阿特午機和鉛直圓周運動的 實驗以求出兩個影響因素參數, 並將其結果統整於理論分析中。這份研究有助我們了解力學的過程目前我們 也正在進行更詳細的數值分析, 我們也希望能在之 後將變形之阿特午機的理論與實驗結 果合,預測不同變因的實驗結果。

以「亮」取勝—探討如何辨識環境中的塑膠微粒

使用尼羅紅螢光染劑對已知的1至7類塑膠染色,我們測試條件下,98無鉛汽油為溶劑、波長365nmUV光照射、(22微米)500目不鏽鋼網當濾材,可以得到最佳辨識率。若濾材微濕就進行尼羅紅染色,會降低螢光偵測塑膠微粒的靈敏度,塑膠樣品染色後靜置的時間愈短辨識率愈高。來自環境的塑膠微粒和非塑膠有機物,即使不染色,當受UV光照射時也會發出較微弱的螢光,但是顏色有差異,可使用簡單的濾光片分辨出過濾環境樣品中的塑膠與非塑膠,解決尼羅紅染色對自然界中有機生物欠缺分辨能力的困境。解析海砂中的塑膠殘留量發現:距離海水愈近殘留量愈高,此趨勢和海砂的顆粒大小較無關聯。表層海水中的塑膠微粒數量驚人,3185/1000ml,大約是溪水和雨水中塑膠密度的3〜10倍。

光基因新角色-cop8

COP8 is the second unit of COP9 signalsome. In the comparison of BLAST ,we found that\r LLPC14 cDNA and the protein sequence are quit similar to the COP8 of Arabidopsis thaliana\r Therefore, we are interested in the role that COP8 plays in the photomorphogenesis and try to find\r the length of the sequence. So far, no result is obtained about the 3’-RACE, but we’re surprised to\r find that the sequence found in 5’-RACE is shorter than what we’re know, which suggests the RNA\r length of the cDNA used in the RACE combination has decreased.\r Although the final results of the COP8 5’and 3’-RACE haven’t been achieved, it is sure the\r COP8 is highly-conserved in many species. Since the similarity between LLPC14 and the COP8 of\r Arabidopsis thaliana is as high as 90 percent, we used the COP8 of Arabidopsis thaliana to detect the\r COP8 protein in pollen.在過去種綠豆芽的經驗中,不難發現它本身因為環境的不同,而有不同型態白化\r 的現象,例如:黑暗下萌發的豆苗。但尚未深入去理解白化的原因;而在後來的種植\r 經驗上,也發現有許多令自己覺得困惑的相同處。\r 在高二的生命科學第四章中,有提到光照與黑暗生長的植株,在構造比較上有明\r 顯的不同;其中,提及植物的活性組織存在「光敏素」(phytochrome),此色素蛋白的\r 存在於光照後,會引發一連串反應,至此,也稍微了解植物的萌發反應的差別。\r 故藉由個人在中研院植物所的資優生培訓過程,便以此為前題,進一步探究植物基\r 因組COP 8 與白化現象的相關性