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2024年

軒嵐諾颱風2022與卡努颱風2023冷水坑成因之能量通量分析

本研究首先觀察 2022年軒嵐諾颱風與 2023年卡努颱風表面的海水溫度較低的區域,即冷水坑,以及颱風中心附近 200公里的平均風速。進而以表面海水溫度較低之區域訂定為冷水坑研究的空間範圍,計算冷水坑在六個方向(東、西、南、北、上、下)的能量收支,包括分析:水平與垂直的傳導、可感熱、水平與垂直的溫度通量。 各個能量途經在颱風滯留時全部顯示冷水坑在向外界吸收能量,同時從能量的收支量判斷出海水主要以水平溫度通量、熱傳導和可感熱進行能量交換,而東方與北方為能量向外流出的區域,且冷水坑的能量吸收在颱風滯留的第一天達到高峰,並且高峰持續至颱風滯留的最後一天,在颱風離開冷水坑後,向外匯出的能量不斷減少,約在滯留後兩天才轉為能量流入。

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。

溶液深淺長短跑—創新方法精密測量折射率與液體濃度的關係

我們利用一般裝潢使用測量距離的雷射測距儀,配合理論推導,自行設計實驗方法與步驟,成功地精確測量各種水溶液在室溫下的折射率。透過我們的實驗方法與高中光學插針法測量液體折射率的實驗比較,測量誤差比插針法得到的實驗結果小一個數量級。我們還利用此實驗方法精確測量不同濃度的各種水溶液之折射率,探討折射率與濃度之間的線性關係。我們更進一步測量雙溶質水溶液與不互溶的兩液體,發現其折射率皆具有線性疊加的關係。

微流道-孔隙介質之排水時間與模式探討

孔隙介質內的流體運動涉及地球科學、生命科學、農業與工程應用等廣泛議題。為了瞭解孔隙介質內流體移動過程,本研究以孔隙介質排水過程為專題主題,利用自製的微流道模型,研究孔隙介質排水過程如何受到孔隙大小與下方開口大小的影響。此外,我們也利用Darcy’s Law 與 Kozeny-Carman equation,並加入飽和度變化帶來影響的修正,建立描述排水過程的公式。

利用合成生物學重建酵母菌性別轉換系統

本研究旨在解決摩爾定律和庫梅定律的困境,利用合成生物学將酵母菌配型變換的特性改變為一種運算機制。首先,以HO內切酶切割不同配型的酵母菌(MATa和MATα)染色體使其進行配型變換,並用顯微鏡檢視是否達成交配和計算效率。其次,利用同源重組將製造必需胺基酸(TRP1和HIS3)的基因替換配型變換中會置換的配型基因(a和α),將酵母菌配型變換改造為二進位生物運算單元。本實驗設計了引子用於PCR確認酵母菌第三條染色體中是否準確插入TRP1/ HIS3序列。目前成功以HIS3基因轉殖重建酵母菌的配型。這項研究為隨後涉及不同配型變換以及利用CRISPR系統進行計算應用的更廣泛研究提供了基礎。

以甲醇與甲酸為營養源評估甲醇利用菌的碳利用效能

全球暖化造成氣候危機,對人類生存的威脅愈來愈大,達成巴黎協定的淨零碳排刻不容緩。本研究擬以甲醇利用菌(Methylorubrum populi )做為碳捕集封存與再利用(Carbon Capture Utilisation and Storage/CCUS)的生物工廠,將甲醇(CH3OH)及甲酸(HCOOH)等單碳化合物合成生物質。經全基因定序及序列分析得知,M. populi 具有可以利用甲醇、甲酸進行生合成的多條路徑。同時將菌液以不同比例的甲醇與甲酸為碳源,在不同酸鹼值中培養,測量其生長曲線,由此推得倍增時間等各項參數,並分析乾燥後的菌體各元素佔比。分析結果顯⽰,在 pH6.3、以甲醇甲酸比 9:1培養 M.populi,碳儲存率可達 46.0%且在指數期生長快速,可達到有效減少溫室逸散至大氣的目的。

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。

利用FBP (Filtered Back Projection)進行三維錫球重建並分析探討不同濾波器造成的影響

在今日,電路板被廣泛運用各大領域,而電路板上錫球在焊接的過程中有可能會產生瑕疵,因此我們需要找到一個方式來檢驗電路板上錫球是否有瑕疵。有很多方式可以進行,例如: ART (Algebraic Reconstruction Technique)、SART (Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique)和 FBP(Filtered Back Projection),ART、SART 為疊代型的方法,疊代型比較準確但花費較多時間,與之相比,FBP 利用反投影法,能節省許多時間。本實驗嘗試利用 FBP 得到電路板上錫球的269張切片圖,利用 ImageJ 將所有圖片疊起來以得到3D 圖並探討錫球是否有缺陷,之後採用不同的種類濾波(filter)進行測試並利用 ImageJ 分析比較各 filter 的特色,高通濾波器如 Ramp filter 主要強化圖像邊緣,低通濾波器如 Hann filter 主要強化圖像中低頻的部分,使影像對比度變高,分析比較後嘗試自己建立 filter,此 filter 結合了 high pass filter 與low pass filter 的優點,影像的對比度變高的同時,錫球的輪廓也更明顯。

噪音之眼:結合聲源定位與影像辨識的聲音照相系統

汽、機車呼嘯而過的排氣噪音經常造成周遭民眾的困擾,為杜絕這種狀況,環保署於2021 年開始推動「聲音照相科技執法」,透過包含魚眼攝影機、車牌辨識攝影機等設備的整合,來紀錄行經車輛產生的噪音是否超過管制標準,不過此系統目前仍存在一些限制,如:當多台車輛同時經過時無法辨別確切的噪音來源,而需要人工判定。本研究旨在利用聲源定位原理結合影像辨識技術,實作出一套能夠追蹤聲源(噪音)並辨識聲音來源(車輛)的聲音照相系統,期日後能實際應用並解決道路上多車輛時無法辨識噪音來源的困擾。研究中提出一套能透過遠端控制程式,將收音裝置、攝影設備和資料分析軟體等各項軟硬體設備,串聯成自動化追蹤聲源的系統設計方案。

氣泡的作用範圍與氣泡性質的關係-氣泡的實際應用

現今的海洋環境問題及海上國防安全問題已成為現代人密切關注的焦點,為了解決每年 800 萬噸的垃圾流入海洋和烏俄戰爭的黑海水雷,我們設計了氣泡牆攔截河道垃圾及排除船艦周圍的飄浮式水雷;為了解氣泡牆攔截垃圾的效果,以及氣泡系統對水雷的推開程度,我們設計以下三組實驗:打氣深度與作用範圍的關係、氣泡排放量與作用範圍的關係、水流的偏折角與瞄準誤差關係。當氣泡牆與物體速度方向夾 45 度角時,可以由水流的偏折角與瞄準誤差的關係式得知,兩氣泡中心的間距約在 10cm 時擁有最佳經濟效益。在製作排除水雷的氣泡牆時,根據打氣深度的關係式得知,打氣深度越深越符合經濟效益。依照氣泡排放量的關係式得出,以上兩組氣泡應用在氣泡排放量 4L/min 時最符合經濟效益。我們依照實驗數據找出最符合經濟效益的各項氣泡牆參數,以解決海洋垃圾問題及漂浮式水雷的威脅。