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臺灣

含雙尿素螢光分子之自組裝與能量轉移行為研究

由於奈米科技與OLED相關工業的蓬勃發展,近來設計出應用於電子元件的有機分子已成為一項熱門的研究主題。本研究合成出兩種分別可以放出藍色與綠色螢光的有機分子,化合物 1 可以放出藍色螢光,而化合物 2 則可以放出綠色螢光。這兩個分子都是由中間的核心共軛分子與兩側的雙尿素辨識基團所組成。 我們所合成出的化合物 1 之放光波長與化合物 2 之吸收波長有重疊,因此可以觀察到兩分子在奈米尺度下之有機溶劑中的能量轉移,即激發化合物 1 使其放出藍光後,能量傳遞至化合物 2 ,使藍光被淬熄並產生綠色螢光。另外,此二分子皆具有π-π作用力、氫鍵作用力與凡德瓦力,而在不同的溶劑下可以強化或弱化這些作用力,從我們的研究成果中,分子可以在四氫呋喃中轉變成直徑約400 nm的均勻奈米球型結構,並且能在顯微鏡下觀察到其奈米尺度下的能量轉移行為。 根據這兩種有機螢光分子的光物理性質與自組裝能力,在未來的發展與應用中,我們希望能使用在OLED顯示器與可撓式面板上。

去蕪「純精」,落葉變黃金

本研究利用校內落葉堆肥中的紫花馬櫻丹萃取精油,為保存其精油成分我們採減壓濃縮蒸餾法,以相對低溫的條件下探討9種不同變因中,此法的最佳條件並測其抑菌能力。結果顯示(1)葉片或花瓣需要烘乾,以35°C烘乾18小時,續以35°C的水浸泡23小時,並以50°C蒸餾,以50毫升浸泡液 第一滴蒸餾液滴出後蒐集20分鐘萃取效果最佳;(2)花瓣與葉片萃取精油皆有效果;(3)以水浸泡比以油浸泡萃取效果佳。抑菌實驗結果顯示,萃取之精油對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌皆有抑菌效果。萃取的馬櫻丹精油經IR鑑定與天然羅勒和薰衣草精油圖譜極相似;GC-MS鑑定得知主要成分為冰片、莰烯、肟類,抑菌與防蟲成分。未來可將其利用在校園與社區創造特色伴手禮與生物防治產品。

彈珠檯-彈彈入洞,百發百中

彈珠撞擊釘子的運動方向與四年級力與運動的課程相關結合五年級的資訊課Scratch的程式,將實體的運動方式,以虛擬的程式呈現。我們發展多元釘板的彈珠檯,以便於觀察與討論彈珠在受力後運動的情形。實驗中藉由牛頓運動定律改變檔板弧度、彈珠彈射力道等變因來操控彈珠的方向,設計五種不同弧形檔板;利用彈力公式,彈簧在不同伸長量會產生不同的力,找出最佳的中間型鐘形分配圖。 以我們現今最方便的手機彈珠檯遊戲切入,再進行實體的探究。我們先以文獻的討論,了解彈珠的落孔情形,進而分析、比較彈珠的進洞機率,以研究中間型鐘形分配為主,改變釘子排列與檔板的弧度配合不同的力量找出作符合實驗期望模式,再以Scrath依探究結果設計出彈珠檯遊戲。

剰食傳說-水果米飯麵包的製作與探討

本研究之目的在緩解營養午餐之剩食問題,以剩餘白米飯(台梗14號)、水果(蘋果、香蕉、奇異果)製成水果米飯麵包。首先以米飯加入麵包中,實驗得出米飯添加之最佳比例為43%。再者,將水果研磨成水果粉,減少冷藏之體積,並比較添加新鮮果汁與水果粉之差異,發現蘋果米飯麵包(包括新鮮果汁或水果粉),在密度、口感均優於香蕉和奇異果米飯麵包。此外,本研究亦採用品評分析,得知同學對蘋果米飯麵包的喜好度極佳。最後探討影響奇異果和香蕉米飯麵包成型不完全原因,得知Actinidin為香蕉米飯麵包成型不完全原因,奇異果則受Actinidin和酸鹼值影響。

平分拋物線.

這個研究起源於一個平分圓的問題:在平面上2n +1個點(n∈N),其中任三點不共線,任四點不共圓,任取三點可以畫出唯一的圓,若一半的點在圓內,一半的點在圓外,則此圓為平分圓,Federico Ardila 教授在America Monthly 111 期[2]中發表了一篇論文,證明平分圓的個數為n2個。我們研究的目的是:如果將圓改成拋物線,則平分拋物線的個數是否為一定值? 若為定值,則為多少個? 我們的研究題目是:平面上2n +1個在正常位置上的點(n∈N),平分拋物線的個數為何? 我們將研究的主要結果分述如下: 一、證明在平面上2n +1個點(n∈N),平分拋物線個數為定值。 二、證明在平面上2n +1個點(n∈N),平分拋物線個數為n2個。 接著推廣至:若平分拋物線改成(a ∨ b)拋物線,則個數為何? 我們將研究的主要結果分述如下: 一、證明在平面上2n +1個點(n∈N),(a ∨ b)拋物線個數為定值。 二、證明在平面上2n +1個點(n∈N),(a ∨ b)拋物線個數為2(ab + a + b +1)個。 This study originated from a question of “The Number of Halving Circles": Setting 2n +1 points in the plane is in general position if no three of the points are collinear and no four are concyclic. We call a circle halving with respect to those 2n +1 points if it has three points of those 2n +1 points on its circumference, n −1 points in its interior, and n −1 in its exterior. Then we call this circle “Halving Circle." Professor Federico Ardila issued a paper in the America Monthly 111 [2]. The goal of that paper is to prove the following fact: any set of 2n +1 points in general position in the plane has exactly n2 halving circles. The purpose we make the study of is: If we turn circles into parabolas, how many Halving Parabolas are there? The title we make the study of is: Setting 2n +1 points in the plane (n∈N) , how many Halving Parabolas are there? We show our main effect below: 1. Proving that 2n +1 points in the plane (n∈N) , the number of Halving Parabolas is constant. 2. Proving that 2n +1 points in the plane (n∈N) , the number of Halving Parabolas is n2 . Spread: If we turn Halving Parabolas into (a ∨ b) Parabolas, how many (a ∨ b) Parabolas are there? We show our main effect below: 1. Proving that 2n +1 points in the plane (n∈N) , the number of (a ∨ b) Parabolas is constant. 2. Proving that 2n +1 points in the plane (n∈N) , the number of (a ∨ b) Parabolas is 2(ab + a + b +1) .

冰與火的吶喊-2010年冰島艾雅法拉火山爆發對大氣對流層的影響

我們使用福爾摩沙衛星三號在冰島艾雅法拉火山2010年爆發期間(2010年3月5日~4月29日)測得的大氣資料,討論火山爆發對大氣對流層溫度變化的影響。初步獲得以下結論: 火山噴發能量大小與大氣層對流層頂降溫溫差成正比;火山噴發能量小,對流層溫度變化的影響多發生在低空處、火山噴發能量大,對大氣溫度影響高度偏高;以及火山噴發持續時間對溫度的影響也成正比關係。此外還討論了火山灰雲的分布影響溫度的變化情形:在迎風處火山灰雲聚集,其聚集處陽光被遮擋了,無法照射到地表,因此溫度較低。

以分頻多工及交流差動磁場強度為基礎之定位系統應用於無人飛行器控制系統的研究

本研究提出一套創新的定位系統,僅需設置單一已知參考點即能達成高精確度的定位,由該參考點上的兩個永久磁鐵的靜磁場轉換成時變場型之交流磁場,再透過分頻多工的數位訊號處理,分離出這兩個磁場源之差動磁場強度及其相位,以求得物體的位置資訊,達成不受空間中的多重路徑干擾及障礙物影響的精確定位。透過實驗證明,本套系統在實驗設定下具有10公分以內的定位精準度,同時可以支援微型無人飛行器的即時定位,對於未來各種行動裝置、穿戴科技與自動控制系統之定位需求,可提供具體的貢獻。

情境照明之仿真控制研究

本作品為一種可選定不同時間地點模仿朝陽/夕陽之情境照明系統,包括複數個發光裝置、濾光及擴散片,選擇接近朝陽/夕陽頻譜的波長,亦即複數個發出紅光、黃光及紅外線的發光元件。本作品提出新的控制法則,透過計時器、繼電器與時序間隔調整控制器,連接各發光元件,控制它們的發光狀態,提供旭日東升、夕陽西下等模式,使用者可調整發光顏色變換的時間間隔,延長夕陽下山前一刻的美好畫面,可讓使用者充分領略夕陽之美。本研究並且可以依某一筆特定時空資料,計算情境變化過程之每一時間點對應於色度圖之軌跡點,即時比對特定時空資料其對應於色度圖之軌跡線,而得到與該軌跡點間兩種累計誤差為最小距離之計算值,並啟亮與該軌跡點相對應之該發光元件組合,如此達到不同時間地點之模仿朝陽/夕陽及雲彩之最佳情境照明效果。

由基因序列的親疏設計流感疫苗探討

本研究主要利用最大概似法及動態規劃演算法來嘗試縮短生醫領域在疫苗研發的時程。透過序列比較的計算方式加速找出病毒序列具有專一性的有效區段。使科學家可以減少盲目測試的實驗。我們期望找出經過電泳之後,可以判斷具有可製造疫苗的最佳生物序列區段。藉由已知流感病毒的基因序列來分析現有流感病毒的演化親緣關係。嘗試由已知流感病毒疫苗來設計未知的流感病毒疫苗之建議(結果如下圖)。

關於史萊姆那檔事-黏菌爬行的相關研究

本實驗探討黏菌飼養底材及不同條件對黏菌爬行方向選擇之影響。一、飼養底材:使用濾紙養殖,易控制水分含量,養殖效益較佳。二、葡萄糖濃度:在0.5M/1M/2M葡萄糖濃度中,黏菌較偏好往2M濃度的方向移動。三、食物偏好:麥片能吸引黏菌,蛋白塊和奶油則無吸引力。四、角度:隨著角度增加,黏菌爬行速度會下降,但在垂直面爬行速度仍有約水平面爬行速度之四成。五、磁力:當磁性(N上S下):不論磁鐵在盒內/外,黏菌皆有正趨性,磁性(N下S上):則無此現象。六、金屬:一元硬幣、十元硬幣和鐵粉:這3種物質皆會使黏菌有正趨性的移動,尤其是鐵粉組。據本實驗結果及參考許多文獻後,我們推測黏菌或許也存在類似磁鐵礦顆粒或磁小體等物質。